Modellierung eines Sprungbretts im Gerätturnen

Für die Entwicklung und Optimierung von Sprüngen am Sprung im Hochleistungssport des Gerätturnens, ist die Kenntnis des Drehimpulses, der Abfluggeschwindigkeit und der wirkenden Kräfte auf dem Sprungbrett von hohem Interesse (Greenwood & Newton, 1996). Besonders die Bestimmung der Kräfte auf dem Oberbrett, stellt die Wissenschaft vor eine große Herausforderung. Aufgrund der kurzen Kontaktzeiten (bei Kasamatsusprüngen 0,11s (±0,02); Farana, Uchytil, Zahradnik & Jandacka, 2015) können für die Ermittlung der Absprungkräfte nur hochfrequente kinemetrische Verfahren angewendet werden (Hao, Wu, Wang, Xiao & Wang, 2013), was wiederum mit erheblichem Zeitaufwand in der Auswertung verbunden ist. Mithilfe eines Sprungbrettmodells und durch den Einsatz von Beschleunigungssensoren soll es gelingen, auf die wirkenden Kräfte an der Sprungbrettoberfläche zu schließen und die sprungspezifischen Paramater als Sofortinformation darzustellen. Die Modellierung des Sprungbretts orientiert sich dabei am Modellansatz (1) von Sano, Ikegami, Nunome, Apriantono und Sakurai (2007). Dieser drückt aus, dass sich die Brettreaktionskraft (BRF) aus der wirkenden Kraft unter dem Sprungbrett (GRF), minus der Gewichtskraft des Bretts (m * g) und abzüglich der Summe der einzelnen Segmentkräfte des Oberbrettes (msegm * asegm) zusammensetzt. BRF = GRF - m * g - S mSegm * aSegm (1) Auf der Basis dieses Ansatzes soll ein Sprungbrettmodell in der interaktiven Simulationsumgebung alaska (IfM Chemnitz) generiert werden. Im vorliegenden Artikel wird der Modellierungsprozess und die statische Überprüfung des Sprungbrettmodells anhand ausgewählter Biegelinien vorgestellt. Dabei soll das Sprungbrettmodell als modellhafte und vereinfachte Abbildung (Perl & Uthmann, 1997; Stachowiak, 1971) des realen Sprungbretts der Firma Gymnova (Typ »hart") dienen. Dieses eignet sich sehr gut für eine Prototypenmodellierung, da das Unterbrett aus einem starren Stahlrahmen konzipiert ist und dadurch auf das Rückwurfverhalten keinen Einfluss nimmt. Zusätzlich sind fünf identische Schraubenfedem verbaut, was zudem die Modellierung vereinfacht. Die typische Bewegung des Bretts in Sprunglängsrichtung wird ebenso berücksichtig wie die charakteristisch vertikale Verschiebung des Oberbretts. Im Vorfeld der Modellentwicklung sind die physikalischen Parameter des Sprungbretts als Grundlage für die Modellierung mittels experimenteller Methoden zu bestimmen.
© Copyright 2015 Sporttechnologie zwischen Theorie und Praxis VI - Beiträge aus dem Workshop SpoTec 2015 "Aktuelle Trends in Sport und Technik" incl. "Gangworkshop". Veröffentlicht von Shaker Verlag. Alle Rechte vorbehalten.

Bibliographische Detailangaben
Schlagworte:
Notationen:Naturwissenschaften und Technik
Veröffentlicht in:Sporttechnologie zwischen Theorie und Praxis VI - Beiträge aus dem Workshop SpoTec 2015 "Aktuelle Trends in Sport und Technik" incl. "Gangworkshop"
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Aachen Shaker Verlag 2015
Seiten:38-44
Dokumentenarten:Kongressband, Tagungsbericht
Level:hoch