Mehrkörpersimulationen

Bei den Mehrkörpersimulation werden Modelle von dem Skelettsystem zusammen mit den Muskeln aufgebaut. Es können dabei verschiedene Bewegung von menschlichen oder auch tierischen Modellen nachgebildet werden. Innerhalb verschiedener Projekte wurde es genutzt, um die Belastungen auf bestimmte Bereiche zu ermitteln. Zusätzlich besteht eine Schnittstelle mit vorhandenen FEM-Programmen. Durch diese Schnittstelle ist es möglich, dass die auftretenden Kräfte und Momente direkt in das FEM-Programm integriert und zur Simulation genutzt werden können. Dadurch ist eine realitätsnähere Simulation und angepasstere Auslegung von optimierten oder neuen Implantaten möglich.

Veröffentlichung

Eine Mehrkörpersimulation wurde beispielsweise von den Hinterläufen von Hunden aufgebaut. Das Modell der Hinterbeine wurde durch verschiedene Methoden erstellt. Einerseits wurden CT-Scans der Knochen genutzt, um das Skelettsystem zu programmieren. Um die genaue Lage und Orientierung der Muskeln umzusetzen, wurden zusätzlich noch MRT-Aufnahmen erstellt und ausgewertet. Die kinematischen und kinetischen Daten wurden aus der Bewegungsanalyse eines Hundes auf einem speziellen Laufband gezogen und in das Modell zur Mehrkörpersimulation implementiert. Nachdem alle Daten im Programm vereint waren, konnten die resultierenden Reaktionskräfte aus der Bewegung im Computerprogramm mit denen aus der Literatur verglichen werden. Insgesamt hat sich gezeigt, dass dieses Modell ähnliche Werte liefert wie die in der Realität Gemessenen.

„Multi-body simulation of a canine hind limb: Model development, experimental validation and calculation of ground reaction forces“

Gabriele Helms, Bernd-Arno Behrens, Martin Stolorz, Patrick Wefstaedt, Ingo Nolte (2009); BioMedical Engineering Online, Volume: 8, Artikelnummer: 36