МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПОРІВНЯННЯ ДИНАМІКИ УДАРІВ ПО ДВОХ ВИДАХ ЖИЛЕТІВ ДЛЯ ЄДИНОБОРСТВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.2(45)2021.247064Ключові слова:
математичне моделювання, динаміка удару, жилет для єдиноборств, закон ГукаАнотація
У різних стилях бойових мистецтв широко використовуються захисні засоби. Серед них можна перелічити такі як: захист для голені, шолом, захист кисті руки, протиударний жилет та інші. Однак ці засоби не можна назвати повністю досконалими, тому що навіть з ними спортсмени отримують травми. Отже засоби захисту спортсмена потребують удосконалення. Наприклад, жилети які виробляють для захисту від ударів у корпус людини, виробляють повність із твердого матеріалу, наприклад, товстий підшарок із паралону. Але така модель захисту не дозволяє розподілити енергію, яка виробляється під час удару по всій поверхні корпусу. Тобто удар приходиться на якусь окрему ділянку корпусу, куди вдарили спортсмена. В нашій роботі ми запропонували іншу модель захисного жилету, яка дозволяє розподілити енергію від удару на весь корпус, а отже зменшити больові відчуття і травми під час бою. Основна ідея нашого захисного жилету полягає у тому, що всередині нього існує повітряний прошарок. У результаті цього під час удару енергія розподіляється рівномірно по всьому корпусу.
Метою роботи є створення математичної моделі, яка описує фізичні процеси, що відбуваються під час удару в захисний жилет з повітрям всередині.
Завдання роботи: порівняти ці процеси з процесами, що відбуваються у звичайному захисному безповітряному жилеті.
На основі отриманих результатів математичного моделювання динаміки ударів у жилетах двох різних типів, робиться висновок, що запропонована модель жилету з повітрям всередині розподіляє енергію вдвічі краще, ніж звичайний безповітряний аналог. Завдяки повітрю всередині, енергія від удару передається частинками у більшому об’єм у жилеті, і таким чином зменшується навантаження на місце удару. Тому запропонована модель жилета може бути рекомендована для використання в різних видах єдиноборств як більш ефективний аналог звичайного жилета.
У майбутньому можна вдосконалити математичну модель, використовуючи симетрію щодо точки удару, якщо вона відбувається в центрі жилета, що значно скоротить час обчислень на комп’ютері та збільшить адекватність. Крім того, аби математична модель краще відповідала дійсності, буде корисно розробити тривимірну модель жилета.
Посилання
Sait OOO “Real strike” [Sait of private limited company “Real strike”]. Savelyev, V.N. (2015). Pyzyko-matematycheskaja modelj udara [Physical and mathematical model of im-pact]. real-strike.com/model.php. Retrieved from http://real-strike.com/model.php [in Rus-sian].
Sibirtsev, S.K., Chernykh, R.M. & Volegov, P.S. (2012). Matematycheskaja modelj udara boksera [Mathematical model of a boxer's blow]. Permj: Kraevoj konkurs tvorcheskykh rabot uchashhykhsja “Prykladnue y fundamentaljnue voprosu matematyky”. Retrieved from http://genius.pstu.ru/file.php/1/pupils_works_2012/Sibircev_Stepan_CHernykh_Roman.pdf [in Russian].
Kimm, D., Thiel, D.V. (2015). Hand Speed Measurements in Boxing. Procodia Engineering. (112), 502–506.
Buśko, K., Staniak, Z., Szark-Eckardt, M., Nikolaidis, P., Mazur-Różycka, J., Łach, P., Michalski, R., Gajewski, J., Górski, M. (2016). Measuring the force of punches and kicks among combat sport athletes using a modified punching bag with an embedded accelerometer. Acta of Bioengineering and Biomechanics, (18), 47–54. DOI: 10.5277/ABB-00304-2015-02.
Khasanshin, I. (2021). Application of an Artificial Neural Network to Automate the Measurement of Kinematic Characteristics of Punches in Boxing. Applied Sciences, 11 (1223), 1–14. https://doi.org/10.3390/app11031223.
Allen, T., Martinello, N., Zampieri, D., Hewage, T., Senior, T., Foster, L., Alderson, A. (2015). Auxetic Foams for Sport Safety Applications, Procedia Engineering, (112), 104–109. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.183.
Wardiningsih, W., Troynikov, O., Fuss, F.K. (2015). Energy Absorption and Performance Relevant to Thermal Wear Comfort Evaluation of Existing Impact Protective Pad and Materials Intended for Impact Protective Pad, Procedia Engineering, (112), 122–127. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.186.
Fuss, Franz. (2015). The Design Strain and Dead Mass of Energy Absorbing Materials and Structures: Mathematical Principles and Experimental Determination. Procedia Engineering, (112), 116-121. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.185.
Feynman, R. P.; Leighton, R. B.; Sands, M. (2005). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 1 (2nd ed.). Pearson/Addison-Wesley. ISBN 978-0-8053-9049-0.
Савельев В.Н. Физико-математическая модель удара. Електронний ресурс: http://real-strike.com/model.php
Сибирцев С.К., Черных Р.М., Волегов П.С. Математическая модель удара боксѐра. «Прикладные и фундаментальные вопросы математики». Пермь. 2012. с. 21. Електронний ресурс: http://genius.pstu.ru/file.php/1/pupils_works_2012/Sibircev_Stepan_CHernykh_Roman.pdf
Kimm D., Thiel D.V.(2015) Hand Speed Measurements in Boxing. Procodia Engineering. (112), pp 502–506.
Buśko K., Staniak Z., Szark-Eckardt M., Nikolaidis P., Mazur-Różycka J., Łach P., Michalski R., Gajewski J., Górski M. (2016). Measuring the force of punches and kicks among combat sport athletes using a modified punching bag with an embedded accelerometer. Acta of Bio-engineering and Biomechanics. 2016. vol. 18. pp. 47-54. DOI: 10.5277/ABB-00304-2015-02.
Khasanshin I. Application of an Artificial Neural Network to Automate the Measurement of Kinematic Characteristics of Punches in Boxing. Applied Sciences. 2021; 11(3):1223. https://doi.org/10.3390/app11031223.
Allen T., Martinello N., Zampieri D., Hewage T., Senior T., Foster L., Alderson A. Auxetic Foams for Sport Safety Applications, Procedia Engineering, Vol. 112, 2015, pp. 104–109, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.183.
Wardiningsih W., Troynikov O., Fuss F.K., Energy Absorption and Performance Relevant to Thermal Wear Comfort Evaluation of Existing Impact Protective Pad and Materials Intended for Impact Protective Pad, Procedia Engineering, Vol. 112, 2015, pp. 122–127, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.186.
Fuss, Franz. The Design Strain and Dead Mass of Energy Absorbing Materials and Structures: Mathematical Principles and Experimental Determination. Procedia Engineering. Vol. 112, 2015, pp. 116–121. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.07.185.
Feynman, R. P.; Leighton, R. B.; Sands, M. (2005). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 1 (2nd ed.). Pearson/Addison-Wesley. ISBN 978-0-8053-9049-0.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
