Sport-BH-Optimierung durch Finite Elemente Simulation der Interaktion mit weiblichem Brustgewebe (FEM-Sport-BH)

Dieses Kooperationsprojekt wird im Call FemPower 2015 der Wirtschaftsagentur Wien gefördert. Leadpartner ist die Firma CAE Simulation & Solutions Maschinenbau Ingenieurdienstleistungen GmbH (www.cae-sim-sol.at), Projektdauer 22 Monate (07. Jänner 2016 bis 31. Oktober 2017).

Studien zufolge treibt ein Fünftel der Frauen im Alter von 18 bis 65 keinen Sport, weil sie die dabei entstehenden Bewegungen ihrer Brust als störend empfinden (Burnett, White & Scurr, 2015). Sport-BHs stützen die Brust von unten und schränken die Amplitude der Brustbewegung ein, schnüren jedoch an der Unterbrustweite oder den Trägern stark ein. Deshalb wird der Tragekomfort häufig als unzureichend beurteilt, und 59 % der Frauen tragen beim Sport einen Alltags-BH (Bowles, Steele & Munro, 2008). Die vertikalen Bewegungsamplituden betragen bis zu 8 cm (Körbchengröße D), und kommerziell verfügbare Sport-BHs bewirken eine Reduktion um nur 2 cm (Scurr, White & Hedger, 2011). Lauf- und Sprungbewegungen erzeugen eine asynchrone Schwingung der Brust gegenüber dem Brustkorb aufgrund der elastischen Verbindung zwischen Brust und Thorax. Die Brustbewegung nach oben wird als deutlich unangenehmer empfunden und gilt als bislang unzureichend gelöstes Problem.

Die sich somit ergebenden Fragestellungen sind:

  • Welche Veränderungen an Sport-BHs ermöglichen eine Reduktion der Brustbewegungen nach oben, ohne dabei den Tragekomfort zu beeinträchtigen?

  • Wie kann ein wissenschaftlich basiertes und evaluiertes Modell zur Objektivierung der individuellen Anpassung eines Sport-BHs beitragen?

Die Stichprobe soll 50 Frauen im Alter von 15 bis 60 mit unterschiedlichen Brustformen und BH-Größen von 75B bis 90D umfassen. Form und Volumen des Brustgewebes werden mittels 3D-Oberflächenscans ermittelt, welche als Geometriebasis für ein Finite Elemente (FE)-Simulationsmodell, bestehend aus einem starren Thorax, zwei beweglichen Brüsten und Haut, dienen. Das dynamische Verhalten der Brust (in Verbindung mit Textilgewebe) soll mithilfe von 3D-Bewegungsaufnahmen am Laufband bei ausgewählten Geschwindigkeiten ermittelt werden. Dabei wird die Brustbewegung mittels sowohl ohne als auch mit zwei unterschiedlichen Sport-BHs analysiert, FE-Modelle aufgebaut und validiert.

Auf Basis des validierten FE-Modells können zusätzliche Halte-/ Verstärkungselemente für einen effizienteren Sport-BH modelliert werden. Die Simulationsergebnisse ermöglichen Empfehlungen für den Prototypenbau, entweder klassisch im Sinne einer Konfektionierung oder auch individuell auf die jeweilige Trägerin angepasst. Darüber hinaus ist eine anschließende Kooperation mit einem namhaften Sportartikelhersteller zur Umsetzung der in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse geplant.

Projektleitung: Michaela Haßmann MSc / FEM-Sport-BH@univie.ac.at

Literatur:

Burnett, E., White, J. & Scurr, J. (2015). The influence of the breast on physical activity participation in females. Journal of Physical Activity & Health, 12 (4), 588–594. doi: 10.1123/jpah.2013-0236

Bowles, K.-A., Steele, J. R. & Munro, B. J. (2008). What are the breast support choices of Australian women during physical activity? British Journal of Sports Medicine, 42 (8), 670–673. doi: 10.1136/bjsm.2008.046219

Scurr, J. C., White, J. L. & Hedger, W. (2011). Supported and unsupported breast displacement in three dimensions across treadmill activity levels. Journal of Sports Sciences, 29 (1), 55–61. doi: 10.1080/02640414.2010.521944