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문제 정의
- 본 연구에서는 인체와 스포츠 슈즈의 거동을 평가하기 위하여 스포츠화-족 연계모델을 개발하였다. 착지 모션이 빈번히 발생하는 농구 경기를 참조하여 농구화를 코트 스포츠화로 선정하였고, 선행연구에서의 피부조직과 뼈로 구성된 인체의 하지를 모델에 포함하였다")
- 착지 동작이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 일반적인 착지 동작으로, 전족부 착지(forefoot landing)와 후족부 착지 (rearfoot landing)에 대한 운동 역학적 분석을 수행하였다. 여기서, 전족부 착지는 안정된 착지 방법으로, 발목 굽힘(ankle flexion)과 무릎 굽힘(knee flexion)의 인체의 자체적인 충격 흡수 동작을 포함한다⑷ 이에 반하여 후족부 착지는 동작 중 불균형에 의하여 부상발생의 원인이 될 수 있다.
- 본 연구에서는 착지 동작에서 발생하는 스포츠화-족 연계모델의 모드별 충격 특성을 비교, 분석하였다.
가설 설정
- 구성된다. 아웃솔은 비압축성, 비선형성, 초탄성을 갖는 고무 재질로 가정하였으며, 식 (8) 과 같은 변형률 에너지 함수(strain energy function)로 구성되는 Mooney-Livlin 모델을 적용하였다. 본 연구에서는 결정상수 5항인 Mooney-Livlin 모델을 채택하였으며, 이들은 재료의 1축 인장실험을 통하여 결정된다.
- 여기서, 충격력 단위는 BW= impact force/body weight로 정의된다. 인체 부하률(loading rate)은 지면 반력의 시간에 대한 미분 값으로 표시되며, 최대 충격력 시점까지 선형적으로 가정하여 직선의 기울기로서 부하률을 결정하였다. 표에서 알 수 있듯이 전족부 충격에 비하여 후족부 착지 모드에서 약 70 %의 높은 충격력이 발생한다.
- 사용된 유한요소 중 갑피는 가죽 재질로서 그 거동을 반영하기 위하여 일정한 두께의 쉘 요소를 사용하였고, 솔부, 중족 보강재, 피부조직, 그리고 뼈는 4-노드 사면체(4-node tetrahedron) 요소를 사용하였다. 종 요소 수는 81084개이며, 피부조직과 뼈로 구성되는 하지를 제외한 솔부 및 갑피는 완전히 결합되었다고 가정하였다. Fig.
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