تطوير وتأكيد نموذج العناصر المحدودة للعشب الصناعي

تم تقييم أداء العشب الصناعي باستخدام مجموعة متنوعة من الطرق التجريبية، لكنه محدود في فهم فيزياء تفاعل المرتبة مع العشب المعقدة. يمكن أن توفر النماذج الحاسوبية رؤى، ولكن لا يوجد حاليًا نموذج مؤكد للعشب الصناعي متاح. كان نطاق هذه الدراسة هو تطوير نموذج عناصر محدودة (FE) للعشب الصناعي باستخدام نهج هرمي وتأكيد النموذج باستخدام بيانات اختبار مستقلة. تم إنشاء عشب صناعي من الجيل الثالث يتكون من ألياف فيلم مشقوقة مع حشوة من الرمل وفتات المطاط. تم إجراء التجارب باستخدام جهاز تأثير مباشر (كليغ) ونموذج حذاء اصطناعي. تم إجراء اختبارات توصيف المواد على مكونات العشب الفردية، ودمجها في نماذج كيفية، وتم إنشاء نموذج كامل للعشب FE. تم نمذجة السجادة باستخدام عناصر قشرية بينما تم نمذجة الحشوة الحبيبية باستخدام عناصر الديناميكا الهوائية للجزيئات الملساء (SPH). تم تطوير طريقة لمحاكاة التكييف المسبق الجسدي الذي تم إجراؤه على العشب التجريبي. تم تقييم كل من أعشاب غير المعالجة والمعالجة مسبقًا باستخدام اختبارات كليغ. أظهرت اختبارات كليغ المعاد إنشاؤها على نموذج العشب توافقًا جيدًا مع الاختبارات الفيزيائية، مع تسارع أعلى للعشب المعالج مسبقًا. تم تأكيد نموذج العشب باستخدام تجارب مع جهاز اختبار العشب تشمل الحركة الديناميكية والترجمة والدوران لنموذج حذاء. توقع النموذج نتائج تتفق جيدًا مع التجارب (متوسط تصنيف CORA قدره 0.863) على العشب المعالج مسبقًا. يمكن توسيع النموذج والطرق الناتجة لتشمل العشب الصناعي من مواد مكونة مختلفة، للتحقيق في تأثيراتها على تفاعل الحذاء مع السطح، وتحسين الأداء، وتقليل مخاطر الإصابات.