Muscle Fatigue Analysis Using OpenSim

In this research, attempts are made to conduct concrete muscle fatigue analysis of arbitrary motions on OpenSim, a digital human modeling platform. A plug-in is written on the base of a muscle fatigue model, which makes it possible to calculate the decline of force-output capability of each muscle along time. The plug-in is tested on a three-dimensional, 29 degree-of-freedom human model. Motion data is obtained by motion capturing during an arbitrary running at a speed of 3.96 m/s. Ten muscles are selected for concrete analysis. As a result, the force-output capability of these muscles reduced to 60%-70% after 10 minutes' running, on a general basis. Erector spinae, which loses 39.2% of its maximal capability, is found to be more fatigue-exposed than the others. The influence of subject attributes (fatigability) is evaluated and discussed

Technology and Management for Sustainable Buildings and Infrastructures

A total of 30 articles have been published in this special issue, and it consists of 27 research papers, 2 technical notes, and 1 review paper. A total of 104 authors from 9 countries including Korea, Spain, Taiwan, USA, Finland, China, Slovenia, the Netherlands, and Germany participated in writing and submitting very excellent papers that were finally published after the review process had been conducted according to very strict standards. Among the published papers, 13 papers directly addressed words such as sustainable, life cycle assessment (LCA) and CO2, and 17 papers indirectly dealt with energy and CO2 reduction effects. Among the published papers, there are 6 papers dealing with construction technology, but a majority, 24 papers deal with management techniques. The authors of the published papers used various analysis techniques to obtain the suggested solutions for each topic. Listed by key techniques, various techniques such as Analytic Hierarchy Process (AHP), the Taguchi method, machine learning including Artificial Neural Networks (ANNs), Life Cycle Assessment (LCA), regression analysis, Strength–Weakness–Opportunity–Threat (SWOT), system dynamics, simulation and modeling, Building Information Model (BIM) with schedule, and graph and data analysis after experiments and observations are identified

Analyse des Einflusses von Querkräften beim Hammerbohren auf die Arbeitsproduktivität und die Schwingungseinwirkung auf den Menschen = Analysis of the influence of lateral forces on work productivity and human exposure to vibration during hammer drilling

Das Ziel der Ergonomie ist die qualitative und wirtschaftliche Optimierung des Arbeitsergebnisses. Gleichzeitig soll der Anwender während der Tätigkeit möglichst wenig ermüden und keine Schäden davontragen. In der Entwicklung von Bohrhämmern sind deshalb die Steigerung der Arbeitsproduktivität sowie die Prävention einer möglichen Schädigung des Anwenders durch Vibrationen wichtige Ziele. Um das Produkt hinsichtlich dieser Größen optimieren zu können, müssen die relevanten Einflüsse bekannt sein. In bisherigen Studien zur Analyse von Einflussgrößen wurden Kräfte, welche senkrecht zur Vorschubkraft wirken, noch nicht untersucht. Experimente haben jedoch gezeigt, dass Anwender beim Hammerbohren Querbewegungen aufbringen, welche zu Querkräften im Bohrloch führen. Bislang fehlt das Wissen, in welcher Größenordnung die Querkräfte beim Arbeiten mit einem Bohrhammer auftreten und ob diese einen Einfluss auf das Hammerbohren haben. Weiterhin ist nicht bekannt, ob ein möglicher Einfluss auf unterschiedliche Bohrhammer-Bohrer-Setups und Randbedingungen übertragbar ist. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Zusammenhänge zwischen der Querkraft und den Größen Vorschubgeschwindigkeit sowie die für den Menschen schädlichen Vibrationen zu analysieren. Zur Erreichung dieses Ziels wurden zunächst die auftretenden Querkräfte mittels einer Laborstudie mit Probanden untersucht. Anschließend wurden anhand zweier Studien auf einem roboterbasierten Prüfstand mit über 6000 Einzelversuchen Vorschubkräfte und Querkräfte mehrstufig aufgebracht, um deren Zusammenhang mit der Vorschubgeschwindigkeit sowie mit den Gehäusevibrationen zu ermitteln. Um aufzuzeigen, ob Interaktionseffekte zwischen der Querkraft und aus dem Stand der Forschung bekannter Einflussgrößen bestehen, wurden neben den Anwenderkräften die Betonfestigkeit, der Bohrhammer, der Bohrertyp und dessen Verschleiß variiert. Abschließend wurde eine Verifikation der auf dem Prüfstand gewonnenen Ergebnisse, inwieweit diese auf das manuelle Hammerbohren übertragbar sind, durchgeführt. Durch manuelle Versuche mit professionellen Anwendern konnte nachgewiesen werden, dass beim Hammerbohren Querkräfte auftreten und wodurch diese entstehen. Die anschließenden kausalen Studien zeigten, dass diese Querkräfte die Vorschubgeschwindigkeit negativ beeinflussen und unterschiedliche Effekte bei den Bohrhammervibrationen hervorrufen. Hierbei treten Interaktionseffekte zwischen den untersuchten Faktoren und der Querkraft auf. Anhand der Ergebnisse konnte somit gezeigt werden, dass die vom Anwender erzeugten Querkräfte die Arbeitsproduktivität und die für den Menschen schädlichen Vibrationen beeinflussen. Darüber hinaus konnten Potentiale für die Optimierung von Schwingungsentkopplungen der Hauptgriffe von Bohrhämmern aufgedeckt werden. Des Weiteren kann das Wissen für die Abbildung von realitätsnäheren Anwendereinflüssen im Testing oder für die Verbesserung von Normen zur Bewertung der Bohrhammervibrationen genutzt werden