在斜撞击测试中,对带有多向撞击保护系统的自行车头盔的保护性能进行定量分析
1School of Mechanical and Automotive Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen, 361024, Fujian province, China; Fujian Key Laboratory of Bus Advanced Design and Manufacturing, Xiamen, 361024, Fujian province, China.
概括
配备多向撞击保护系统 (MIPS) 的头盔在斜撞击时显著降低了头部加速. 这种MIPS技术通过降低峰值线性和角加速来提高头盔的安全性,从而提高保护性能.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 运动工程 运动工程
- 保护设备的设计设计
背景情况:
- 斜撞击是骑自行车事故中头部受伤的常见原因.
- 现有的头盔安全标准可能无法完全捕捉斜撞击保护的复杂性.
- 多向冲击保护系统 (MIPS) 是一个集成到头盔中的旋转冲击减轻技术.
研究的目的:
- 评估 MIPS 的头盔在各种斜撞击场景中的保护效果.
- 为了量化MIPS在模拟斜冲击下提供的头部损伤评估参数的减少.
- 为了比较MIPS配备的头盔与标准头盔在相同撞击条件下的性能.
主要方法:
- 创建了一个具有MIPS的自行车头盔的验证的有限元模型.
- 使用不同的撞击角度 (30°,45°,60°) 和速度 (5 m/s,8 m/s) 模拟了斜撞击测试.
- 分析了关键的损伤指标,包括头部的峰值线性加速 (PLA) 和峰值角加速 (PAA).
主要成果:
- 与非MIPS头盔相比,MIPS头盔在所有测试条件下始终表现出较低的PAA和PLA.
- 在MIPS头盔中,PAA的减少是显著的,而PLA差异较少明显.
- 随着撞击角度的增加,PAA和PLA都普遍下降,最低值在60°观察到.
结论:
- MIPS技术在头盔中提供了对斜冲击力的优越保护.
- 当前的斜冲击测试协议可能需要改进,因为更大的角和后部冲击可能不能完全代表现实世界的场景.
- 研究结果可以为未来的头盔设计改进和更全面的安全标准的制定提供信息.
