Análisis experimental de la velocidad de la marcha en las GRFs

Abstract

El “Ground Reaction Forces” (GRF) es la fuerza que ejerce el suelo sobre un cuerpo en contacto con él, se basa en la Tercera Ley de Newton. Cuando una persona está de pie sin movimiento, el GRF se corresponde con el peso de la persona. Cuando el cuerpo se mueve, el GRF varía debido a las fuerzas inerciales. Por ejemplo, mientras se corre, el GRF aumenta hasta dos o tres veces el peso corporal, estas fuerzas tienen un gran interés en el ámbito de la ingeniería, debido a su influencia en el estudio estructural dinámico de estructuras esbeltas, donde es fácil que los ocupantes induzcan vibraciones que pueden llegar a crear incomodidades a otros usuarios o incluso problemas estructurales debidos a la fatiga mecánica. El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es el estudio de la influencia de las distintas variables en dichas fuerzas, ya sean puntos de fuerza máxima, tiempos, distancias… a medida que aumentamos la velocidad. El proceso comienza con la recogida de datos experimentales, para lo que se han utilizado las plantillas instrumentadas Loadsol, y su correspondiente aplicación para smartphones, que permiten obtener ficheros de datos en formato ASCII con los valores de las fuerzas de cada pie. Posteriormente, mediante el sistema de análisis numérico MATLAB, se ha desarrollado un software para obtener los distintos datos de interés en cada medición

The "Ground Reaction Forces" (GRF) is the force exerted by the ground on a body in contact with it. It is based on Newton's Third Law. When a person is standing motionless, the GRF corresponds to the person's weight. When the body moves, the GRF varies due to inertial forces. For example, while running, the GRF increases up to two or three times the body weight, these forces are of great interest in the field of engineering, due to their influence on the dynamic structural study of slender structures, where it is easy for the occupants induce vibrations that can create discomfort for other users or even structural problems due to mechanical fatigue. The objective of this Final Degree Project is to study the influence of the different variables on these forces, whether they are points of maximum force, times, distances... as we increase speed. The process begins with the collection of experimental data, for which Loadsol instrumented insoles have been used, and their corresponding application for smartphones, which allow data files to be obtained in ASCII format with the values of the forces of each foot. Subsequently, using the MATLAB numerical analysis system, software has been developed to obtain the different data of interest in each measurement.