对粘弹性内进行实验研究,以减少头盔下超压和冲击波反射的压力

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 创伤性脑损伤研究研究

背景情况:

• 战斗头盔对爆炸波提供有限的保护,导致战斗人员的头盔下高压和潜在的爆炸引起的创伤性脑损伤 (bTBI).
• 现有的头盔设计不能充分减轻冲击波过压的影响.
• 粘弹性材料为增强头盔对爆炸暴露的保护提供了潜在的解决方案.

研究的目的:

• 为了研究将粘弹性层纳入战斗头盔设计的有效性.
• 为了评估使用粘性弹性材料缓解头盔下超压的情况.
• 评估粘弹性层对冲击波形参数的影响.

主要方法:

• 通过使用超压力从27.5到165kPa (4-24psi) 的自由场爆发来评估内的有效性.
• 在仪器化玩偶上,比较了无和粘弹性的头盔之间的冲击波形参数 (峰值压力,冲动,正相持续时间).
• 使用的组合C-4爆炸物用于产生爆炸.

主要成果:

• 与单独的头盔相比,粘性弹性内在27.5kPa时平均降低了37.6%的峰值超压,在165kPa时降低了26%.
• 包括粘弹性材料延长了冲击波形状的持续时间,降低了冲击波向头部施加的速度.
• 与没有头盔相比,佩戴头盔会增加峰值过压,但内可以减轻这种影响.

结论:

• 粘弹性内显著降低了头盔下压力,并改变了冲击波特性,提供了更好的保护.
• 头盔的设计,包括粘弹性材料的整合,在减轻爆炸暴露方面发挥着至关重要的作用.
• 这些发现显示了改善战斗头盔设计的希望,以更好地保护bTBI.