Numerical comparison of conventional and advanced artificial athletes

The present thesis work concerns the numerical simulations of the Force Reduction and Vertical Deformation tests performed with the standard Artificial Athlete and the Advanced Artificial Athlete apparatus. These tests are used by international sport federations to homologate the respective playing fields and tracks. The aim of the present work is the implementation of two-dimensional finite element models for the prediction of the impact behaviour of athletic tracks. Four structured running tracks were considered, differing both in terms of the cells’ geometry of the base layer and of the material composition. The materials were characterized by experimental compression tests and then modelled with hyperelastic equations. The resulting numerical predictions in were compared with the experimental data obtained from the FR and VD tests performed on the same tracks, to evaluate their agreement. Finally, the numerical and experimental results of the two devices are compared and analysed in order to assess a potential interchangeability between them

Il tema del presente lavoro di tesi riguarda le simulazioni numeriche dei test di Force Reduction e Vertical Deformation con l’Atleta Artificiale e l’Atleta Artificiale Avanzato. Questi test vengono impiegati da alcune federazioni sportive internazionali per l’omologazione dei rispettivi campi da gioco o piste. Lo scopo di questo lavoro è l’implementazione di modelli agli elementi finiti bidimensionali per la predizione del comportamento all’impatto delle piste d’atletica. Sono state prese in considerazione quattro diverse piste che differiscono per composizione dei materiali e struttura/dimensione delle celle del layer di base. I materiali sono stati caratterizzati attraverso prove di compressione in laboratorio a successivamente modellati con le equazioni dei modelli iperelastici. I risultati ottenuti con i modelli numerici sono stati infine comparati con le curve sperimentali ottenute con i test di FR e VD sulle medesime piste.