Gli esperimenti che coinvolgono gli individui a piedi sono eseguite in collaborazione con il Movimento e la postura Laboratorio di Analisi Leuven (MALL) 25. La loro collaborazione e il sostegno si ringraziano.

Tutte le procedure sono state approvate dal comitato etico dell&#39;ospedale universitario della KU Leuven e ogni soggetto ha dato un consenso informato scritto prima della partecipazione. 1. 3D Motion Tracking: Configurazione e acquisizione dati <ol><li> Assicurarsi che i singoli sensori sono completamente cariche (Figura 1A). Questa fase dura circa 1 ora, ma può essere eseguita nei giorni prima di quelle effettive. Seguire il protocollo di ricarica del produttore. </li><li> MT Manager - Acquisizione dati 2: <ol><li> Attivare la connessione wireless con i sensori e specificare la frequenza di campionamento desiderata (configurazione wireless&gt; Abilita tutti i master wireless). Nota: Per consentire un&#39;accurata caratterizzazione del comportamento dei pedoni, si consiglia una frequenza di campionamento di almeno 60 Hz. L&#39;accelerazione lineare 3D sensori scheda individuale, velocità angolare (terra) del campo magnetico ei dati di pressione atmosferica. </li><li>Attivare la modalità operativa e avviare la modalità di misura: fare movimenti lenti con i sensori per circa 1 min (configurazione wireless&gt; Avviare la misurazione su tutti i master wireless). </li><li> Visualizzare i dati inerziali e magnetici di tutti i sensori attivi (Visualizza&gt; Finestra&gt; inerziale dei dati). Assicurarsi che, mentre stazionario, l&#39;orientamento del sensore non fa caso. Nota: un orientamento modifica del sensore stazionario indicherebbe un ambiente magneticamente disturbato e, quindi, informazioni di orientamento imprecisa. </li></ol></li><li> Reset Orientamento: Applicare un reset oggetto / voce (oggetto / voce Ripristina&gt; Ripristina di orientamento) per definire il quadro di riferimento globale degli esperimenti (Figura 1B) 2. </li><li> Posizionare il sensore più vicino possibile al centro del corpo della massa (COM) situato al livello della quinta vertebra lombare (Figura 1C). Fissare un singolo sensore ermeticamente e robusta su ogni partecipante con sprattutto progettato click-in cinghie corpo pieno (figura 1C). </li><li> registrare dati come richiesto. </li><li> Caricare i record di interesse (file aperto), specificare le impostazioni di esportazione (Strumenti&gt; Preferenze&gt; Esportatori) ed esportare l&#39;accelerazione (e la matrice di orientamento) i dati per la successiva analisi 2 (File&gt; Esporta). </li></ol> 2. Forza del piatto: il programma di installazione e configurazione Nota: La presente si illustra l&#39;applicazione di una piastra di forza per registrare i GRF. Nel caso che una / persona in esecuzione scorrevole è coinvolto, una serie di piastre di forza o un tapis roulant strumentato deve essere utilizzato per registrare il carico indotta da successive fasi 3, il protocollo stesso è analogo. <ol><li> Assicurarsi che la piastra di forza è fissata saldamente al pavimento laboratorio (Figura 2). </li><li> Configurare le impostazioni del dispositivo e acquisizione 4 (NDI Apri Acquisizione&gt; Dati&gt; Impostazioni dispositivo&gt; SettiNGS). Selezionare la corretta &quot;guadagno&quot; e &quot;frequenza di campionamento&quot;. Configurare e controllare le impostazioni di trigger esterni, se necessario 4. <ol><li> Scegliere il guadagno e frequenza di campionamento secondo la precisione desiderata e il tipo di carico coinvolti. Per la presente domanda, utilizzare un guadagno di 128 (forza massima 4.879 N) e una frequenza di campionamento di 200 Hz. </li></ol></li><li> Inizio e fine di ogni prova con una piastra di forza vuota: Tarare la piastra di forza a vuoto (NDI Apri Acquisizione&gt; Dati&gt; Dispositivo Impostazioni&gt; Impostazioni&gt; Tare). </li><li> Ai fini della verifica: posiziona un peso noto sulla parte superiore della piastra di forza prima e dopo ogni prova. Nota: Nella presente applicazione è utilizzata una massa di 5 kg, tuttavia, l&#39;uso di un&#39;altra massa rigida noto (&gt; 2 kg) può anche servire questo test di verifica. </li><li> Registrare e salvare i dati GRF come richiesto. Esportare le GRF per la successiva analisi 4. </li></ol> 3. Misurazione del Accele Strutturalerazioni Nota: Le presenti passaggi mirano a raccogliere le vibrazioni strutturali in uno o più pertinenti posizioni sulla struttura. L&#39;attuale applicazione impiega GeoSIG GMS registratori (Figura 3) per registrare le accelerazioni strutturali. Altri tipi di sensori con caratteristiche adeguate per l&#39;applicazione coinvolti, possono essere ugualmente applicate. <ol><li> Assicurarsi che i singoli sensori sono completamente cariche. Questa fase può richiedere diverse ore, ma può essere eseguito nei giorni prima di quelle effettive. Seguire il protocollo di ricarica del produttore. </li><li> Installare i sensori sulle posizioni desiderate della struttura primaria: livellare i sensori e, se necessario, fornire una corretta fissaggio alla struttura principale (ad esempio, utilizzando magneti). Nota: data l&#39;elevata massa dei singoli GMS registratori (&gt; 6 kg) e le oscillazioni a bassa frequenza coinvolte (&lt;6 Hz), senza fissaggio supplementare era necessario in questo caso. </li><li> per GeoAcquisizione DAS dati 5: Configurare e attivare la rete GMS wireless e la connessione con i sensori 5. Controllare le impostazioni di tempo e le impostazioni di sincronizzazione (se necessario) (tasto destro del mouse sul sensore&gt; Maggiori informazioni). </li><li> Posizionare i sensori sulla posizione desiderata e loro livello in accordo con il quadro di riferimento globale. </li><li> Per l&#39;acquisizione dei dati GeoDAS 5: Esportare i dati registrati per la successiva analisi (tasto destro del mouse sul sensore&gt; Instrument Control&gt; Invia una richiesta&gt; richiesta dell&#39;utente&gt; GETEVT 5). </li></ol> 4. esperimenti in un ambiente di laboratorio controllato <ol><li> Configurare movimento / Impostazione 3D tracking (come discusso nella sezione 1). </li><li> Configurare / piastra forza Setup (come discusso nella sezione 2). </li><li> Durante il funzionamento: verificare visivamente il tempo reale misurazioni di entrambi i sensori inerziali wireless e la piastra di forza per verificarne la modalità operativa. </li><li> Chiedere al participant al passaggio sulla piastra forza e rimanere fermo per almeno 30 secondi: questo permette di identificare il peso di ogni individuo. </li><li> Configurare il segnale del metronomo: selezionare il ritmo desiderato, vale a dire, la frequenza costringendo fondamentale. Nota: il segnale del metronomo può essere facilmente configurato utilizzando applicazioni gratuite online o smartphone. </li><li> Avviare la registrazione dei dati sia della piastra di forza e sensori inerziali wireless. </li><li> Chiedi partecipante per avviare l&#39;attività desiderata: camminare, saltare o pescare al tasso (stimolazione mirata) come indicato dal segnale del metronomo (vedere Figura 4). </li><li> Registrare il numero scelto di cicli di carico, ad esempio, passi, salti o cicli bobbing. Chiedere al partecipante di scendere la piastra forza. Nota: per scopi di convalida, si consiglia di prendere in considerazione un certo tempo di registrazione supplementare in queste condizioni scaricati. Nella letteratura, non vi è chiaro consenso circa il numero di cicli di carico minime necessarie per characterize il ciclo per ciclo variabilità 6. Sulla base dell&#39;esperienza e il lavoro presentato in [6], lo studio qui presentato ritiene 60 cicli consecutivi in cui i primi e gli ultimi cinque cicli di carico sono esclusi dalla ulteriore analisi per escludere irregolarità nel modello di carico all&#39;inizio e alla fine del processo. </li></ol> 5. Experiments In Situ <ol><li> Configurazione / Setup la rete di sensori inerziali 3D che seguono il movimento dei partecipanti (vedere paragrafo 2 e Figura 5). </li><li> Configurazione / Setup la rete GMS di accelerometri wireless che registrano le accelerazioni strutturali (vedi sezione 4). </li><li> Durante il funzionamento: (visivamente) controllare le misurazioni in tempo reale dei sensori inerziali wireless per verificare la loro modalità operativa. </li><li> Definire un protocollo chiaro che permette di sincronizzare i sistemi di misura coinvolti, se necessario. Nota: Questo passaggio è necessario quando la questionesistemi di acquisizione dati non consentono la sincronizzazione diretta a causa della mancanza di un trigger o canale comune. Quest&#39;ultimo è il caso dei sistemi di misura wireless applicati in esperimenti in situ (5.1 e 5.2). Pertanto, un protocollo chiaro è stato adottato sul sito che permette di sincronizzare la linea set di dati. Nella presente domanda, i sistemi di misura coinvolti sono sincronizzati mediante registrazione di un evento identico, cioè, impatto, all&#39;inizio e alla fine di ogni prova, pubblicato da almeno un sensore di ciascuno dei sistemi di misura coinvolti. vettori di tempo allineato correttamente vengono successivamente ottenuti attraverso l&#39;allineamento in linea di questi eventi. </li><li> Configurare il segnale del metronomo: in situ, l&#39;uso di un megafono per amplificare è richiesto il battito mirato. </li><li> Raccogliere un numero sufficiente di prove per verificare la ripetibilità dell&#39;esperimento. Sulla base dell&#39;esperienza, gli autori raccomandano di registrare almeno 3, o, preferibilmente 4, TRIALS. </li></ol> Analisi 6. Dati <ol><li> Pre-processo i dati grezzi degli apparecchi coinvolti come richiesto: applicare i filtri adeguati per rimuovere le influenze indesiderate come i contributi ad alta frequenza irrilevanti e il rumore di misura, e mantenere la finestra di tempo in questione secondo il protocollo del produttore. Nota: Le caratteristiche filtranti devono essere scelti in base all&#39;applicazione. Nel presente studio, la MATLAB Signal Processing Toolbox 7 viene applicato ad eseguire una filtrazione passabasso con frequenza di taglio a 20 Hz per tutti i segnali coinvolti. </li><li> Per ogni partecipante: Calcolare la trasformata discreta di Fourier delle accelerazioni registrate del Com usando Processing MATLAB Signal Toolbox 7 e identificare la frequenza media di carico come una frequenza del picco dominante della armonica fondamentale nello spettro ottenuto. </li><li> Identificare il tempo tra due eventi nominalmente identici del ciclo di caricos utilizzando il metodo descritto in [3] o lo strumento lc_timing del toolbox PediVib MATLAB 8 <ol><li> Caricare il vettore di dati (lc_timing&gt; Carica). </li><li> Specificare la frequenza di campionamento e stimare la frequenza media di carico. Specificare la finestra di tempo rilevante, se necessario. Salvare la tempistica individuata degli eventi nominalmente identici, cioè, cicli di carico (lc_timing&gt; Salva). </li></ol></li><li> Calcola la frequenza di carico medio come l&#39;inverso del tempo medio tra i successivi cicli di carico (come identificato in 6.3). </li><li> Per gli esperimenti in laboratorio: Applicare la procedura descritta in 6.3 per entrambe le risultanti forze di reazione del suolo e le accelerazioni registrate al Patto di ogni individuo. Nota: questo passaggio è una prova per la procedura applicata per gli esperimenti in situ dove i GRF non può essere misurata direttamente. Il metodo descritto in [3] mostra come la frequenza di stimolazione variante momentopedonale può essere identificato caratterizzando la relazione tra le accelerazioni registrate vicino al Patto dei singoli e delle conseguenti GRF. </li><li> Per gli esperimenti in situ: Applicare la procedura descritta in 6.3 per le accelerazioni registrate al Patto di ogni individuo. </li></ol> 7. simulazione e analisi della risposta strutturale Nota: I passi successivi sono eseguiti utilizzando MATLAB 7. La risposta strutturale è calcolata utilizzando la casella degli strumenti PediVib, un toolbox MATLAB sviluppato dagli autori 8 (Figura 6): le forze indotte dall&#39;uomo sono determinate attraverso l&#39;applicazione dei modelli di carico generalizzate di definito da Li et al 9 (a piedi) e Bachmann. et al. 1 (saltare, correre e carico atti vandalici), e il modello strutturale è formulata in modal coordinate 10. Il manuale che accompagna include tutorial che illustrano chiaramente ilseguendo i passi. <ol><li> Simulazione della risposta strutturale <ol><li> Definire i parametri modali della struttura di prova: le frequenze naturali, rapporti di smorzamento modali, spostamenti modali massa normalizzata, coordinate dei corrispondenti nodi (PediVib&gt; parametri strutturali&gt; Nuovo). Controllare visivamente le informazioni in ingresso modali (PediVib&gt; parametri strutturali&gt; Visualizza). </li><li> Definire le caratteristiche del pedone ed i corrispondenti carichi indotti: tipo di carico, il peso, il percorso a piedi / posizione, frequenza di stimolazione media, inizio di ogni ciclo di carico (PediVib&gt; pedonale singolo&gt; Nuovo). Eseguire e salvare la risposta strutturale simulato per i partecipanti. Controllare visivamente i risultati (PediVib&gt; pedonale singolo&gt; View). </li></ol></li><li> Calcolare la risposta strutturale totale attraverso sovrapposizione delle risposte individuali, cioè, somma dei vettori corrispondenti, e confronta il risultato con la risposta strutturale misurata,ad esempio, con la creazione di una figura che mostra la risposta strutturale misurata e simulata. </li></ol>

<ol>
	<li>Bachmann, H., Ammann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bachmann vibrations in structures : induced by man and machines. , (1987).</li><li>. MTw User Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf">https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf</a> (2013)</li><li>Van Nimmen, K., Lombaert, G., Jonkers, I., De Roeck, G., Vanden Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+walking+loads+by+3D+inertial+motion+tracking.">Characterisation of walking loads by 3D inertial motion tracking.</a> J. Sound Vib. 333 (20), 1-15 (2013).</li><li>Northern Digital Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> TrueImpulse Kinetic Measurement System User Guide. , (2013).</li><li>Racic, V., Pavic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+model+to+generate+near-periodic+human+jumping+force+signals.">Mathematical model to generate near-periodic human jumping force signals.</a> Mech. Syst. Signal Process. 24 (1), 138-152 (2010).</li><li>The MathWorks Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MATLAB and Signal Processing Toolbox Release. , (2014).</li><li>Van Nimmen, K., Van den Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PediVib 1.0 - A MATLAB toolbox for the simulation of human-induced vibrations. , (2015).</li><li>Li, Q., Fan, J., Nie, J., Li, Q., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crowd-induced+random+vibration+of+footbridge+and+vibration+control+using+multiple+tuned+mass+dampers.">Crowd-induced random vibration of footbridge and vibration control using multiple tuned mass dampers.</a> J. Sound Vib. 329 (19), 4068-4092 (2010).</li><li>Van Nimmen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Numerical and experimental study of human-induced vibrations of footbridges [dissertation]. , (2015).</li><li>Middleton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic performance of high frequency floors [dissertation]. , (2009).</li><li>Ing&#242;lfsson, E. T., Georgakis, C. T., Ricciardelli, F., J&#246;nsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+identification+of+pedestrian-induced+lateral+forces+on+footbridges.">Experimental identification of pedestrian-induced lateral forces on footbridges.</a> J. Sound Vib. 330 (6), 1265-1284 (2011).</li><li>Racic, V., Brownjohn, J. M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+modelling+of+random+narrow+band+lateral+excitation+of+footbridges+due+to+pedestrians+walking.">Mathematical modelling of random narrow band lateral excitation of footbridges due to pedestrians walking.</a> Comput. Struct. 90-91 (1), 116-130 (2012).</li><li>Reynders, E., Roeck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+Reference-based+combined+deterministic-stochastic+subspace+identification+for+experimental+and+operational+modal+analysis.">De Reference-based combined deterministic-stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis.</a> Mech. Syst. Signal Process. 22 (3), 617-637 (2008).</li><li>Bocian, M., Macdonald, J. H. G., Burn, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanically+inspired+modeling+of+pedestrian-induced+vertical+self-excited+forces.">Biomechanically inspired modeling of pedestrian-induced vertical self-excited forces.</a> J. Bridg. Eng. 18 (12), 1336-1346 (2013).</li><li>&#381;ivanovi&#263;, S., Pavi&#263;, A., Ing&#242;lfsson, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+spatially+unrestricted+pedestrian+traffic+on+footbridges.">Modeling spatially unrestricted pedestrian traffic on footbridges.</a> Journal of Structural Engineering. 136 (10), 1296-1308 (2010).</li><li>Agu, E., Kasperski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+random+dynamic+parameters+of+the+human+body+on+the+dynamic+characteristics+of+the+coupled+system+of+structurecrowd.">Influence of the random dynamic parameters of the human body on the dynamic characteristics of the coupled system of structurecrowd.</a> J. Sound Vib. 330 (3), 431-444 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vicon Motion Systems Product Manuals. , (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CODAmotion Technical data sheet. , (2012).</li><li>Meichtry, A., Romkes, J., Gobelet, C., Brunner, R., M&#252;ller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Criterion+validity+of+3D+trunk+accelerations+to+assess+external+work+and+power+in+able-bodied+gait.">Criterion validity of 3D trunk accelerations to assess external work and power in able-bodied gait.</a> Gait Posture. 25 (1), 25-32 (2007).</li><li>Jung, Y., Jung, M., Lee, K., Koo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground+reaction+force+estimation+using+an+insole-type+pressure+mat+and+joint+kinematics+during+walking.">Ground reaction force estimation using an insole-type pressure mat and joint kinematics during walking.</a> J. Biomech. 47 (11), 2693-2699 (2014).</li><li>Liedtke, C., Fokkenrood, S. A., Menger, J. T., van der Kooij, H., Veltink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+instrumented+shoes+for+ambulatory+assessment+of+ground+reaction+forces.">Evaluation of instrumented shoes for ambulatory assessment of ground reaction forces.</a> Gait Posture. 26 (1), 39-47 (2007).</li><li>Boutaayamou, M., Schwartz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validated+extraction+of+gait+events+from+3D+accelerometer+recordings.">Validated extraction of gait events from 3D accelerometer recordings.</a> , 6-9 (2012).</li><li>Kavanagh, J. J., Menz, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerometry:+A+technique+for+quantifying+movement+patterns+during+walking.">Accelerometry: A technique for quantifying movement patterns during walking.</a> Gait Posture. 28 (1), 1-15 (2008).</li><li>. MALL: Movement and posture Analysis Laboratory Leuven (Interdepartemental research laboratory at the Faculty of Kinisiology and Rehabilitation Sciences) Available from: <a target="_blank" href="https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php">https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php</a> (2015)</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Il movimento umano e GRF risultanti sono generalmente identificati mediante l&#39;applicazione di piattaforme di forza, tapis roulant e tecnologia ottica motion capture come Vicon 18 e 19 CODA strumentati. L&#39;applicazione di queste tecniche è, tuttavia, limitato al ambiente di laboratorio. In risposta a questo inconveniente, il potenziale di tecniche innovative che permettono la misurazione del comportamento persona &#39;naturale&#39; nel corso di molti cicli ripetuti e senza interruzioni è at...

Condizionati dalla richiesta economica di efficienza e la crescente forza dei (nuovi) materiali, architetti e ingegneri stanno spingendo i limiti di costruire sempre più, le strutture più alte e più leggere. Tipicamente, la luce e strutture snelle hanno uno o più frequenze naturali che si trovano all&#39;interno dello spettro dominante delle attività umane comuni come camminare, correre o saltare. Probabilità di essere soggetti a (Vicino-) di eccitazione di risonanza, sono spesso eccessivamente sensibile al movimento umano, con conseguente vibrazioni di disturbo o addirittura nocivi 1. Per queste strutture snelle e leggere, la manutenzione vibrazione è una questione di crescente preoccupazione, spesso costituisce il requisito di progettazione critica. Il movimento umano e le forze di reazione del suolo derivanti (GRFS) sono di solito sperimentalmente identificate in condizioni di laboratorio. Attualmente, i progettisti sono costretti a fare affidamento su - ciò che si presume siano &#39;conservatori&#39; - equivalente lmodelli in scala OAD, da misure di forza una sola persona. Con i disegni regolati dalla prestazioni dinamiche sotto alta densità di folla, esiste una forte domanda per la verifica e la raffinatezza dei modelli di carico attualmente disponibili. Il presente protocollo si avvale di una tecnica di motion tracking 3D inerziale per la caratterizzazione del movimento naturale dei pedoni. Si è mostrato come queste informazioni possono essere utilizzate per definire la correlazione tra i pedoni e le corrispondenti carichi indotti. In una fase successiva, il comportamento pedonale caratterizzato viene utilizzato per simulare numericamente la risposta strutturale indotta. Il confronto con la risposta strutturale registrata consente di quantificare l&#39;effetto di fenomeni di interazione uomo-struttura dispersi, ad esempio, l&#39;ulteriore smorzamento a causa della presenza dei pedoni. La metodologia è illustrata per esperimenti in scala su una vera passerella in cui la risposta strutturale e il moto del parparte- sono registrati simultaneamente.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1081">
	<tbody>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">MTw Development Kit + MT Manager Software</td>
			<td style="width:107px;">Xsens</td>
			<td style="width:280px;">MTW-38A70G20-1</td>
			<td style="width:393px;">Development kit with wireless, highly accurate, small and lightweight 3D human motion trackers and accompanying click-in full body straps.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">True Impulse Kinetic Measurement System + NDI Open Capture Data Acquisition and Visualization System</td>
			<td style="width:107px;">NDI Northern Digital Inc.</td>
			<td style="width:280px;">791028</td>
			<td style="width:393px;">TrueImpulse measures reaction forces exerted by humans during a wide variety of activities.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">GMS-24</td>
			<td style="width:107px;">GeoSIG Ltd</td>
			<td style="width:280px;">Rev. 03.08.2010</td>
			<td style="width:393px;">(Wireless) accelerometers to register the structural vibrations.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">GeoDAS GeoSIG Data Acquisition System</td>
			<td style="width:107px;">GeoSIG Ltd</td>
			<td style="width:280px;">Rev. 03.08.2010</td>
			<td style="width:393px;">Graphical MS Windows application running under Windows 9x/NT/2000, providing a software interface between users and GeoSIG recorders GSR/GCR/GBV/GT.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">PediVib toolbox</td>
			<td style="width:107px;">KU Leuven</td>
			<td style="width:280px;">/</td>
			<td style="width:393px;">Software interface/toolbox to simulate the structural vibrations induced by pedestrians.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:301px;">Metronome</td>
			<td style="width:107px;">/</td>
			<td style="width:280px;">/</td>
			<td style="width:393px;">A device to indicate the targetted pacing rate of the activity (free applications are available online for pc/laptop/smartphone).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simulation of human-induced vibrations based on the characterized in-field pedestrian behavior

Per snella e strutture leggere, di manutenzione delle vibrazioni è una questione di crescente preoccupazione, spesso costituisce il requisito di progettazione critica. Con i disegni regolati dalla prestazioni dinamiche in presenza di carichi indotti dall&#39;uomo, esiste una forte domanda per la verifica e la raffinatezza dei modelli di carico attualmente disponibili. Il presente contributo utilizza una tecnica di monitoraggio del movimento inerziale 3D per la caratterizzazione del comportamento dei pedoni in campo. La tecnica viene prima testato in esperimenti di laboratorio con la registrazione simultanea delle forze di reazione del terreno corrispondenti. Gli esperimenti sono persone che camminano così come le attività umane ritmiche come il salto e bobbing. Si dimostra che il movimento registrata consente l&#39;identificazione della frequenza di stimolazione variante ora dell&#39;attività. Insieme con il peso della persona e l&#39;applicazione di modelli forza generalizzati disponibili in letteratura, la frequenza di stimolazione identificato tempo-variante permette di characterize i carichi indotti dall&#39;uomo. Inoltre, la sincronizzazione temporale tra i tracciatori di movimento senza fili permette di identificare la frequenza di sincronizzazione tra i partecipanti. Successivamente, la tecnica è usata su una vera passerella dove sono registrati sia il movimento delle persone e delle vibrazioni strutturali indotte. Si è mostrato come il comportamento pedonale campo caratterizzato può essere applicato per simulare la risposta strutturale indotta. Si è dimostrato che in situ identificato frequenza di stimolazione e la velocità di sincronizzazione costituiscono una risorsa essenziale per la simulazione e la verifica dei carichi antropici. Le principali applicazioni potenziali della metodologia proposta sono la stima di fenomeni di interazione uomo-struttura e lo sviluppo di modelli per la correlazione tra i pedoni in condizioni di traffico reale.

Innanzitutto, è mostrato come le accelerazioni registrate vicino alla COM del individui possono essere utilizzati per caratterizzare i conseguenti GRF. I risultati sono discussi qui per un individuo piedi 3. Completamente osservazioni analoghe sono fatti quando le attività umane ritmiche, vale a dire, il salto e bobbing, sono considerati. Figura 7A e 7B mostrano che lo spettro di ampiezza delle forze continue piedi verticali ed i co...

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Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

Un protocollo è presentato per la caratterizzazione del comportamento dei pedoni in campo e la simulazione della risposta strutturale risultante. Field-test dimostrano che in situ identificato frequenza di stimolazione e la velocità di sincronizzazione tra i partecipanti costituiscono una risorsa essenziale per la simulazione e la verifica dei carichi antropici.

Simulazione di vibrazioni indotte dall&#39;uomo Sulla base della caratterizzato campo pedonale Comportamento

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With ...

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8.7K Views.  KU Leuven.  Un protocollo è presentato per la caratterizzazione del comportamento dei pedoni in campo e la simulazione della risposta strutturale risultante. Field-test dimostrano che in situ identificato frequenza di stimolazione e la velocità di sincronizzazione tra i partecipanti costituiscono una risorsa essenziale per la simulazione e la verifica dei carichi antropici. 

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Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

Metamaterials (MM), artificial materials engineered to have properties that may not be found in nature, have been widely explored since the first theoretical1 and experimental demonstration2 of their unique properties. MMs can provide a highly controllable electromagnetic response, and to date have been demonstrated in every technologically relevant spectral range including the optical3, near IR4, mid IR5 , THz6 , mm-wave7 , microwave8 and radio9 bands. Applications include perfect lenses10, sensors11, telecommunications12, invisibility cloaks13 and filters14,15. We have recently developed single band16, dual band17 and broadband18 THz metamaterial absorber devices capable of greater than 80% absorption at the resonance peak. The concept of a MM absorber is especially important at THz frequencies where it is difficult to find strong frequency selective THz absorbers19. In our MM absorber the THz radiation is absorbed in a thickness of ~ &lambda;/20, overcoming the thickness limitation of traditional quarter wavelength absorbers. MM absorbers naturally lend themselves to THz detection applications, such as thermal sensors, and if integrated with suitable THz sources (e.g. QCLs), could lead to compact, highly sensitive, low cost, real time THz imaging systems.

This protocol outlines the simulation, fabrication and characterization of THz metamaterial absorbers. Such absorbers, when coupled with an appropriate sensor, have applications in THz imaging and spectroscopy.

Simulazione, fabbricazione e caratterizzazione di THz Assorbitori metamateriale

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

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Simulation of the Planetary Interior Differentiation Processes in the Laboratory

A planetary interior is under high-pressure and high-temperature conditions and it has a layered structure. There are two important processes that led to that layered structure, (1) percolation of liquid metal in a solid silicate matrix by planet differentiation, and (2) inner core crystallization by subsequent planet cooling. We conduct high-pressure and high-temperature experiments to simulate both processes in the laboratory. Formation of percolative planetary core depends on the efficiency of melt percolation, which is controlled by the dihedral (wetting) angle. The percolation simulation includes heating the sample at high pressure to a target temperature at which iron-sulfur alloy is molten while the silicate remains solid, and then determining the true dihedral angle to evaluate the style of liquid migration in a crystalline matrix by 3D visualization. The 3D volume rendering is achieved by slicing the recovered sample with a focused ion beam (FIB) and taking SEM image of each slice with a FIB/SEM crossbeam instrument. The second set of experiments is designed to understand the inner core crystallization and element distribution between the liquid outer core and solid inner core by determining the melting temperature and element partitioning at high pressure. The melting experiments are conducted in the multi-anvil apparatus up to 27 GPa and extended to higher pressure in the diamond-anvil cell with laser-heating. We have developed techniques to recover small heated samples by precision FIB milling and obtain high-resolution images of the laser-heated spot that show melting texture at high pressure. By analyzing the chemical compositions of the coexisting liquid and solid phases, we precisely determine the liquidus curve, providing necessary data to understand the inner core crystallization process.

The high-pressure and high-temperature experiments described here mimic planet interior differentiation processes. The processes are visualized and better understood by high-resolution 3D imaging and quantitative chemical analysis.

Simulazione del Planetary Interior differenziazione processi in Laboratorio

A planetary interior is under high-pressure and high-temperature conditions and it has a layered structure. There are two important processes that led to ...

Laboratory Drop Towers for the Experimental Simulation of Dust-aggregate Collisions in the Early Solar System

For the purpose of investigating the evolution of dust aggregates in the early Solar System, we developed two vacuum drop towers in which fragile dust aggregates with sizes up to ~10 cm and porosities up to 70% can be collided. One of the drop towers is primarily used for very low impact speeds down to below 0.01 m/sec and makes use of a double release mechanism. Collisions are recorded in stereo-view by two high-speed cameras, which fall along the glass vacuum tube in the center-of-mass frame of the two dust aggregates. The other free-fall tower makes use of an electromagnetic accelerator that is capable of gently accelerating dust aggregates to up to 5 m/sec. In combination with the release of another dust aggregate to free fall, collision speeds up to ~10 m/sec can be achieved. Here, two fixed high-speed cameras record the collision events. In both drop towers, the dust aggregates are in free fall during the collision so that they are weightless and match the conditions in the early Solar System.

We present a technique to achieve low-velocity to intermediate-velocity collisions between fragile dust aggregates in the laboratory. For this purpose, two vacuum drop-tower setups have been developed that allow collision velocities between &#60;0.01 and ~10 m/sec. The collision events are recorded by high-speed imaging.

Laboratorio di goccia Torri per la simulazione sperimentale di collisioni Dust-aggregati nel sistema solare

For the purpose of investigating the evolution of dust aggregates in the early Solar System, we developed two vacuum drop towers in which fragile dust ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Knowledge Based Cloud FE Simulation of Sheet Metal Forming Processes

The use of Finite Element (FE) simulation software to adequately predict the outcome of sheet metal forming processes is crucial to enhancing the efficiency and lowering the development time of such processes, whilst reducing costs involved in trial-and-error prototyping. Recent focus on the substitution of steel components with aluminum alloy alternatives in the automotive and aerospace sectors has increased the need to simulate the forming behavior of such alloys for ever more complex component geometries. However these alloys, and in particular their high strength variants, exhibit limited formability at room temperature, and high temperature manufacturing technologies have been developed to form them. Consequently, advanced constitutive models are required to reflect the associated temperature and strain rate effects. Simulating such behavior is computationally very expensive using conventional FE simulation techniques.
This paper presents a novel Knowledge Based Cloud FE (KBC-FE) simulation technique that combines advanced material and friction models with conventional FE simulations in an efficient manner thus enhancing the capability of commercial simulation software packages. The application of these methods is demonstrated through two example case studies, namely: the prediction of a material's forming limit under hot stamping conditions, and the tool life prediction under multi-cycle loading conditions.

The following paper presents a novel FE simulation technique (KBC-FE), which reduces computational cost by performing simulations on a cloud computing environment, through the application of individual modules. Moreover, it establishes a seamless collaborative network between world leading scientists, enabling the integration of cutting edge knowledge modules into FE simulations.

La conoscenza basate su cloud FE Simulazione di stampaggio della lamiera Processi

The use of Finite Element (FE) simulation software to adequately predict the outcome of sheet metal forming processes is crucial to enhancing the ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling immensely. However, in soft electronics, in which organic semiconductors play a critical role, the devices will be bent or folded repeatedly. The effect of bending on the crystal packing and thus the charge transport is crucial to the performance of the device. In this manuscript, we describe the protocol to bend a single crystal of 5,7,12,16-tetrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) in the field-effect transistor configuration and to obtain reproducible I-V characteristics upon bending the crystal. The results show that bending a field-effect transistor prepared on a flexible substrate results in nearly reversible yet opposite trends in charge mobility, depending on the bending direction. The mobility increases when the device is bent toward the top gate/dielectric layer (upward, compressive state) and decreases when bent toward the crystal/substrate side (downward, tensile state). The effect of bending curvature was also observed, with greater mobility change resulting from higher bending curvature. It is suggested that the intermolecular &#960;-&#960; distance changes upon bending, thereby influencing the electronic coupling and the subsequent carrier transport ability.

This manuscript describes the bending process of an organic single crystal-based field-effect transistor to maintain a functioning device for electronic property measurement. The results suggest that bending causes changes in the molecular spacing in the crystal and thus in the charge hopping rate, which is important in flexible electronics.

Effetto di piegare sulle caratteristiche elettriche di transistor ad effetto di campo basati su cristallo Flexible Organic singolo

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A typical anti-wetting superhydrophobic surface easily fails when exposed to a high-temperature liquid. Recently, Nepenthes-inspired slippery surfaces demonstrated a new way to solve the adhesion problem. A lubricant layer on the slippery surface can act as a barrier between the repelled materials and the surface structure. However, the slippery surfaces in previous studies rarely showed high-temperature resistance. Here, we describe a protocol for the preparation of slippery surfaces with high-temperature resistance. A photolithography-assisted method was used to fabricate pillar structures on stainless steel. By functionalizing the surface with saline, a slippery surface was prepared by adding silicone oil. The prepared slippery surface maintained the anti-wetting property for water, even when the surface was heated to 300 &#176;C. Also, the slippery surface exhibited great anti-adhesion effects on soft tissues at high temperatures. This type of slippery surface on stainless steel has applications in medical devices, mechanical equipment, etc.

Slippery surfaces provide a new way to solve the adhesion problem. This protocol describes how to fabricate slippery surfaces at high temperatures. The results demonstrate that the slippery surfaces showed anti-wetting for liquids and a remarkable anti-adhesion effect on soft tissues at high temperatures.

Comportamento di anti-adesione preparazione e ad alta temperatura di una superficie scivolosa su acciaio inossidabile

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent this outflow, a control device is required. A siphon breaker is a type of safety device that can be utilized to control the loss of coolant water effectively.
To analyze the characteristics of siphon breaking, a real-scale experiment was conducted. From the results of the experiment, it was found that there are several design factors that affect the siphon breaking phenomenon. Therefore, there is a need to develop a theoretical model capable of predicting and analyzing the siphon breaking phenomenon under various design conditions. Using the experimental data, it was possible to formulate a theoretical model that accurately predicts the progress and the result of the siphon breaking phenomenon. The established theoretical model is based on fluid mechanics and incorporates the Chisholm model to analyze two-phase flow. From Bernoulli&#39;s equation, the velocity, quantity, undershooting height, water level, pressure, friction coefficient, and factors related to the two-phase flow could be obtained or calculated. Moreover, to utilize the model established in this study, a siphon breaker analysis and design program was developed. The simulation program operates on the theoretical model basis and returns the result as a graph. The user can confirm the possibility of the siphon breaking by checking the shape of the graph. Furthermore, saving the entire simulation result is possible and it can be used as a resource for analyzing the real siphon breaking system.
In conclusion, the user can confirm the status of the siphon breaking and design the siphon breaker system using the program developed in this study.

The siphon breaking phenomenon was investigated experimentally and a theoretical model was proposed. A simulation program based on the theoretical model was developed and the results of the simulation program were compared with experimental results. It was concluded that the results of the simulation program matched the experimental results well.

Studio di simulazione e sifone Breaker esperimento per un reattore di ricerca

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a fixed bed are important phenomena in catalyst technology. The mechanical strength of the catalyst is measured here by its bending strength or flexural strength. This technique is relatively new from the perspective of applying it to commercial catalysts of typical sizes used in the industry. Catalyst breakage by collision against a surface is measured after a fall of the extrudates through the ambient air in a vertical pipe. Quantifying the impact force is done theoretically by applying Newton's second law. Measurement of catalyst breakage due to stress in a fixed bed is done following the standard procedure of the bulk crush strength test. Novel here is the focus on measuring the reduction in the length to diameter ratio of the extrudates as a function of the stress.

Here we present a protocol to measure the modulus of rupture of an extruded catalyst and the breakage of said catalyst extrudates by collision against a surface or by compression in a fixed bed.

Predizione catalizzatore estruso rottura basato sul modulo di rottura

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

Fabbricazione di sensore di immagine flessibile basato su Francesca laterale fototransistori

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...