Spor tırmanışta sonlu elemanlar yaklaşımı

[proksi]

Reklam Alanı

SPOR TIRMANIŞTA SONLU ELEMANLAR YAKLAŞIMI

AMCA, A. M. *; ARITAN, S. *;
* Hacettepe Üniversitesi, Spor Bilimleri ve Teknolojisi Yüksek
Okulu, Biyomekanik Araştırma Grubu

Spor tırmanış doğal kayalıklarda ya da kapalı alanlarda kurulan yapay tırmanışduvarlarında yapılabilen bir spordur. Tırmanışta statik duruşlar ve dinamik hareketler iç içe yer almaktadır. Tırmanıcılar tırmanış sırasında yüzey üzerindeki tutamakların dağılımına göre değişik vücut pozisyonlarına girmek zorunda kalmakta ve ağırlıkmerkezinin konumunu sürekli değiştirmektedir. Yapılan tırmanış türüne göre bazen patlayıcı kuvvet bazen dayanıklılık ön plana çıksa da,farklı vücut pozisyonlarında vücut dengesinin az kuvvet harcanarak sağlanabilmesi kaya tırmanışında performansın artırılmasında çok önemlidir.

Tırmanış sırasında tutamak, basamak ve sporcunun eklemlerine etki eden kuvvetler vücut pozisyonuna ve tırmanılan duvarın eğimine göre değişmektedir. Tırmanıcıların vücut ağırlıklarını tutamak ve basamaklara aktarmanın yanı sıra vücut üyelerinde oluşan momentleri dengelemek için de fazladan kuvvet uygulamak zorunda oldukları ve bu momentlere kaslardaki kasılmalar ile karşı koydukları düşünülmektedir.
Farklı tutamak ve basamak kombinasyonlarında vücut pozisyonununyorumlanması ve eklem momentlerinin en aza indirildiği pozisyonların bulunması ile tırmanışın verimliliği açısından önemli sonuçlara ulaşılabilir.Bu çalışmada statik koşullar altında ve farklı vücut pozisyonlarında,tutamak ve basamaklardaki destek kuvvetlerini, eklemlere binen yükleri hesaplayarak tırmanıcının üst vücudunda oluşacak momentleri en aza indirebilecek vücut pozisyonlarının belirlenmesi amaçlanmıştır.
Tutamak ve basamaklardaki kuvvetlerin, eklemlere binen yüklerin ve momentlerin belirlenebilmesi için tırmanış sırasındaki temel duruşlarda tırmanıcı görüntüleri alınmış ve bir çubuk adam modeli oluşturulmuştur.
Vücut üyelerinin ağırlık merkezleri ve ağırlıkları Clauser ve ark. (1969) çalışmasına göre hesaplanmış ve modele eklenmiştir.Vücut üyelerinin katılık matrisleri ve sistemin katılık matrisi literatüre göre hesaplanmış ve sınırlayıcı etkenler belirlendikten sonra model,Matlab programı kullanılarak, statik durumlar için sonlu elemanlar yaklaşımı ile çözümlenmiş ve kuvvet, moment gibi hesaplamalar yapılmıştır.
Oluşturulan modelde tutamak ve basamaklar sabit, diğer vücutüyeleri ve eklemler hareketli kabul edilerek farklı vücut pozisyonlarındaoluşabilecek momentler hesaplanmış, üst vücuttaki momentler içindoğrusal-olmayan kısıtsız eniyileme algoritmaları kullanılarak çözümegidilmiş ve üst vücut momentlerinin en az olduğu pozisyonlar hesaplanmıştır.

Anahtar Sözcükler:

Kaya tırmanışı, biyomekanik, sonlu elemanlar,
moment, eniyileme
KAYNAKLAR
1. Noe F., Quaine F., Martin L.. “Influence of steep gradient
supporting walls in rock climbing: biomechanical analysis”. Gait and
Posture 13 (2001)
2. Quaine F., Martin L., Blanchi JP. “The effect of body position
and number of support on wall reaction forces in rock climbing. ” J App
Biomechanics 13 (1996)
3. Quaine F., Martin L., Blanchi J. P. “Effect of a leg movement
on the organisation of the forces at the holds in a climbing position 3-D
kinetic analysis. ” Human Movement Science 16 (1997) 337-346
4. Reddy, J. N. : “ An Introduction To The Finite Element
Method” (2nd edition) McGraw-Hill 1993