3. Das Becken-Bein-Stützsystem (BBS)

Kapitel 3 wendet die in Kapitel 1 vorgestellten Methoden der Technischen Mechanik an, um quantitative Aussagen über die in Hüft-, Knie- und Sprunggelenk, Ober- und Unterschenkel, auftretenden Kräfte und Momente zu erhalten. Dazu gehört die Anwendung der Gleichgewichtsbedingungen für differentiell kleine Elemente. Die Auswertung dieser Gleichungen führen auf die Begriffe der Hauptspannungen und zugeordneter Richtungen sowie der Trajektorien. Das Spannungsverhalten in jedem Element eines Bauteils wird anschaulich mit Hilfe des Mohr’schen Spannungskreises dargestellt. Im weiteren Verlauf wird am Beispiel von Tibia aufgezeigt, wie die Strukturen des Röhrenknochens optimal an dessen Funktion angepasst sind. Es folgt ein Überblick über die lineare Elastizitätstheorie mit der Verknüpfung von Spannungs- und Verformungszuständen unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften (Hooke-Gesetz). Es werden grundlegende Methoden der Kinematik starrer Körper betrachtet. In der Kinetik wird der Schwerpunktsatz für die Translation eingeführt, der Drallsatz für die Rotation kurz vorgestellt Mit Hilfe der Ganganalyse nach Fischer und dem Prinzip von d’Alembert erfolgt abschließend die Berechnung dynamischer Kräfte am menschlichen Körper.