Effect of Simulated Mass-Tunable Auxetic Midsole on Vertical Ground Reaction Force
Notice bibliographique
Résumé
When runners impact the ground, they experience a sudden peak ground reaction force (GRF), which may be up to 4× greater than their bodyweight. Increased GRF impact peak magnitude has been associated with lower limb injuries in runners. Yet, shoe midsoles are capable of cushioning the impact between the runner and the ground to reduce GRF. It has been proposed that midsoles should be tunable with subject mass to minimize GRF and reduce risk of injury. Auxetic metamaterials, structures designed to achieve negative Poisson's ratios, demonstrate superior impact properties and are highly tunable. Recently, auxetic structures have been introduced in footwear, but their effects on GRF are not documented in literature. This work investigates the viability of a three-dimensional auxetic impact structure with a tunable force plateau as a midsole through mass-spring-damper simulation. An mass-spring-damper model was used to perform 315 simulations considering combinations of seven subject masses (45-90 kg), 15 auxetic plateau forces (72-1080 N), and three auxetic damping conditions (450, 725, and 1000 Ns/m) and regression analysis was used to determine their influence on GRF impact peak, energy, instantaneous, and average loading rate. Simulations showed that tuning auxetic plateau force and damping based on subject mass may reduce GRF impact and loading rate versus simulated conventional midsoles. Auxetic plateau force and damping conditions of 450 Ns/m and ∼1 bodyweight (BW), respectively, minimized peak impact GRF. This work demonstrates the need for tunable auxetic midsoles and may inform future work involving midsole testing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».