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Bewegungswissenschaften - Bänder

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by

Fabi N

on 5 June 2015

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Transcript of Bewegungswissenschaften - Bänder

Mechanische Eigenschaften
Spannungsrelaxation
Hysterese
Viskoelastisches Verhalten
Kriechen
Alter
Immobilität
Training
Quer-/Längsverhältnis
Konditionierung
Geschwindigkeit
Kraft-Dehnungs-Kurve
Lineare Zone
Schädigung
Riss
Materialkonstanten
Immobilität
Validität
Einflüsse
Fußzone
Reißspannung, Reißdehnung, Elastizitätsmodul
relative Dehnung: ε = Δl/l
Spannung: σ = F/A
Hooksches Gesetz: σ = E*ε
Versuchsobjekt
Versuchsdurchführung
Messverfahren
Materialkonstanten

nicht-lineares viskoelastisches Verhalten
Band
Reißspannung: 5 MPa
Reißdehnung: ca. 15-20 %
E-Modul: 70 – 200 MPa
Das biologische Band
Bänder
Funktion
Aufbau
Sehnen
Funktion
Aufbau
Kreuzbandriss
Biologischer Aufbau
Mathematische Modellierung
Verständnis
Ersatzmodell
Mathematische Interpretation
Kräftegleichung
Bewegungsgleichung
Modifiziertes Kelvin Modell
Querschnitt: rund oder flach
zelluläre
Bestandteile
extrazelluläre
Matrix
Strukturelle Zusammensetzung
20 %
80 %
Fibroblasten: synthetisieren Matrix-
bestandteile (vor
allem Kollagen)
Wasser
feste Bestandteile
60-80 %
20-40 %
70-80 %
20-30 %
stabiles Netzwerk
Protein, faserig aufgebaut, wasserunlöslich
Grundeinheit Tropokollagen
extrem hohe Zugfestigkeit
-->kaum dehnbar (2-5%)
Glycosaminoglykane, Proteoglykane
Fähigkeit der Wasseraufnahme und -Abgabe
Verbindung von Knochen mit Knochen
bewegungslimitierend
an Rändern des physiologischen Bewegungsausmaßes gespannt

bewegungsführend
Konfiguration über gesamten Bewegungsbereich variabel

funktionelle Kongruenz
über gesamten Bewegungsbereich gespannt
Kraftübertragung:
Muskulatur <--> knöcherne Elemente
Muskelbauch in optimalem Abstand
Querschnitt: rund, oval oder flach
wellenförmig angelegte Kollagenfasern
überwiegend Fibroblasten
verknorpelte Sehnenzonen auch Chondroblasten
Quellen:
Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Margareta Nordin & Victor H. Frankel, 3.Edition
Medienquellen:
http://www.onmeda.de/krankheiten/kreuzbandriss.html
http://www.interactive-biology.com/tag/skeletal-muscle/
http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0021929010000357-gr1.jpg
http://www.kolagena.pl/baza-wiedzy.php?lang=de
Kollagen
Elastin
Grundsubstanz
Kollagen-verwandtes Strukturprotein
100-150% dehnbar
max. tolerierbare Zugspannung geringer als von Kollagen
Alterung: weniger Fibroblasten
--> mehr Querbrückenbindungen
Sportbiomechanik von Albert Gollhofer und Erich Müller
Biomechanics of the Musculo-skeletal System von Benno M. Nigg und Walter Herzog
Dissertation von Stefan Lehner "Entwicklung und Validierung biomechanischer Computermodelle und deren Einsatz in der Sportwissenschaft"
Berechnung der Steifigkeit im lin. Bereich
Validierung des Kraftelements
Berechnung der Maximalkräfte
Hystereseverhalten
Konditionierte Hinterlaufsehne (Schwein)
5 Be-/Entlastungen
5. Be-/Entlastungsvorgang
Einfluss der Belastungsgeschwindigkeit
Experiment
Simulation
Hinterlaufsehne
[Eiber]
On the Simulation of Human Hearing
Albrecht Eiber
Institute of Engineering and Computational Mechanics, University of Stuttgart, Germany
[Gan]
Three-Dimensional Finite Element Modeling of Human Ear for Sound Transmission
Annals of Biomedical Engineering,(2004), 32(6): 847859.
RONG Z. GAN, BIN FENG, and QUNLI SUN
School of Aerospace & Mechanical Engineering and Center of Bioengineering, University of Oklahoma,
Norman, OK 73019
(Received 15 August 2003; accepted 17 February 2004)
15
Weitere Paper
Simulation
Multibody System (MBS)
Finite Elemente Methode (FEM)
Sehne
Zugfestigkeit: 50MPa
Bruchdehnung: ca. 10%
Quer-/Längsverhältnis
Beispiel:
gleicher Querschnitt , Länge 2:1
--> gleiche Reißspannung , Größere
Reißdehnung bei längerer Sehne

gleiche Länge, Querschnitt 2:1
--> Gleiche Reißdehnung, Größere Reißspannung bei größeren Querschnitt
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