كليدواژه :
كلاه ايمني , روش اجزاء محدود , برخورد مايل , معيار آسيب سر , آزمايش ضربه
چكيده فارسي :
در تصادفات موتورسيكلت، شتاب وارد بر سر ناشي از برخورد، خطر بسيار زيادي براي سلامتي موتورسوار و سرنشينان دارد. در اين پژوهش با استفاده از مدل اجزاء محدود به تحليل ديناميكي برخورد مجموعه كلاه ايمني شامل سر، پوسته، فوم، بالشتك و بند پارچه‌اي براي بررسي اثر ضخامت و جنس پوسته بر معيار آسيب سر (اچ‌آي‌سي) پرداخته شده است. كلاه ايمني از نوع جلوباز با در نظرگرفتن سه جنس رايج انتخاب شد. در بيشتر تصادفات در لحظه برخورد سر با زمين، نحوه قرارگيري سر به‌صورت مايل مي‌باشد. در مدل شبيه‌سازي شده اين مقاله، در برخورد نيز سر به‌صورت مايل قرار گرفته است. نتايج به‌دست آمده از اين تحقيق با نتايج آزمايشات تجربي و مقالات معتبر تاييد شده‌اند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه ضخامت بهينه‌اي براي كلاه ايمني صرف‌نظر از جنس آن وجود دارد. براي تعيين ضخامت بهينه بايد مصالحه‌اي بين پارامترهاي مختلفي چون معيار آسيب سر، شكست پوسته، وزن و قيمت انجام شود. طبق نتايج به‌دست آمده، در صورتي‌كه ضخامت افزايش يابد، وزن كلاه و دامنه تغييرات شتاب وارد بر سر افزايش يافته و همچنين احتمال شكست پوسته كاهش مي‌يابد. در صورتي‌كه با كاهش ضخامت، علي‌رغم كاهش شتاب وارد بر سر، تنش ايجاد شده در پوسته افزايش يافته و منجر به شكست آن مي‌شود.
چكيده لاتين :
In motorcycle accidents, the acceleration caused by the collision has a huge risk to the health of the motorcyclists and passengers. In this study, the finite element method was used for dynamic analysis of impact mechanics to predict the effect of the shell material and thickness on the head injury criteria of the helmeted head (including head, shell, foam, comfortable foam and strap). The open-face helmet, including three current market materials, were selected. Head orientation, in most accidents, at the collision moment is oblique. In the simulated impact model, the head is also placed obliquely. The results of this study are validated by the experimental results and valid published data. The simulation results show that there is an optimum thickness for the helmet shell regardless of its material. In order to determine the optimum thickness, there must be compromises between the various parameters such as head injury criteria, shell failure, weight, and price. According to the results obtained for the shell thickness, if the thickness increases, the weight and range of acceleration increase while the probability of shell failure decreases. If the thickness decreases, despite decreasing the acceleration in the head, the stress in the shell increases that leads to failure.
