Os experimentos envolvendo pé indivíduos são realizadas em cooperação com o Movimento e Postura Laboratório de Análise de Leuven (MALL) 25. A cooperação eo apoio é reconhecido agradecimento.

Todos os procedimentos foram aprovados pelo comitê de ética do hospital universitário da KU Leuven e cada sujeito deu um consentimento informado por escrito antes da participação. 1. Rastreamento de movimento 3D: Configuração e Aquisição de Dados <ol><li> Garantir que os sensores individuais são totalmente carregada (Figura 1A). Esta etapa leva cerca de 1 hora, mas pode ser realizada nos dias antes das medições reais. Siga o protocolo de carregamento do fabricante. </li><li> Gerente de MT - A aquisição de dados 2: <ol><li> Habilite a conexão sem fio com os sensores e especificar a taxa de amostragem desejada (Configuração Wireless&gt; Ativar todos os mestres sem fio). Nota: Para permitir uma caracterização precisa do comportamento de pedestres, uma taxa de amostragem de, pelo menos, 60 Hz é aconselhável. A aceleração linear 3D indivíduo registro sensores, velocidade angular (terra) campo magnético e dados de pressão atmosférica. </li><li>Ative o modo operacional e iniciar o modo de medição: fazer movimentos lentos com os sensores durante cerca de 1 min (Configuração Wireless&gt; Inicie a medição em todos os mestres sem fio). </li><li> Exibir dados inerciais e magnéticos de todos os sensores ativos (Exibir&gt; Exibição&gt; Inertial de Dados). Certifique-se de que, quando estacionário, a orientação do sensor não acaso. Nota: Uma orientação de mudança do sensor estacionário indicaria um ambiente magneticamente perturbado e, deste modo, informação de orientação impreciso. </li></ol></li><li> Redefinição Orientação: Aplicar uma redefinição de objeto / heading (Object / heading Redefinir&gt; Redefinir orientação) para definir o quadro de referência mundial dos experimentos (Figura 1B) 2. </li><li> Colocar o sensor mais próximo possível do centro do corpo de massa (CM) localizado ao nível da quinta vértebra lombar (Figura 1C). Fixar um único sensor firmemente e de forma robusta para cada participante com scialmente concebido clique em tiras de corpo inteiro (Figura 1C). </li><li> Gravar dados, conforme necessário. </li><li> Carregar os registros de interesse (arquivo aberto), especifique as configurações de exportação (Ferramentas&gt; Preferências&gt; Exportadores) e exportar a aceleração (e matriz de orientação) de dados para análise posterior 2 (File&gt; Export). </li></ol> 2. Força Plate: instalação e configuração Nota: A presente etapa discute a aplicação de uma plataforma de força para registrar os GRFs. No caso em que a / pessoa correndo a pé está envolvido, uma série de placas de força ou um tapete rolante instrumentado deve ser utilizado para registar a carga induzida por etapas subseqüentes 3, o próprio protocolo é análogo. <ol><li> Certifique-se de que a placa de força está firmemente fixo ao chão do laboratório (Figura 2). </li><li> Configurar as definições do dispositivo e aquisição 4 (NDI Abrir Captura&gt; Dados&gt; Configurações do dispositivo&gt; SettiNGS). Selecione o &quot;ganho&quot; adequada e &quot;taxa de amostragem&quot;. Configurar e verificar as definições de disparo externas, se necessário 4. <ol><li> Escolha o ganho e taxa de amostragem de acordo com a precisão desejada eo tipo de carga envolvido. Para a presente aplicação, utilizar um ganho de 128 (Força Máxima N 4879) e uma taxa de amostragem de 200 Hz. </li></ol></li><li> Comece e termine cada ensaio com uma placa de força vazio: Tara a plataforma de força quando vazio (NDI Abrir Captura&gt; dados&gt; Configurações do dispositivo&gt; Configurações&gt; Tare). </li><li> Para fins de verificação: Coloque um peso conhecido na parte superior da placa de força antes e depois de cada ensaio. Nota: No presente pedido, uma massa de 5 kg é utilizado, no entanto, a utilização de outra massa rígida bem-conhecidas (&gt; 2 kg) pode igualmente servir este teste de verificação. </li><li> Gravar e salvar os dados FRS, conforme necessário. Exportar os GRFs para posterior análise 4. </li></ol> 3. Medição da Accele estruturalrações Nota: O presente objectivo etapas para recolher as vibrações estruturais em uma ou mais localizações relevantes sobre a estrutura. O presente pedido emprega GeoSIG GMS gravadores (Figura 3) para registrar as acelerações estruturais. Outros tipos de sensores com características adequadas para a aplicação envolvidos, podem ser igualmente aplicadas. <ol><li> Certifique-se de que os sensores individuais estão completamente carregadas. Este passo pode levar várias horas, mas pode ser realizada nos dias antes das medições reais. Siga o protocolo de carregamento do fabricante. </li><li> Instalar os sensores nas localizações desejadas da estrutura primária: os sensores de nível e, se necessário, proporcionar adequada fixação à estrutura primária (por exemplo, por utilização de imãs). Nota: dada a elevada massa do indivíduo GMS gravadores (&gt; 6 kg) e as oscilações de baixa frequência envolvidas (&lt;6 Hz), sem fixação adicional era necessária neste caso. </li><li> para GeoAquisição DAS Dados 5: Configurar e ativar a rede GMS sem fio e conexão com os sensores 5. Verifique as configurações de tempo e configurações de sincronização (se necessário) (clique direito no sensor&gt; Mais informações). </li><li> Posicione os sensores no local desejado e nivelar-los de acordo com o quadro de referência global. </li><li> Para a aquisição de dados geodas 5: Exportar os dados gravados para posterior análise (clique direito no sensor&gt; Controle de Instrumentos&gt; Enviar um pedido&gt; solicitação do usuário&gt; GETEVT 5). </li></ol> 4. Experimentos em um Laboratório de Ambientes Controlados <ol><li> Configurar movimento / Configurar 3D rastreamento (como discutido na seção 1). </li><li> Configurar / placa de força de instalação (como discutido na seção 2). </li><li> Durante a operação: verificar visualmente o tempo real as medições de ambos os sensores inerciais sem fio e a plataforma de força para verificar o seu modo de funcionamento. </li><li> Pergunte ao participformiga para subir na plataforma de força e ficar parado por pelo menos 30 segundos: isso permite identificar o peso de cada indivíduo. </li><li> Configurar o sinal de metrônomo: selecionar o ritmo desejado, ou seja, a frequência forçando fundamental. Nota: O sinal metrônomo pode ser facilmente configurado usando aplicativos on-line ou smartphone livres. </li><li> Começar a gravar os dados tanto da placa de força e os sensores inerciais sem fio. </li><li> Peça ao participante para iniciar a atividade desejada: caminhar, saltar ou balançando a taxa (ritmo alvo), como indicado pelo sinal de metrônomo (veja a Figura 4). </li><li> Grave o número escolhido de ciclos de carga, por exemplo, os passos, saltos ou ciclos balançando. Peça ao participante para sair da plataforma de força. Nota: Para fins de validação, é aconselhável a considerar algum tempo de gravação adicional nessas condições descarregadas. Na literatura, não há um consenso claro sobre os ciclos de carga número mínimo exigido para characterize o ciclo-a-ciclo variabilidades 6. Com base na experiência e no trabalho apresentado em [6], o estudo apresentado considera 60 ciclos consecutivos em que os primeiros e últimos cinco ciclos de carga são excluídos de uma análise mais aprofundada para excluir irregularidades no padrão de carga no início e no final do julgamento. </li></ol> 5. Experimentos In Situ <ol><li> Configure / Setup a rede de sensores inerciais 3D que acompanham o movimento dos participantes (ver secção 2 e Figura 5). </li><li> Configurar / Configuração da rede GMS de acelerômetros sem fio que registram as acelerações estruturais (ver secção 4). </li><li> Durante a operação: (visualmente) verificar as medições em tempo real dos sensores inerciais sem fio para verificar o seu modo de funcionamento. </li><li> Definir um protocolo claro que permite sincronizar os sistemas de medição envolvidos, se necessário. Nota: Esta etapa é necessária quando o envolvidosistemas de aquisição de dados não permitem a sincronização direta, devido à falta de um gatilho ou canal comum. O último é o caso para os sistemas de medição sem fios aplicados nos experimentos in situ (5.1 e 5.2). Portanto, um protocolo claro foi adotado no local que permite sincronizar a conjuntos de dados offline. Na presente aplicação, os sistemas de medição envolvidos são sincronizados através do registo de um evento idênticos, ou seja, impacto, no início e no final de cada ensaio, registada por pelo menos um sensor de cada um dos sistemas de medição envolvidos. vetores de tempo corretamente alinhados são posteriormente obtido através do alinhamento off-line desses eventos. </li><li> Configurar o sinal metrônomo: in situ, à utilização de um megafone para amplificar o alvo é necessário batimento. </li><li> Recolher um número suficiente de ensaios para verificar a repetibilidade da experiência. Com base na experiência, os autores recomendam para gravar pelo menos 3, ou, de preferência 4, trIALS. </li></ol> Análise 6. Os dados <ol><li> Pré-processar os dados brutos dos equipamentos envolvidos conforme necessário: Aplicar os filtros adequados para remover influências indesejáveis, tais como contribuições de alta frequência irrelevantes e ruído de medição, e manter a janela de tempo relevante de acordo com o protocolo do fabricante. Nota: As características de filtragem deve ser escolhido de acordo com a aplicação. No presente estudo, o MATLAB Signal Processing Toolbox 7 é aplicada para realizar um passa-baixo de filtragem com uma frequência de corte de 20 Hz para todos os sinais envolvidos. </li><li> Para cada participante: Calcule a transformada de Fourier discreta das acelerações registadas do COM usando MATLAB Signal Processing Toolbox 7 e identificar a frequência de carga média, como a frequência do pico dominante da harmónica fundamental no espectro obtido. </li><li> Identificar o tempo entre quaisquer dois eventos nominalmente idênticas de o ciclo de cargas usando o método descrito em [3] ou o ferramenta lc_timing da caixa de ferramentas 8 PediVib MATLAB <ol><li> Carregar o vetor de dados (lc_timing&gt; Load). </li><li> Especificar a taxa de amostragem e estimar a frequência de carga média. Especificar a janela de tempo relevante, se necessário. Salve o momento identificados dos eventos nominalmente idênticas, ou seja, ciclos de carga (lc_timing&gt; Salvar). </li></ol></li><li> Calcular a frequência média de carga como o inverso da média de tempo entre os ciclos subsequentes de carga (tal como identificado no ponto 6.3). </li><li> Para os experimentos em laboratório: Aplicar o procedimento detalhado em 6.3 para ambas as forças de reação do solo resultantes e as acelerações registradas na CM de cada indivíduo. Nota: Esta etapa serve como validação para o procedimento que os aplicados aos experimentos in situ, onde os GRFs não podem ser medidos diretamente. O método descrito em [3] como mostra a taxa de variação do tempo de estimulaçãopedestres podem ser identificados por caracterizar a relação entre as acelerações registradas perto da CM do indivíduo e as consequentes GRFs. </li><li> Para os experimentos in situ: Aplicar o procedimento detalhado em 6.3 para as acelerações registradas na CM de cada indivíduo. </li></ol> 7. Simulação e Análise da resposta estrutural Nota: Os passos subsequentes são realizados utilizando MATLAB 7. A resposta estrutural é calculado usando a caixa de ferramentas PediVib, uma caixa de ferramentas MATLAB desenvolvido pelos autores 8 (Figura 6): as forças induzidas pelo homem são determinados através da aplicação dos modelos de carga generalizadas de definido por Li et al 9 (a pé) e Bachmann. et al. 1 (saltar, correr e carregamento vandalismo), eo modelo estrutural é formulada em modais 10. O manual que acompanha inclui tutoriais que ilustram claramente oseguindo os passos. <ol><li> Simulação da resposta estrutural <ol><li> Definir os parâmetros modais da estrutura de teste: as frequências naturais, coeficientes de amortecimento modais, deslocamentos modais de massa normalizada, coordenadas dos nós correspondentes (PediVib&gt; parâmetros estruturais&gt; Novo). verificar visualmente a informação de entrada modal (PediVib&gt; parâmetros estruturais&gt; View). </li><li> Definir as características do pedestre e os correspondentes cargas induzidas: tipo de carga, o peso, o caminho a pé / localização, frequência de estimulação média, o início de cada ciclo de carga (PediVib&gt; pedestres único&gt; New). Executar e salvar a resposta estrutural simulado para os participantes envolvidos. verificar visualmente os resultados (PediVib&gt; Single pedestres&gt; Ver). </li></ol></li><li> Calcule a resposta estrutural total através da sobreposição das respostas individuais, ou seja, o somatório dos vetores correspondentes, e comparar o resultado com a resposta estrutural medida,por exemplo, através da criação de uma figura que exibe a resposta estrutural medido e simulado. </li></ol>

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	<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.

O movimento humano e GRFs resultantes são geralmente identificadas pela aplicação de placas de força, esteiras, bem como a tecnologia óptica de captura de movimento, tais como Vicon 18 e CODA 19 instrumentado. A aplicação destas técnicas é, no entanto, restrito ao ambiente do laboratório. Em resposta a esta desvantagem, o potencial de técnicas inovadoras que permitem a medição do comportamento pessoa &quot;natural&quot; ao longo de muitos ciclos repetidos e ininterrupta é atualmente i...

Motivados pela procura económico da eficiência eo aumento da força de (novos) materiais, arquitetos e engenheiros estão empurrando os limites para construir cada vez mais, as estruturas mais altas e mais leves. Normalmente, luz e estruturas esbeltas têm uma ou mais frequências naturais que se encontram dentro do espectro dominante das atividades humanas comuns, como caminhar, correr ou saltar. Susceptível de ser objecto de (quase-) excitação de ressonância, eles são muitas vezes indevidamente sensível ao movimento humano, resultando em vibrações perturbadoras ou mesmo prejudiciais 1. Para essas estruturas finas e leves, a manutenção de vibração é uma questão de crescente preocupação, muitas vezes constituindo a exigência de projeto crítico. O movimento humano e as forças de reação do solo resultantes (GRF) são normalmente identificados experimentalmente em condições de laboratório. Atualmente, os designers são forçados a confiar - que estão a ser assumida &quot;conservador&quot; - o equivalente lmodelos oad, com upscaling de medidas de força-única pessoa. Com desenhos governado pelo desempenho dinâmico sob altas densidades multidão, existe uma forte demanda para a verificação e refinamento dos modelos de carga atualmente disponíveis. O presente protocolo emprega uma técnica de rastreamento de movimento inercial 3D para a caracterização do movimento natural de pedestres. É mostrado como esta informação pode ser usada para definir a correlação entre os peões, bem como as correspondentes cargas induzidas. Num passo subsequente, o comportamento de pedestres caracterizado é usado para simular a resposta numericamente estrutural induzida. A comparação com a resposta estrutural registada permite quantificar o efeito de fenómenos de interacção humano-estrutura desaparecidas, por exemplo, o agregado de amortecimento, devido à presença dos peões. A metodologia é ilustrada para experimentos em larga escala em uma passarela real onde a resposta estrutural e o movimento do participantes são registrados 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

Para esguio e estruturas leves, vibração de manutenção é uma questão de crescente preocupação, muitas vezes constituindo a exigência de projeto crítico. Com desenhos governado pelo desempenho dinâmico sob cargas induzidas pelo homem, existe uma forte demanda para a verificação e refinamento de modelos de carga atualmente disponíveis. A presente contribuição usa uma técnica de rastreamento de movimento inercial 3D para a caracterização do comportamento de pedestres em campo. A técnica é primeiramente testado em experimentos de laboratório com registro simultâneo das forças de reação do solo correspondentes. As experiências incluem a pé pessoas, bem como rítmicos actividades humanas, como salto e balançando. Mostra-se que o movimento registada permite a identificação da taxa variante estimulação tempo da actividade. Juntamente com o peso da pessoa e da aplicação de modelos de força generalizadas disponíveis na literatura, a frequência de estimulação identificada variante no tempo permite para characterize as cargas induzidas por humanos. Além disso, a sincronização de tempo entre os rastreadores de movimento sem fio permite identificar a taxa de sincronização entre os participantes. Posteriormente, a técnica é usada em uma passarela real, onde tanto o movimento das pessoas e as vibrações estruturais induzidas são registrados. É mostrado como o comportamento de pedestres em campo caracterizado pode ser aplicado para simular a resposta estrutural induzido. Demonstrou-se que o in situ identificados frequência de estimulação e taxa de sincronização constituem um contributo essencial para a simulação e verificação das cargas induzidas pelo homem. As principais aplicações potenciais da metodologia proposta é a estimativa de fenômenos de interação-estrutura humana e para o desenvolvimento de modelos adequados para a correlação entre os pedestres em condições de tráfego reais.

Em primeiro lugar, ele é mostrado como as acelerações registradas perto da CdM dos indivíduos pode ser usado para caracterizar as consequentes GRFs. Os resultados são discutidos aqui para uma curta indivíduo 3. Observações comparáveis ​​totalmente são feitas quando as atividades humanas rítmicas, ou seja, pulando e balançando, são considerados. Figura 7A e 7B mostram que o espectro de amplitude das forças pés vertic...

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

Um protocolo é apresentada para a caracterização do comportamento de pedestres no campo e a simulação da resposta estrutural resultante. Testes de campo demonstram que o in situ identificados frequência de estimulação e taxa de sincronização entre os participantes constituem um contributo essencial para a simulação e verificação das cargas induzidas pelo homem.

Simulação de vibrações induzidas por humanos com base no comportamento do pedestre no campo Caracterizada

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

simulation-human-induced-vibrations-based-on-characterized-field

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Unit 1

Kinetics of a Particle: Force and Acceleration

Freezing and Thawing in Concrete

Motion Along a Straight Line

SCIENTISTS IN ACTION

8.7K visualizações.  KU Leuven.  Um protocolo é apresentada para a caracterização do comportamento de pedestres no campo e a simulação da resposta estrutural resultante. Testes de campo demonstram que o in situ identificados frequência de estimulação e taxa de sincronização entre os participantes constituem um contributo essencial para a simulação e verificação das cargas induzidas pelo homem. 

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

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.

Fabricação de simulação, e Caracterização de THz Absorvedores de metamateriais

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

Engenharia

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.

Simulação do Planetary Interior Diferenciação processos laboratoriais

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.

Laboratório Gota Torres para a Simulação Experimental de Colisões Dust-agregados no sistema solar precoce

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.

Seletiva Área Modificação de Superfície Wettability Silicon por Pulsed Laser irradiação UV em meio líquido

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.

Conhecimento Baseado Simulação Nuvem FE dos Processos de formação de folha de metal

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.

Efeito da flexão no Características elétricas dos transistores de efeito de campo baseados em cristal flexível Orgânico Um único

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 de antipreparação adesão e alta temperatura de uma superfície escorregadia em aço inoxidável

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.

Estudo do experimento de quebra de sifão e simulação para um Reactor de investigação

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.

Prever Catalyst Extrudate ruptura baseia o módulo de ruptura

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.

Fabricação de imagem flexível Sensor baseado no NIPIN Lateral Phototransistors

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