一种用于在头盔戴着可变形头形体内的现场内应变测量技术
Jennifer Rovt1, Sheng Xu1, Scott Dutrisac1
1Carleton University, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Ottawa, K1S 5B6, ON, Canada.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|October 1, 2023
概括
新的头盔测试使用先进的X射线技术直接测量大脑应变,改善脑震荡风险评估. 这项创新超越了头部运动,更好地了解轻度创伤性脑损伤 (mTBI) 的机制.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 尽管广泛使用头盔,但脑震荡的发生率仍然很高.
- 目前的头盔测试依赖于头部动力学,而不是直接测量大脑应变.
- 现有的方法近似于内应变,限制了准确的损伤预测.
研究的目的:
- 开发一种新的头盔评估平台,用于直接测量内应变.
- 为了实验验证,引入一个概念验证的头部替代体.
- 通过结合脑组织水平的损伤指标来推进头盔设计.
主要方法:
- 使用气动驱动的线性冲击器进行可控的头部冲击.
- 采用高速X射线影像辐射,每秒5000.
- 应用高速X射线数字图像相关性 (XDIC) 来计算应变场.
主要成果:
- 通过使用XDIC成功捕获了撞击事件和计算的应变场.
- 在物理头部模型中证明了测量内应变的可行性.
- 建立了验证新头盔性能评估方法的基础.
结论:
- 开发的平台可以直接测量冲击期间的内应变.
- 这项技术可以更准确地评估与轻度创伤性脑损伤 (mTBI) 相关的头盔性能.
- 未来的验证将加强头盔设计和伤害预防策略.
