Propunere Proiect de Cercetare Stiintifica ing. Vlad Marius

Proiectul de cercetare stiintifica al doctorandului. Ing.Vlad Marius ......................................................................Page 1

Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti

PROIECTUL DE CERCETARE TIINIFIC propus de doctorandul colii Doctorale a UTCB

1. Date personale ale doctorandului

1.1. Nume: Vlad

1.2. Prenume: Df Marius

1.3. Data nastere (ZZ/LL/AN): 10/04/1987

1.4. Anul absolvirii universitatii si al altor

specializari, dupa caz:

2010

1.5. Adresa: Str. Victoriei, Nr.110, Chitila, ILFOV, Romnia

1.6. Telefon: +40766265652

1.8. E-mail: [email protected]

2. Date referitoare la programul de studii universitare de doctorat

2.1. Anul inmatricularii la doctorat: 2013

2.2. Numarul de credite obtinut in programul de

pregatire universitara avansata

2.3. Data prevazuta pentru sustinerea tezei de

doctorat (luna / anul):

Septembrie 2016

2.4. Conducatorul stiintific de doctorat:

2.4.1. Nume: Pavel

2.4.2. Prenume: Cristian

2.5.3. Adresa: S Str.Ion Maiorescu, Nr.11, Ap.20, Sector 2, Bucureti

2.4.4. Telefon: +40744349082

2.4.6. E-mail: [email protected]

ROMANIA

Ministerul Educaiei, Cercetrii, Tineretului i Sportului


3. Titlul proiectului de cercetare

Analiza comportrii dinamice a aparatului locomotor uman sub aciunea vibraiilor mecanice.

4. Cuvinte cheie

11 1 vibraii mecanice

22 biomecanic

33 aparat locomotor uman

44 articulaie

55 picior-glezn

5. Durata proiectului :

6. Rezumatul proiectului

nelegerea relaiilor mecanice dintre cauz i efect, relaii ce apar n timpul micrii organismelor vii, a preocupat omenirea nc din cele mai vechi timpuri. Aristotel, Leonardo da Vinci, Borelli, Newton, iar mai aproape de noi, din perspectiva spaio temporal, prof. Rainer, au fost atrai, alturi de atia alii, de studierea mecanismelor micrii corpului omenesc. Modelele biomecanice asociate organismului uman au suferit transformri succesive ce le-au sporit complexitatea i acurateea explicrii fenomenelor i proceselor care se produc n corpul omenesc. Astfel, analiza comportrii dinamice a aparatului locomotor uman sub aciunea vibraiilor mecanice (LOCOVIB) va fi un rezultat din studiu tiinific ce stabilete prioriti i domenii noi de cercetare tiinific n abordarea fenomenelor vibraiilor mecanice asupra unui sistem anatomic, avnd n vedere faptul c studiul aciunii vibraiilor cu amplitudine mic i frecven nalt asupra corpului uman n general i asupra sistemului locomotor, este la nceput.

Obiectivul general al LOCOVIB l constituie fundamentarea teoretic a vibraiilor mecanice bazat pe ncercri experimentale i validarea cu ajutorul instrumentaiei virtuale a unui set de modele destinate studiului comportri dinamice a aparatului locomotor uman. n general, studierea din punct de vedere dinamic a unui sistem mecanic aflat sub aciunea vibraiilor necesit parcurgerea urmtoarelor etape : a) Definirea problemei;

b) Modelarea fizic; c) Modelarea matematic; d) Studiul dinamic al modelului matematic;

e) Verificarea corectitudinii modelului.

Se va realiza catalogarea informaiei existente, a stadiului actual al cercetrilor n biomecanic i vibraii mecanice prin achizitionarea i studierea standardelor existente, studierea legislaiei i studiu multidisciplinar vibraii mecanice - biomecanic. Se va trece la performane actuale n modelarea biomecanic a organismului uman sub aciunea vibraiilor. Studiului modelelor biomecanice existente i analiza aparatului locomotor uman pentru articulaia picior-glezn sub aciunea vibraiilor mecanice.Se dorete determinri experimentale privind articulaia picior-glezn n timpul influenei la vibraii mecanice. Rezultatele preconizate ale cercetrii: (1) Studii i cercetri pe modele biomecanice adaptate ale organismului uman privind transmiterea vibraiilor mecanice asupra aparatului locomotor uman; (2) Sistem de achiziie, stocare i prelucrare a datelor din procesele specifice transmiterii vibraiilor mecanice asupra aparatului locomotor uman; (3) Sistemul informatic de modelare i simulare a transmiterii vibraiilor mecanice; (4) Metodologia de evaluare a impactului de tip vibraii mecanice asupra aparatului locomotor uman; (5) Studiu de morbiditate n mediu ocupaional n special asupra aparatului locomotor uman; (6) Metodologii de utilizare a vibraiilor mecanice asupra aparatului locomotor uman att din punct de vedere nociv ct i benefic; (7) Materiale publicitare i articole tiintifice Din cauza absenei unei definiri evidente a efectelor vibraiilor asupra organismului uman i n special asupra aparatului locomotor uman, este necesar elaborarea unor indicaii cantitative privind efectele vibraiilor asupra sntii aparatului locomotor uman.

30 luni


ANEXA 1 7. Proiectul de cercetare tiinific

n domeniul influenei vibraiilor asupra sistemelor vii n general i asupra organismului uman n particular, cercetrile au urmrit reducerea riscurilor ct mai mult posibil.

Analiza comportrii dinamice a aparatului locomotor uman sub aciunea vibraiilor mecanice (LOCOVIB) dorete studierea amnunit a vibraiilor asupra sistemului osos a aparatului locomotor uman, n particular asupara articulaiei picior glezn.

Astfel LOCOVIB va fi un rezultat din studiu tiinific ce stabilete prioriti i domenii noi de cercetare tiinific n abordarea fenomenelor vibraiilor mecanice, avnd n vedere faptul c studiul aciunii vibraiilor cu amplitudine mic i frecven nalt asupra corpului uman n general i asupra sistemului locomotor, este la nceput.

Oportunitatea acestui proiect de cercetare tiinific propus este dat att de evidenierea unor aspecte insuficient abordate n cadrul domeniului multidisciplinar (biomecanic, mecanic), de analiza comportarii dinamice a aparatului locomotor uman sub aciunea vibraiilor mecanice, ct i de utilitatea abordrilor teoretice i practice propuse n cadrul proiectului de cercetare tiinific.

ncepnd de la ipotezele mecanicii clasice, biomecanica (din limba greac: bios=via, mehane=main) este tina care studiaz organismele vii n general i organismul uman n particular sub aciunea forelor mecanice externe i interne. O alt definiie, cu care sunt de acord majoritatea oamenilor de tiin, aparine lui Gowaerts i este prezentat n [1]. Acesta consider c biomecanica este tiina care se ocup cu studierea efectelor pe care forele mecanice le au asupra structurii funcionalea omului.[1] Se tie c primele relatri serioase despre ceea ce se consider azi c este biomecanic le-a facut Aristotel (384 -322 i. de Hr.), n tratatele sale despre prile animalelor i micrile lor. Descrierea aciunii unor muchi, utiliznd schie geometrice, este uimitor de exact. Extrem de cunoscut pentru principiile sale din hidrostatic, Arhimede (287-212 i. de Hr.) este i autorul unor studii despre micrile nottorului, studii care se refer la o noiune ce poate fi tradus prin "centrul de gravitaie" al corpului uman, avnd un neles foarte asemntor cu cel din zilele oastre.

Probabil c nu surprinde pe nimeni c genialul artist al Renaterii, Leonardo da Vinci (1452-1519), a abordat n studiile sale, pe lng attea subiecte din arta, tehnic i inventic, i micrile corpului uman. El descrie anatomo-funcional sinergismul unor muchi, notnd cu litere (pe vremea aceea puini muschi aveau o denumire) fiecare muchi care participa la mers, srituri, i ridicare din eznd etc.Probabil c, ncercnd s mbuntaeasc randamentul micrilor umane, Leonardo da Vinci imagineaz legturi cu corzi n zonele de inserie i de origine a unor muchi. Schiele sale cu mecanisme de propulsie cu fora uman sunt celebre, att ca expresie grafic, ct i ca dovad a intuiiei geniale i a ntelegerii principiilor mecanicii n acea vreme. Unele dispozitive de dezvoltare a calitilor motrice din zilele noastre se aseamn uimitor de mult cu schiele lui.


Figura.1 Omul Vitruvian Model al omului. Leonardo da Vinci (1452-1519)

http://en.wikipedia.org/wiki/Vitruvian_Man;

Toate studiile remarcabile de biomecanica consider c tratatul "De motu animalium" al lui Alfonso Borelli (1608-1679) este o lucrare de referin. Borelli a demonstrat c oasele i segmentele corporale sunt, de fapt, nite prghii acionate de muchi, conform unor principii mecanice(Fig.2).

Figura.2 Prima carte de biomecanic

De Motu Animalium http://en.wikipedia.org/wiki/File:Giovanni_Borelli_-_lim_joints_(De_Motu_Animalium).jpg

Se cuvine s amintim i lucrarea lui Nicolas Andry (1658-1742), care numete i definete, n chiar titlul sau, Orthopedia c "arta de prevenire i corectare a deformaiilor corpului copilului"...

Orict de scurt ar fi un istoric al biomecanicii, contribuia lui Isaac Newton (1642-1727) nu poate fi omis; puini fizicieni stiu, ns, c celebrele sale legi au fost ilustrate de chiar autorul lor i prin analogie cu aruncarea discului, n afara exemplificrilor ndeobte cunoscute. Pe fundaiile


impresionante realizate de Galilei, Newton a ridicat o catedral de o mreie superb, dnd cele trei legi care guverneaz comportarea obiectelor materiale[10]. Mecanica teoretic se bazeaz pe cele trei principii fundamentale, considerate a fi postulatele mecanicii clasice;

E. Muybridge (1831-1904) este primul care reuete s capteze micarea, realiznd primele fotografii n serie ale micrii unui cal de curse (Fig. 3);

Figura 3 Calul n micare

http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C8%99ier:The_Horse_in_Motion.jpg

C. W. Braune (1831-1892) experimentele i concluziile acestuia asupra micrii i mersului sunt valabile i astzi; Julius Wolff (1836-1902) a formulat Legea lui Wolff care descrie relaia dintre influena mecanic i geometria oaselor. El considera c modificarea structurii interne i conformaiei omului este rezultatul schimbrii de form i funcie a oaselor, n coresponden cu legile matematicii

Wilhelm Roux (1850-1924) este autorul noiunii de mecanostructur, cercetnd mecanismele oaselor, cartilagiilor i tendoanelor (inspirat fiind i de lucrrile inginerului Carl Culmann);[9] O alt lucrare care, dup parerea noastr, nu trebuie omis, este Kinesiologia lui Arthur Steindler (1878-1959), n care autorul a sistematizat pentru prima oar metodele i mijloacele de studiu ale micrii. n ultimele decenii biomecanica s-a dezvoltat i extins datorit creterii interesului pentru sportul de performant, pentru soluii ale reabilitrii i ameliorrii n cazurile de patologie congenital, ale refacerii post-traumatice, ortopedie etc., precum i pentru copierea tehnic a unor mecanisme i efecte din bios. Studiul biomecanicii a devenit din ce n ce mai organizat i cooperant cu alte discipline. Au aprut organisme i societi internaionale, ca, de exemplu, Societatea Internaional de Biomecanic (ISB), fondat n 1973 la Pennsilvania,USA, Societatea Internaional de Biomecanic a Sportului, Societatea European de Biomecanic i altele. n scurt timp, prin sinergizarea internaional a preocuprilor i prin interdiscipinaritate, aceste societi au ctigat un prestigiu de necontestat. S-au creat, astfel, faciliti de schimburi de informaii de specialitate prin publicaii periodice, ntr-un climat cooperant i concurenial, ca de pild: Journal of Biomechanics, the Journal of Applied Biomechanics, Clinical Biomechanics and the Journal of

Electromyography and Kinesiology etc. Alte oportuniti de promovare a biomecanicii, de confruntare tiinific le-au constituit congresele i simpozioanele anuale ale societilor


respective. De exemplu,calendarul manifestrilor tiinifice anuale de biomecanic este impresionant de bogat i poate fi elocvent pentru imensul interes al specialitilor n aflarea noutilor tiinifice productoare de instalaii aplicative i aparatur de cercetare n biomecanic. Diversificarea i reunificarea sunt tendine istorice fireti ale oricrei discipline tiinifice, i nu ar trebui s ne mire apariia unor biomecanici noi, ca, de exemplu, a genunchiului, a umrului, etc. Important, (sublinez) este tendina biomecanicii contemporane, aceea de identificare a propriei personaliti, de ncercare a statutului de tiina de sine stttoare, cu principii, legi i reguli proprii.[3]

Orientrile proiectului de cercetare tiinific propus sunt din perspectiva vibraiilor mecanice. Posibilitatea apariiei vibraiilor n timpul funcionrii oricror maini i utilaje a determinat studierea detaliat i sub toate aspectele a fenomenelor vibratorii. Anumii factori perturbatori pot aciona asupra structurilor i elementelor elastice ce intr n alctuirea mainilor, favoriznd astfel aparia vibraiilor.[5] Astfel cunoaterea i utilizarea noiunilor de vibraii mecanice au devenit necesiti funadamentale pentru o larg serie de specialiti: fizicieni, ingineri, arhiteci etc. De la geofizicieni la constructori i pn la medici a crescut interesul pentru aceast disciplin. De cele mai multe ori vibraii sunt denumite micrile nedorite care produc zgomote sau solicitri mecanice relativ mari. n cazul prezentat intereseaz n special efectul vibraiilor asupra aparatului locomotor uman pentru studiul (aparatului locomotor) n particular studiul articulaiei picior-glezn sub aciunea vibraiilor. Modelarea fenomenelor vibratorii implic definirea structurii i parametrilor corpului n vibraie, a funciilor care descriu excitaia i a nivelelor rspunsului dinamic.[8]

Vibraiile influeneaz negativ att parametrii tehnico-funcionali ai mainii ct i personalul deservent al acesteia.

Specialitii clasific metodele de combatere a vibraiilor n trei mari categorii: a) eliminarea cauzelor generatoare de vibraii chiar de la sursa productoare; b) izolarea surselor de vibraii sau izolarea subansamblelor afectate; c) utilizarea absorbitorilor dinamici de vibraii. Orice msur tehnic de izolare antivibratil urmrete simultan ncadrarea n valorile optime ale parametrilor ergonomici la postul de lucru al operatorului, precum i meninerea constant a parametrilor de siguran n funcionare ai mainii. Totui, exist maini i instalaii care produc n mod voit vibraii n vederea realizrii scopului tehnologic. n aceste situaii vibraiile produc lucru mecanic util, organul de lucru al mainilor respective realiznd execuia proceselor tehnologice pentru care au fost proiectate, funcionnd n regim vibrant. Unul din domeniile de activitate tehnic n care se ntlnesc ambele aspecte ale influenei vibraiilor (nociv i util) este cel al echipamentelor industriale. n cazul instalaiilor industriale la care vibraiile sunt folosite pentru producerea de lucru mecanic util s-au obinut pn n prezent numeroase realizri, existnd att utilaje de mare putere ct i maini i instalaii de puteri i dimensiuni mici care efectueaz sarcinile pentru care au fost proiectate. Din punct de vedere al principului de funcionare i al modului de realizare a tehnologiei de lucru, echipamentele industriale se grupeaz n dou mari categorii: a) utilaje care nu folosesc vibraiile n procesul de lucru; b) utilaje cu aciune vibrant.[5]

Rezultatele msurrilor de vibraii se interpreteaz prin prisma nocivitii lor. Peste anumite limite, ele sunt duntoare oamenilor, pot produce degradri ale cldirilor sau pot deranja buna funcionare a mainilor. Numeroasele studii fcute n acest scop au drept subiect omul, cldirile, mainile. Dintre toate acestea, omul este cel mai sensibil la perceperea vibraiilor.

Depirea nivelului admis al vibraiilor ca intensitate i durat de expunere provoac perturbri organice cu efect fiziologic i psihosenzorial. Vibraiile se caracterizeaz prin frecven, amplitudine i acceleraie. Relaia dintre amplitudine i frecven cu efecte de percepie a omului a dus la stabilirea curbelor din Fig.4. Aciunea prelungit a vibraiilor asupra omului duce la manifestri prin grea, inapeten, vrsturi, cefalee modificri de puls, boal de vibraii.


Figura 4 Efecte de percepie

Vibraiile nocive sunt clasificate funcie de amplitudine i frecven astfel:

la vibraiile cu frecvena mai mare de 15 Hz i amplitudini pn la 0,02 mm influena

determinant o are i viteza vibraiilor;

la vibraiile cu amplitudini mari i frecvene mici un rol hotrtor l are acceleraia

vibraiilor.

Percepia vibraiilor dup frecven duce la folosirea urmtoarei clasificri:

a. vibraii sub 15 Hz specifice vehiculelor, automobile 1,5 2 Hz, camioane 24 Hz, tren

38Hz. La expunere prelungit pot aprea dureri paravertebrale, tulburri ale aparatului

digestiv i urinar;

b. vibraii cu frecvene cuprinse ntre 15 i 40 Hz cu amplitudini mari (ciocane de spart,

echipamente de ncrcare - descrcare rapide). Leziunile specifice sunt de ordin

osteoarticular, tendoane, musculatur.

c. vibraii cu frecvene cuprinse ntre 40300Hz, la utilajele siderurgice, miniere i

metalurgice. Apar senzaii de arsuri la nivelul membrelor, scade sensibilitatea degetelor.

d. vibraii cu frecvene de peste 300Hz, specifice la unele maini unelte cum ar fi la

rectificare, frezare, lepuire, polizoare. Pot apare tulburri trofice i senzitive ale minilor.

Att la utilajele autopropulsate, ct i la cele staionare, vibraiile transmise postului de lucru al mecanismului sunt percepute de organism i, n mod deosebit, de acele pri ale corpului ce se afl n contact nemijlocit cu elementele utilajului care sunt n micare vibratorie.

Vibraiile mecanice care se transmit asupra omului au o aciune nociv complex, afectndu-i sntatea prin efectele fiziopatologice i stnjenind (ngreunnd) desfurarea procesului muncii pn la pierderea capacitii de munc. Cele mai importante efecte produse de aciunea vibraiilor sunt de natur fiziologic, mecanic i termic, preponderente fiind ultimele dou.


Cerinele normative pentru limitarea

vibraiilor transmise corpului uman n

conformitate cu Normele Generale de Protecia

Muncii din 2002, limitele maxime admise

pentru vibraiile cu aciune general transmise

ntregului corp (vezi Fig.5) prin intermediul

suprafeei de sprijin se mpart n dou

categorii:

I. pentru locuri de munc obinuite cu

solicitare neuropsihic i

psihosenzorial normal a ateniei,

limitele maxime sunt date n figurile 6

i 7 ;

II. pentru locuri de munc cu solicitare

neuropsihic i psihosenzorial

crescut,limitele maxime sunt date n

figurile 8. i 9.

Figura. 5. Direciile de acionare ale vibraiilor

mecanice asupra corpului omenesc

Figura 6 .Limitele maxime pentru vibraiile pe axa ( ) cu aciune general pentru locuri de munc obinuite,

care necesit o solicitare neuropsihic i psihosenzorial normal


Figura 7. Limitele maxime admise pentru vibraiile pe axa X i Y ( ) cu aciune general pentru locuri de

munc obinuite, care necesit o solicitare neuropsihic i psihosenzorial normal

Figura 8. Limitele maxime pentru vibraiile pe axa Z ( )pentru locuri de munc care necesit o solicitare

neuropsihic i psihosenzorial crescut


Figura 9. Limitele maxime admise pentru vibraiile pe axa X i axa Y ( ) pentru locuri de munc care

necesit o solicitare neuropsihic i psihosenzorial crescut

Att performana mainii, ct i sntatea operatorului sunt afectate de eficiena sistemului de protecie mpotriva vibraiilor i de reglarea corect dintre proprietile dinamice ale sistemului i caracteristicile dinamiee ale operatorului. Analiza proprietilor dinamice ale modelelor biomecanice permite formularea unor cerine specifice pentru sistemele de protecie a operatorului mpotriva vibraiilor, i anume:

necesilatea de a lua n considerare caracteristicile dinamice ale corpului uman la

sintetizarea unei structuri i specificarea parametrilor sistemului de protecie mpotriva

vibraiilor;

eficiena sistemului de izolare a vibraiilor n domeniul de frecvene prescris;

invariana sensibilitii sistemului de protecie mpotriva vibraiilor la modificarea

proprietilor dinamice ale sistemului biologic, precum i la modificarea poziiei de lucru, a

gradului de oboseal;

invariana eficienei sistemului de protecie mpotriva vibraiilor la dispersia datelor

antropometrice ale subiecilor umani.[7]

Mai multe studii au publicat nivele ale vibraiilor pentru diferite vehicule folosite n construcii, agricultur i industrie. Valorile vibraiilor au fost msurate pe diferite tipuri de sol, cu vehicule din diferii ani de fabricaie, etc (Hulshof, Zanten, 1997). Vibraiile de joas frecven (1-20Hz) provoac lombagii, lombosciatice, hernii de disc, boli care pot s apar dup un anumit timp de expunere la vibraii. Vibraiile de foarte joas frecven (sub 1Hz), ca urmare a aciunii variaiilor de acceleraie asupra labirintului urechii interne, produc dezechilibrri i senzaii de vom (rul de mare, de autovehicul, de avion, etc.). Vibraiile care acioneaz asupra omului pot produce: jenarea activitii fizice i intelectuale, deteriorri mecanice, fenomene subiective.[4] Vibraiile la frecvene mai mici de 1Hz apar la mai multe tipuri de maini de transport i produc efecte, de exemplu cinetoz (ru de transport), care au caracteristici complet diferite de cele produse la frecvene mai nalte. Aceste efecte nu pot fi uor corelate cu cei trei parametrii ai micrii: intensitatea, durata i frecvena, aa cum a fost posibil n intervalul 180Hz. n plus, reaciile omului la vibraii sub 1Hz sunt extrem de variabile i par s depind de un numr mare de factori externi care nu au nici o legtur cu micarea, de exemplu vrsta, sexul, imagini, activitate,


mirosuri (Kittusamy i Buchholz, 2004).[4] Nivelele de vibraii ntlnite la multe echipamente electrice de uz comun (bormaini, polizoare, rotopercutoare, ferstraie electrice, utilizate foarte mult n minerit, construcii, industrie) sunt suficient de mari pentru a duce la apariia leziunilor n cazul folosirii lor timp ndelungat, de tipul programului de lucru. Vibraiile pot fi transmise corpului de la un echipament vibrator manual printr-un bra sau ambele brae simultan, producnd disconfort la nivelele inferioare i reducnd eficiena muncii. La nivelele superioare i dup o perioad mai mare de expunere apar boli ce afecteaz vasele de snge, articulaiile i circulaia sanguin. Expunerea prelungit duce la agravarea bolilor de circulaie n acea parte a corpului care este expus celor mai mari nivele ale vibraiilor, de obicei degetele sau mna.[4] n general, studiul fenomenelor vibratorii are ca scop final determinarea pulsaiilor proprii i amplitudinea vibraiilor (deplasri, viteze, acceleraii). Acest lucru este necesar din dou motive: - dac se cunosc pulsaiile proprii, atunci se poate identifica fenomenul de rezonan (acest fenomen se produce atunci cnd pulsaia de excitaie coincide cu pulsaia proprie a sistemului oscilant sau cu una dintre subarmonicele sale);

- dac se determin amplitudinea vibraiilor, se poate stabili dac fenomenele vibratorii sunt duntoare sistemului oscilant sau mediului nconjurtor.[9] Aciunea vibraiilor mecanice asupra organismului uman poate fi apreciat n mod corect numai dac se ine seama simultan de doi dintre parametrii mecanici care caracterizeaz micarea: - frecvena; - amplitudinea, acceleraia sau energia vibraiilor.

Cu studiul micrii ns se ocup i alte discipline tiinifice, dar care, fiind vizibil diferite, nu se pot confunda cu biomecanica. Ele au obiect de studiu comun cu biomecanica (micarea), dar puncte de vedere, scopuri i mijloace diferite. Prin sistematizarea fcut de Gagea A. (2002) le enumerm: Kinantropologia, ramur a antropologiei, care studiaz micarea ca efect al tuturor funciilor biologice implicate. n acest caz micarea este extins i la grupuri sau mulimi, primind un caracter social.

Kinetoterapia, n care micarea este privit i utilizat ca principal mijloc de recuperare, reabilitare sau refacere dup traumatisme, afeciuni locomotorii etc. Kinetoprofilaxia, n care micarea este studiat i utilizat ca mijloc profilactic.

Kineziologia, tiin care privete micarea ca fenomen i are rol mai mult didactic dect practic.

Ergonomia (de la ergon munc i nomos legi), n care micarea este studiat prin prisma eficienei sale profesionale (randamentul muncii fizice). Ergofiziologia, n care micarea este studiat ca mecanism fiziologic ce are la baz procesele biochimice.

Ergometria, n care micarea este msurat i standardizat dup criteriul eficienei muncii fizice. Biofizica, n care micarea este studiat ca particularitate a bios-ului, cauzele ei fiind extinse n biochimie i bioenergetic. Biocinetica, n care sunt studiate fenomenele generate de micarea din bios. Bionica, n care, pe lng alte fenomene, este studiat micarea senzorial din bios (n special locomoia subspeciilor umane evoluate), cu scopul de copiere n domeniul tehnicii. Robotica, n care micarea din bios este studiat cu scopul nlocuirii sau automatizrii ei prin dispozitive tehnice.

Anatomia funcional, n care micarea este studiat din punct de vedere structural i cinematic. Anatomia descriptiv, n care micarea este studiat din punct de vedere structural i geometric. Ortopedia, n special partea ei de mecanic a protezelor i a biomaterialelor, studiaz micarea pentru a imita sau substitui micarea normal n cazul deficienelor, disfunciilor sau amputrilor. Mecanica aplicat la bios (n sport, cosmonautic etc.), n care micarea este studiat ca efect, n principal, al forelor externe. Cinematica aplicat la bios, ca parte a fizicii, studiaz traiectoriile i vitezele micrii, fr s in


seama de cauzele ei, adic de forele care o genereaz.[6] Comparaie ntre mrimile de baz ale mecanicii i cele ale biomecanicii A. Mrimi nereductibile (ce nu pot fi reduse, simplificate i nu sunt specifice biomecanicii) timpul fizic o mrime fizic continuu cresctoare. Biomecanica lucreaz numai cu durata (t). Ea reprezint diferena dintre dou momente din scurgerea continu a timpului. Totdeauna are valoare pozitiv. Se msoar n secunde. spaiul fizic n biomecanic este noiunea de poziie. Ea se raporteaz la coordonatele x, y, z, fa de un sistem de referin prestabilit. Diferena dintre dou poziii este o lungime sau spaiu (S) propriu-zis. Succesiunea de spaii reprezint o traiectorie, iar cel mai scurt spaiu dintre dou poziii este o distan. masa corpurile materiale au un volum i o densitate a materiei ce ocup volumul respectiv. Se noteaz cu M. fora reprezint produsul dintre masa unui corp i acceleraia gravitaional (g = 9, 81 m / s). n biomecanic se mai numete i greutate. Ca orice mrime vectorial are un punct de aplicaie, o direcie, un sens i o mrime. B. Mrimi reductibile (ce se pot reduce) deplasarea (d), ca form practic a micrii i ca expresie a schimbrii de poziie a unui corp sau segment corporal. Ea reprezint o viziune aparte a micrii care mbin principala caracteristic a biologiei speciilor evoluate, contracia muscular, cu principala caracteristic a mecanicii terestre, spaiu. viteza (v) micrii, ca raportul ntre traiectoria sau distana deplasrii (d) i durata acesteia. lucru mecanic travaliul efectuat pentru deplasarea unei greuti pe 100m. Se exprim n jouli (J).

L = k G S

unde k este coeficient de proporionalitate ce include n valoarea lui i rezistena aerului n care se deplaseaz individul. puterea (P) produsul dintre for i vitez. Se msoar n Watt P = k G v energia puterea eliberat pe unitate de timp E = k Fvt n concluzie, micarea biomecanic este o deplasare observabil (de o anumit durat) dintr-o poziie n alta a unei greuti (corp sau segment corporal). Deci micarea utilizeaz noiuni concrete, are o durat (nu este instantanee), se refer la un corp real avnd volum i densitate (nu ipotetic), aflat n spaiul euclidian gravitaional. n biomecanic se poate vorbi de micri ce se pot clasifica dup mai multe criterii. Unele sunt mprumutate din mecanic (micarea de translaie, de rotaie i cea combinat elicoidal), altele sunt preluate din anatomia descriptiv (micrile de flexie, extensie, abducie, adducie i cele referitoare la planurile convenionale sagital, frontal sau transversal).

n funcie de sensul de aciune al contraciei musculare, micrile n biomecanic pot fi micri concentrice sau excentrice i micri simple sau complexe.[6] Mecanismele activitii neuromusculare pentru asigurarea postural i a micrilor sunt foarte complexe din cauz c articulaiile corpului formeaz cupluri i lanuri cinematice care permit mai multe grade de libertate.

Cuplul cinematic este format din dou segmente osoase articulate mobil, de ex.: braul i antebraul, coapsa i gamba, gamba i piciorul. Micrile lor sunt n general micri de rotaie. Lanul cinematic se constituie dintr-o niruire de mai multe segmente articulate mobil, capabile s execute numeroase micri, fie proprii fiecrui cuplu cinematic n parte, fie mai multor cupluri care intr n compunerea lanului cinematic. Deosebim dou feluri de lanuri cinematice: deschise i nchise. PARTICULARITI BIOMECANICE ALE APARATULUI LOCOMOTOR UMAN Aparatul locomotor al omului este n aa fel alctuit, nct se realizeaz o mbinare armonioas ntre principiul economiei de for i cel al economiei de deplasare. n general, pentru meninerea


echilibrului n poziiile statice sunt utilizate prghii care economisesc fora, iar pentru efectuarea micrilor se folosesc prghii de gradul III cu care se obine o economie de deplasare (de scurtare muscular). Aparatul locomotor este format din: oase, articulaii i muchi. Oasele sunt considerate prghii dure i rezistente cu rol n:

meninerea formei corpului; efectuarea micrilor.

Oasele sunt alctuite din esut conjunctiv impregnat cu sruri de calciu. esutul osos are o structur adecvat funciilor: de a rezista la solicitrile de presiune, ncovoiere, ntindere, rsucire. Aceste proprieti mecanice depind de vrst, compoziie chimic, alimentaie, natura solicitrii fizice etc.

Sub influena exerciiilor fizice, structura oaselor se modific concomitent cu creterea rezistenei la factorii mecanici, ex.: modificrile aprute la oasele piciorului de btaie la sritori i fotbaliti. Articulaiile realizeaz legtura mecanic dintre prghiile osoase. Majoritatea articulaiilor sunt mobile, permind micri n diferite direcii: micri de rotaie sau micri de alunecare (de translaie).[6]

ARTICULAIILE GLEZNEI I ALE PICIORULUI Aceste dou elemente alctuiesc un tot funcional, situaie asemntoare cu cea ntlnit la gtul minii i mn. Piciorul reprezint, dup coaps i gamb, a treia prghie principal a membrului inferior. El este elementul de legtur dintre corp i sol, cu o structur adecvat acestor funcii.

Piciorul, n structura sa complex, este format din 26 de oase scurte, legate ntre ele prin ligamente relativ scurte, dar foarte puternice, cu 32 de articulaii, cu inserii a 11 muchi ai gambei i a 20 proprii piciorului. Scheletul piciorului este format din 7 oase tarsiene, 5 metatarsiene i 14 falange.

Oasele tarsiene (Fig.10) sunt:

astragalul situat ntre pensa bimaleolar i calcaneu calcaneul situat sub astragal, cel mai voluminos os al tarsului, pe faa lui posterioar se inser tendonul lui Achile

cuboidul situat naintea calcaneului, ntre acesta i bazele ultimelor dou metatarsiene. scafoidul situat medial fa de cuboid. Se articuleaz posterior cu capul astragalului i anterior cu feele posterioare ale celor trei cuneiforme cuneiformele, n numr de trei, au forma unor coluri, introduse ntre scafoid, cuboid i bazele ultimelor patru metatarsiene.

Oasele metatarsiene sunt oase lungi care prezint o extremitate proximal (baz), un corp i o extremitate distal (cap). Falangele reprezint scheletul degetelor piciorului, au i ele o extremitate proximal (baz), un corp i o extremitate distal (cap). Fiecare deget are trei falange cu excepia halucelui care are numai dou.


Figura 10. Oasele piciorului

*Atlas de anatomie uman Volumul I, Dr.C.Cerbulescu, Editura tiinific i enciclopedic, Bucureti 1983

Articulaiile gleznei i piciorului sunt numeroase, (Figura 11) se pot grupa astfel: Articulaia gleznei este o articulaie trohlee (trohlean). a) suprafeele articulare sunt: pensa tibio-peronier i faa superioar i feele articulare ale astragalului (faa inferioar a extremitii inferioare a tibiei i faa extern a maleolei tibiale; suprafaa extern a maleolei tibiale = interne = este plan i intr n contact cu faa intern a astragalului).

b) capsula este fibroas i ntrit lateral de un ligament intern i unul extern. c) sinoviala cptuete interiorul capsulei i formeaz funduri de sac.

Articulaia astragalo-calcanean este articulaia dintre faa inferioar a astragalului i faa superioar a calcaneului. Suprafeele sunt meninute n contact de trei ligamente (interosos, extern i posterior).

Articulaia medio-tarsian unete cele dou oase ale tarsului posterior (astragalul i calcaneul) cu primele oase ale tarsului anterior (scafoidul i cuboidul).

Articulaiile intertarsiene ale celor 5 oase ale tarsului anterior sunt ntre: scafoid i cuboid, ntre scafoid i cele trei oase cuneiforme, ntre cele trei oase cuneiforme ntre ele, ntre cuboid i al treilea cuneiform, toate articulaiile fiind artrodii.

Articulaia tarso-metatarsian unete cuboidul i cele trei oase cuneiforme cu baza celor cinci metatarsiene. Toate articulaiile sunt artrodii i prezint o serie de ligamente interosoase, dorsale i plantare.

Articulaiile intermetatarsiene sunt ntre ultimele 4 metatarsiene care se unesc prin bazele lor (trei artrodii), iar la capetelor lor au o bamdelet fibroas transversal (ligamentul transvers al metatarsului).


Articulaiile metatarso-falangiene sunt articulaii condiliene, realizate de capul rotunjit al metatarsienelor i de baza falangelor proximale, care prezint cte o cavitate glenoid, mrit n jos i napoi de un fibrocartilaj. Extremitile osoase sunt legate de o capsul ntrit de cte dou ligamente laterale.

Articulaiile interfalangiene sunt articulaii trohleene. n linii mari, dispoziia segmentelor osoase i a articulaiilor respect structura minii, cu deosebirea c halucele nu dispune de aceeai mobilitate i nu poate executa micarea de opoziie. Aponevroza plantar ntreaga structur arhitectonic a piciorului este susinut de dou formaiuni fibroase complexe situate n plante (aponevroze). Ele sunt: una superficial i alta profund. Cea mai important fiind cea superficial. Are o form triunghiular, cu vrful spre calcaneu i baza spre degete, este foarte rezistent i contribuie la meninerea bolii plantare n ortostatism.

Fig 11. Articulaiile piciorului (seciune)

*Atlas de anatomie uman Volumul I, Dr.C.Cerbulescu, Editura tiinific i enciclopedic, Bucureti 1983

Din cauza complexitii deosebite pe care o are organismul uman, modelarea biomecanic a proceselor ce se desfoar n interiorul acestuia este o sarcin dificil, iar principiile i regulile riguroase de inginerie mecanic se aplic i n acest caz. Astfel, putem studia condiiile de echilibru sub aciunea forelor aplicate, fcnd abstracie de micare. n acest caz modelul este static. Dac se urmrete numai aspectul geometric al micrii, fr a ine cont de mase i de fore, atunci modelul este cinematic (intervin numai noiunile de spaiu i timp). n sfrit, ntr-un model dinamic vor interveni toate noiunile fundamentale: spaiul, timpul i masa. n oricare din aceste situaii se pot scrie legile de micare ale elementelor componente.

Un alt aspect ar fi geometria modelului, plan sau spaial, la scar real sau la diferite alte scri, n funcie de scopul urmrit. Natura materialului din care este realizat modelul, legturile (restriciile de ordin geometric) i sarcinile aplicate trebuie s corespund ntr-o msur ct mai


mare realitii.[9] Dac prima imagine computerizat a omului a fost generat de tehnicianul de la Boeing, William Fetter n anul 1960, primul model biomecanic al corpului uman, utilizat n scopul de a

determina impedana i funcia de rspuns n frecven pe direcia vertical, a fost realizat de Dieckmann n anul 1957, pe baza unui model Kelvin-Voigt. Acest model era extrem de simplificat,

avnd un singur grad de libertate (Figura 12).

Figura 12 - Modelul lui Dieckmann (1957)

n anul 1982, Rasmussen dezvolt o hart a sistemului mecanic echivalent al organismului uman, cu frecvenele proprii ale diferitelor organe interne (Figura 13). Rasmussen a observat c vibraiile au o influen notabil asupra organismului uman, pe direcia vertical n intervalul 4 8 Hz, iar pe direciile transversale (Ox i Oy) n plaja de valori 1 2 Hz. Astfel, frecvenele cuprinse ntre 2,5 5 Hz provoac fenomenul de rezonan la nivelul gtului i zonei lombare, cele cuprinse ntre 4 6 Hz au ca efect producerea aceluiai fenomen la nivelul trunchiului, iar ntre 20 30 Hz este afectat zona capului, gtului i umerilor. Un astfel de model este deosebit de util pentru nelegerea modului n care vibraiile acioneaz la nivelul organismului uman, tiind c, organele interne, diferitele pri ale corpului omenesc au frecvene proprii diferite, nevibrnd ca o singur mas.

Figura 13 Harta sistemului mecanic echivalent al organismului uman (dup Rasmussen)

n teza sa de doctorat, Rancea A. se ocup de modelarea articulaiei gleznei - asimilat cu o articulaie cilindric (Figura 14.) - studiaz modelul biomecanic simplificat al acesteia i analizeaz un mecanism (ortez) utilizat n refacerea traumei la care a fost supus tendonului lui Ahile.


Fig. 14 Cinematica gleznei

*Rancea A. Tez de doctorat, modelarea articulaiei gleznei

Studiile efectuate pn n prezent au demonstrat c fenomenele oscilatorii produc o palet larg de efecte negative, ncepnd cu efectele psihologice, precum strile de disconfort, de oboseal, team, pn la leziuni grave ale sistemului muscular i osos sau ale organelor interne. Urmtoarele directive evalueaz nivelul de vibraii i zgomot produse de echipamentele pentru construcii: Directiva 98/37/CE a mainilor (preluat prin HG 119/2004); Directiva 89/655/CE pentru echipamentele aflate n exploatare (preluat n L90/1996/CE i n Normele Generale de Protecia Muncii din 2002; Directiva 14/2000/CE pentru zgomotul emis n exterior (preluat prin HG 539/2004); SR EN 474/CE pentru echipamentele tehnologice de construcii; SR ISO 2631/CE pentru vibraii transmise omului.

Proiectul de cercetare tiinific propus LOCOVIB este de noutate din perspectiva studiului multidisciplinar (mecanic-biomecanic) a vibraiilor asupra aparatului locomotor uman de unde i complexitatea proiectului.

Obiectivul general al LOCOVIB l constituie fundamentarea teoretic a vibraiilor mecanice bazat pe ncercri experimentale i validarea cu ajutorul instrumentaiei virtuale a unui set de modele destinate studiului comportri dinamice a aparatului locomotor uman. Astfel pentru atingerea obiectivului general se va realiza experimentarea n laboratoare

interdisciplinare pentru msurtori vibro-acustice n mediu ocupaional. Se va efectua un sistem comlex de msurare i analiz (biomecanic) a vibraiilor transmise omului i n special aparatului locomotor uman, software de comand a achiziiei i post-porcesare, accelerometre triaxiale , vibrometre, aparate de monitorizat vibraiile, aparat de msurat vibraiile cu stetoscop, generator de semnal, analizator de semnal i un sistem vibrant pentru tot corpul. Experimentele sunt realizate pe eantioane de persoane. n alegerea subiecilor se va ine cont s nu au fi avut probleme medicale cu minile, braele sau picioarele (de exemplu: luxaii, entorse, fracturi, etc.) i nu a mai efectuat vreodat exerciii fizice pe aparatur vibratoare. Se vor realiza seturi de msurtori de referin, nainte de expunerea la vibraii numite n continuare ncercri de referin - i seturi de msurtori dup expunerea la vibraii aa numitele


ncercri dup vibraii. Toate ncercrile de referin se vor face cu subiecii odihnii, n prima parte a zilei, n aceleai condiii de mediu (temperatur, umiditate, presiune atmosferic, etc.). Cercetrile care se vor efectua pentru stabilirea conceptelor de analiz i sintez a comportamentului aparatului locomotor uman sub aciunea vibraiilor transmise, vor fi individualizate i prezentate n mode semnificativ pe grupe de concluzii. n acest sens, proiectul de cercetare tiinific propus va avea nevoie s dezvolte tehnici noi i de a pune la punct seturi de teste pentru obinerea de informaii ct mai apropiate de realitate.

Bibliografie

1 A. Iliescu Biomecanica exerciiilor fizice, Editura C.N.E.F.S, Bucureti, 1968, pag. 9-14;

2 A. Constantinescu, C. Pavel. Vibraii mecanice, ISBN 978-973-755-468-0, Editura MATRIXROM, Bucureti, 2009;

3 A. GAGEA Biomecanic analictic. Editura A.N.E.F.S, Bucureti 2006

4 A. Picu Modelarea biomecanic neliniar a dinamicii corpului uman sub aciunea vibraiilor transmise, Tez de doctorat, 2010

5 C.Pavel Cercetri privind comportarea dinamic a sistemului generator de vibraii - main de construcii. Tez de doctorat. Universitatea Tehnica de Construcii Bucureti , 1999

6 G. NENCIU Biomecanica n educaie fizic i sport, Aspecte generale. Editura Fundaiei Romnia de Mine, Bucureti 2005 , ISBN 973-725-369-8

7 M. Vlad Vibraiile mainilor i utilajelor pentru construcii. Stabilirea unui model dinamic unificat pentru unele tipuri de ciururi i mori vibratoare. Disertaie, UTCB Facultatea de Utilaj Tehnologic, Bucureti, 2013.

8 M. Vlad, N.L. Hornea Vibraiile mecanice n mediu nconjurtor. Al XIX-lea Simpozion naional de utilaje pentru construcii.Secia I. Bucureti, 12-13 Decembrei 2013, ISSN 2285-9209

9 R. Panaitescu-Liess Modelarea biomecanic a organismului uman sub aciunea vibraiilor, Tez de doctorat, UTCB, Bucureti 2013

10 R. Penrose Mintea noastrcea de toate zilele, ISBN 973-31-1589-4, Editura Tehnic, Bucureti, 2001, pag. 183;


Obiectivele i activitile de cercetare din cadrul proiectului LOCOVIB

An Obiective

(denumirea obiectivului)

Activitati asociate

2013

-

2014

1. Catalogarea informaiei existente, a stadiului actual al

cercetrilor n biomecanic i vibraii mecanice

1.Achiziionarea i studierea standardelor existente.

2.Studierea legislaiei existente (legi,HG, OG).

3.Studiu multidisciplinar vibraii mecanice biomecanic.

4.Diseminare: publicare articole tiinifice.

2. Performane actuale n modelarea biomecanic a organismului uman sub aciunea vibraiilor.

1.Analiza modelelor biodinamice existente.

2.Vibraii liniare i neliniare ale sistemelor mecanice.

3.Diseminare: lucrri tiinifice prezentate la sesiuni de comunicri.

4. Realizarea primului raport de cercetare.

2014

-

2015

Modele biomecanice propuse

pentru studiul articulaiei picior-glezn sub aciunea vibraiilor.

1.Studierea modelelor biomecanice existente.

2. Analiza aparatului locomotor uman n realizarea modelelor

biomecanice.

3. Ordonarea modelelor biodinamice existente.

4. Diseminare: publicare articole tiinifice.

5. Realizare raport de cercetare.

2015

-

2016

Determinri experimentale privind articulaia picior-glezn n timpul influenei la vibraii mecanice.

1.Stabilirea punctelor n care se vor efectua msurtorile

2.Alegerea soluiilor tehnologice si realizarea experimentelor.

3.Prelucrarea rezultatelor msurtorilor.

4.Realizarea sistemului informatic necesar prelucrrii datelor experimentale.

5.Realizare raport de cercetare.

6. Diseminare: workshop-uri, susinere lucrri stiinifice.


ANEXA 2

8. Prezentarea proiectelor rapoartelor de cercetare tiinific

8.1. Denumirea rapoartelor de cercetare


2. Modele biomecanice propuse pentru studiul articulaiei picior-glezn sub aciunea vibraiilor.

3. Determinri experimentale privind articulaia picior-glezn n timpul influenei la vibraii mecanice.

8.2. Programarea rapoartelor de cercetare

1. 30 septembrie2014

2. 18 februarie 2015

3. 30 iulie 2015

8.3. Descrierea rapoartelor de cercetare


Progrese notabile n medicin s-au obinut n momentul n care s-a nceput utilizarea tehnicii modelrii n biomecanic, ca metoda de cercetare n investigarea organismului uman. Metodele modelrii i simulrii i-au dovedit poate mai mult ca oriunde eficacitatea, deoarece obiectele cercetate sunt pri ale corpului uman, ce nu pot fi detaate i studiate ca i elemente reale.

Astfel Primul model biomecanic al corpului uman, utilizat n scopul de a determina impedana i funcia de rspuns n frecven pe direcia vertical, a fost realizat de Dieckmann n anul 1957, pe baza unui model Kelvin-Voigt [Trua, A.,Arghir, M.Noiuni de biomcanica organismului uman n mediu vibraional, ISBN 978-606-92133-3-9, Arcadia Media, Cluj-Napoca, 2010, pag. 69;]. Acest model era extrem de simplificat, avnd un singur grad de libertate (Fig.1).

Figura 1. Modelul lui Dieckmann (1957)

Au existat ncercri de dezvoltare a diferitelor modele biomecanice ale sistemului mn-antebra-bra (acesta fiind cel mai atent studiat)(Figura 2) [Picu, A., A. Modelarea biomecanic neliniar a dinamicii corpului uman sub aciunea vibraiilor transmise,Teza doctorat , Galai]

a) Kuhn (1953) b) Dieckmann (1958)

Figura 2. Modele biomecanice ale sistemului mn-bra


n anul 1982, Rasmussen dezvolt o hart a sistemului mecanic echivalent al organismului uman, cu frecvenele proprii ale diferitelor organe interne.(Figura 3) [Rasmussen, G. Human Body Vibration Exposure and its Measurement, Bruel & Kjaer brochure, 1996,pag. 5;]

Figura 3. Harta sistemului mecanic echivalent al organismului uman (dup Rasmussen)

Organizaia Internaional pentru Standardizare a publicat standardul ISO 7962:1987 (revizuit de ISO 5982:2001), care avea inclus un model cu patru grade de libertate al corpului uman pentru

determinarea transmisibilitii vibraiilor la cap, pe direcie vertical, pentru intervalul 0,5 31,5 Hz.(Figura 4.)

Figura 4. Model cu patru grade de libertate [ISO 7962:1996]


2. Modele biomecanice propuse pentru studiul articulaiei picior-glezn sub aciunea vibraiilor.

Modelele corpului uman se ocup fie de problematica posturii, stabilitii i controlul acestuia, fie de problematica micrii generale sau particulare, pentru condiii precizate ale acestuia. Cele mai multe dintre modelele din literatura de specialitate rspund ca cerin scopurilor medicale, acestea avnd prioritate celorlalte cerine.

Modelarea analitic comport, n general, parcurgerea urmtoarelor etape: - modelarea fizic; - modelarea matematic.

Modelarea fizic presupune realizarea unui model fizic, a crui comportare s aproximeze ct mai bine pe cea a sistemului real. Modelul fizic se aseamn cu sistemul real n ceea ce privete caracteristicile de baz, dar este mai simplu i deci mai abordabil analizei. Astfel, elementele componente ale unui sistem biomecanic pot fi modelate prin corpuri solide, cuple cinematice,

arcuri, amortizoare etc., iar aciunea reciproc a dou corpuri poate fi schematizat prin fore concentrate, cupluri concentrate, sarcini distribuite, etc.

Modelarea matematic este o cale proprie automaticii care pleac de la observaia fundamental c modelul matematic nu este dect echivalentul conceptual al modelului fizic.

Modelele dinamice se mpart n dou mari categorii: directe i inverse. ntr-un model dinamic direct sunt precizate ca date de intrare caracteristicile antropometrice ale sistemului analizat, precum i valorile estimative ale forelor musculare i se cer a fi determinate ca date de ieire, pe baza ecuaiilor de micare, parametrii cinematici ai micrii (poziii, viteze, acceleraii) i reaciunile legturilor exterioare ale sistemului biomecanic. Modelarea analitic a sistemului biomecanic al corpului uman se poate realiza fie exact, recurgnd la ecuaii care au la baz mecanica clasic sau abordri noi (cum ar fi metoda Bondgraf), fie estimativ, recurgnd la expresii deduse din date experimentale care apoximeaz, estimeaz anumii parametrii dinamici. Metodele de modelare analitic care sunt folosite n mecanica clasic se bazeaz pe urmtoarele ecuaii: ecuaiile corespunztoare teoremei torsorului impulsului, ecuaiile de echilibru dinamic ale lui dAlembert i ecuaiile mecanicii analitice (ecuaiile lui Lagrange, ecuaiile lui Hamilton). Aceste ecuaii au, la rndul lor, la baz, teoremele fundamentale ale dinamicii sistemelor de corpuri solide, cu legturi, aceste teoreme fiind: teorema impulsului, teorema momentului cinetic, teorema torsorului impulsului i teorema energiei.

Cercetarea aparatului locomotor al organismului uman sub aspect mecanic se poate face cu

succes utiliznd metodele inginereti clasice i moderne, de calcul i experimentale. Astfel, aparatul locomotor uman poate fi privit ca fiind o structur spaial deformabil, avnd o complexitate apreciabil n ceea ce privete geometria, proprietile elastice i sarcinile. Astfel se dorete realizarea unui model biomecanic propus pentru studiul articulaiei picior-glezn sub aciunea vibraiilor. Preconizez alegerea optim a modelului biomecanic din realizarea mai multor modele avnd mai multe grade de libertate cu avantaje i dezavantaje.


3. Determinri experimentale privind articulaia picior-glezn n timpul influenei la vibraii mecanice.

Experimentele se doresc a se desfura n cadrul Institutului de Cercetare Dezvoltare Inovare al Universitii Transilvania din Braov n cazul n care nu se opteaz pentru un schimb de experien n cadrul programului european Erasmus + prin care se dorete gsirea unui laborator de biomecanic adecvat experimentrilor dorite.

Experimentele se vor desfura pe eantioane dorind un numr ct mai mare de subieci. Se urmrete ca subiecii s nu aib probleme medicale cu minile, braele sau picioarele (de exemplu: luxaii, entorse, fracturi, etc.) i nu a mai efectuat vreodat exerciii fizice pe aparatur vibratoare.

Se vor realiza seturi de msurtori de referin, nainte de expunerea la vibraii numite n continuare ncercri de referin - i seturi de msurtori dup expunerea la vibraii aa numitele ncercri dup vibraii. Toate ncercrile de referin au fost fcute cu subiecii odihnii, n prima parte a zilei, n aceleai condiii de mediu (temperatur, umiditate, presiune atmosferic, etc.).

Experimentele au ca scop fie stabilirea unor legi generale ale fenomenelor studiate, a verificrii unor concluzii teoretice sau introducerii unor corecii la legile stabilite analitic, fie rezolvarea direct a unor probleme complexe, care nu pot fi soluionate pe cale teoretic.

9. Structura bugetului:

Nr.

crt

DENUMIRE CAPITOL BUGET

VALOARE

2013-2014

(lei)

VALOARE

2014-2015

(lei)

VALOARE

2015-2016

(lei)

TOTAL

VALOARE

(lei)

1. Cheltuieli de personal 9600 9600 9600 28800

2. Cheltuieli pentru achizitii de echipamente - - - -

3. Cheltuieli de diseminare (diseminarea

rezultatelor obtinute si informare-

documentare)

1950 1950 1950 5850

4. Cheltuieli de mobilitati (vizite de studii,

participari la manifestari stiintifice interne

si internationale, cheltuieli de transport,

cazare, diurna, taxa de participare)

2500 3500 4500 10500

5. Cheltuieli de logistica (consumabile de

laborator, echipamente, taxe de acces la

infrastructura de cercetare a tertilor etc.)

4200 4200 4200 12600

TOTAL 15250 19250 20250 57750


ANEXA 3

10. Activitatea tiinific a doctorandului

10.1. Premii obinute la manifestri tiinifice

------------

10.2. Participarea cu lucrari la sesiuni de comunicari stiintifice

1. Sesiunea de Comunicri tinifice Studeneti SESTUD 2008, Premiul III cu comunicarea Resurse regenerabile surse de energie curat. Energia solar desfurat n cadrul Universitii Tehnice de Construcii Bucureti, Facultatea de Utilaj Tehnologic

2. Sesiunea de Comunicri tinifice Studeneti SESTUD 2009, Premiul special al juriului cu comunicarea Momente din Istoria Facultii de Utilaj Tehnologicdesfurat n cadrul Universitii Tehnice de Construcii Bucureti, Facultatea de Utilaj Tehnologic

3. Sesiunea tiinific cu participare international a studeniilor SIGPROT 2009, Diplom de Excelen pentru lucrarea : Energia solar surs de energie curate desfaurat n cadrul Academiei de Poliie Alexandru Ioan Cuza Bucureti, Facultatea de Pompieri

4. The First International Symposium for Students with papers From Mechanical Engineering (CPMA) held in Vrnjaka Banja from 29.06. to 01.07.2011 University of Kragujevac Faculty of Mechanical Engineering Kraljevo Serbia With paper: Portable Module for Mobile Construction Robot Construction and Work and Kinematic Model for a Portable

Robotized Module Navigation ISBN 978-86-82631-59-0

5. Vibraiile mecanice n mediu nconjurtor. Al XIX-lea Simpozion naional de utilaje pentru construcii. Secia I. Bucureti, 12-13 Decembrei 2013, ISSN 2285-9209

10.3. Publicaii

---------

10.4. Participarea n programe de cercetare-dezvoltare naionale i internaionale

--------


ANEXA 4

11. Recomandarea conductorului tiinific de doctorat

PRIN ACEASTA SE CERTIFIC LEGALITATEA I CORECTITUDINEA

DATELOR CUPRINSE N PREZENTUL DOCUMENT

DATA: 24.01.2014

CONDUCTOR TIINIFIC DE DOCTORAT

Prenume si nume: Prof.dr.ing Cristian Pavel

Semntura:

DOCTORAND,

Prenume i nume: ing. Marius Vlad

Semntura:

Propunere Proiect de Cercetare Stiintifica ing. Vlad Marius

Documents

Transcript of Propunere Proiect de Cercetare Stiintifica ing. Vlad Marius