Fachbereich für Maschinenbau am Polytechnikum Mailand
Wir haben den Fachbereich Maschinenbau des Polytechnikums Mailand, vertreten durch Prof. Francesco Braghin, gebeten, die Belastungen zu messen, denen eine olympische Langhantel bei den wichtigsten Übungen ausgesetzt ist: Bankdrücken, Kreuzheben, Kniebeugen, Umsetzen und Stoßen. Das Ziel ist äußerst praktisch; die Definition von Multiplikationsfaktoren, die einfach und verwendbar sind, wenn auch ungefähr, um dem Athleten bei der Berücksichtigung der Belastung der mit Gewichten beladenen Hantelscheiben bei den durchgeführten Übungen zu helfen.
Die Aktivität bestand in der 'Sensorisierung' von 3 verschiedenen Modellen olympischer Langhanteln; 9015/4, 9015/5, 9015/9, durch die Techniker des Fachbereichs Maschinenbau des Polytechnikums Mailand, die für das Anbringen von Dehnungsmessstreifen qualifiziert sind.
In Anbetracht dessen, dass die Biegebeanspruchungen auf der Langhantel entstehen:
- von den Gewichtskräften an den beiden Enden, die dem Gewicht der Hantelscheiben und Gewichte entsprechen;
- von den Kräften, die von den Händen des Athleten ausgeübt werden, um die Langhantel zu heben
Es wurde für notwendig erachtet, die Stange in 4 verschiedenen Abschnitten zu instrumentieren:
- zwei Abschnitte an den Enden der Langhantel, das heißt, so nah wie möglich am Hantelstange, entsprechend den Abmessungen des Dehnungsmessstreifens und der entsprechenden elektrischen Anschlüsse; diese Abschnitte befinden sich daher zwischen dem Hantelstange und dem Griff des Athleten.
- zwei Abschnitte im Bereich der Mitte der Langhantel und symmetrisch dazu, also innerhalb der Griffpunkte des Athleten; für alle instrumentierten Langhanteln wurde der Abstand zwischen diesen Abschnitten auf 360 mm festgelegt.
Da nur die Biegung der Langhantel interessiert war, war es möglich, ein Dehnungsmesssystem zu entwickeln, das zwei vollständige Dehnungsmessbrücken für jeden Abschnitt verwendet:
- Nr. 1 komplette Brücke entlang der horizontalen Ebene (XZ);
- Nr. 1 komplette Brücke entlang der vertikalen Ebene (XY).
Die Verwendung von vollständigen Dehnungsmessbrücken, die mit zwei zueinander orthogonalen Dehnungsmessstreifen auf den beiden Generatrices der Langhantel entlang einer diametralen Ebene angebracht sind, ermöglichte es, die Messung unempfindlich gegen axiale Belastung und Temperaturschwankungen zu machen. In der Abbildung ist das Schema zur Positionierung der Dehnungsmessstreifen auf dem Messabschnitt dargestellt. Jeder blaue Patch in der Abbildung enthält das oben beschriebene Paar orthogonaler Dehnungsmessstreifen.
Insgesamt verlaufen also von jeder Langhantel 8 Kabel mit einer Länge von 10 Metern (um dem Athleten ausreichend Platz zu bieten), die den 8 Messkanälen entsprechen (Biegung entlang zweier Richtungen für vier Messabschnitte).
Zur Nullstellung der Dehnungsmessbrücken wurde ein einfacher Test durchgeführt: Die Langhantel wurde in die vertikale Position gebracht (d. h. die Position, die einem Null-Biegemoment auf allen vier Messabschnitten entspricht), die Ausgabe der Brücken wurde gemessen (Offset), und dieser Wert wurde dann von da an von allen zukünftigen Messungen subtrahiert.
Jeder Test wurde mit einer Abtastfrequenz von 5 kHz erfasst, um neben den Belastungen durch die Bewegungen des Athleten auch impulsartige Belastungen zu messen, die beispielsweise durch das Herunterfallen der Langhantel auf den Boden entstehen.
Schlussfolgerungen:
Durch die Tests an den drei Langhanteln konnte festgestellt werden, was zu erwarten war: Die dynamischsten Übungen mit den höchsten Beschleunigungen führten zu den höchsten Belastungswerten. Die Belastung war natürlich maximal und erstreckte sich auf alle Sensoren, wenn die Langhantel fiel. In diesem Fall waren die maximalen Verformungswerte jedoch aufgrund der Art und Weise, wie die Langhantel den Boden traf, sehr unterschiedlich.
Was die Festlegung der Multiplikationsfaktoren betrifft, hat der Test Folgendes gezeigt:
- Ruck und Impuls x 3,0
- Kniebeuge (Kniebeuge) x 1,8
- Bankdrücken x 1,7
- Kreuzheben x 1,5
Daher werden beispielsweise beim Umsetzen und Stoßen 100 kg Hantelscheiben auf der olympischen Langhantel ein entsprechendes Gewicht von 300 kg erzeugen.
Achtung vor dem Herunterfallen von oben! Der Multiplikationsfaktor beträgt 3,25, wie wir jedoch bereits erwähnt haben, unterliegt er verschiedenen Variablen.
Auch bei der Ausführung der Übungen ist Vorsicht geboten. Während des Tests haben wir uns an 'Standard'-Ausführungen gehalten, oder so standardmäßig wie möglich. Kniebeugen und Kreuzheben, aber auch Bankdrücken, können mit hohen Beschleunigungen und explosiv ausgeführt werden, was zwangsläufig die Multiplikationsfaktoren erhöht.
LANGHANTEL-GEWICHTHEBEN/KRAFTHEBEN
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Die Untersuchung der Belastungen, denen die Langhantel während des Belastungstests ausgesetzt ist, ist sehr interessant, aber was uns Fachleute am meisten interessiert, sind die
Veränderungen im Körper des Athleten während des Krafttrainings. Wir möchten die Zeitabläufe kennen und wissen, wo und wie weit ein Athlet mit einer bestimmten Muskelmorphologie gehen kann,
indem wir Elektroden an den Computer anschließen, der mit spezieller Software ausgestattet ist, falls erforderlich.
Vielen Dank für Ihren Kommentar, Domenico. Ihr Vorschlag ist interessant.
Die in dem Artikel beschriebene Studie befasst sich mit den Belastungen, denen eine olympische Langhantel bei den Hauptübungen ausgesetzt ist.
Es ist Teil einer breiteren Arbeit, die sich auf die Herstellung von Langhanteln konzentriert und die Möglichkeit aufgezeigt hat, praktische Multiplikationsfaktoren zu definieren.
Die von Ihnen vorgeschlagene Studie ist etwas anderes, sie betrifft den Athleten.