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Updated: May 4, 2026

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Published on: February 19, 2017
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带有格子的头盔可以减轻撞击造成的创伤性脑损伤
Mohammad Nasim1, Silvia Spadoni2, Piero G Pavan3
1Department of Industrial Engineering, University of Padova, Padova, Italy; Department of Mechanical and Production Engineering, Islamic University of Technology, Gazipur, Bangladesh.
Journal of biomechanics
|October 9, 2024
概括
使用由聚胺12制成的架构格子结构的新头盔内显示出通过减轻旋转加速冲击来减少创伤性脑损伤 (TBI) 的巨大潜力.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 创伤性脑损伤 (TBI) 研究研究
背景情况:
- 传统的头盔内,如可扩展聚乙烯 (EPS),在缓解TBI方面存在局限性,特别是旋转加速.
- 建筑格子结构为保护装备的能量吸收提供了一种新的方法.
- 聚胺12 (PA12) 是一种适合于复杂格子结构的增材制造的材料.
研究的目的:
- 评估PA12架构格子结构作为TBI缓解的头盔内的有效性.
- 为了比较不同格子单元细胞拓的性能 (简单的立方体, dode-medium, rhombic dodecahedron) 与传统的 EPS .
- 评估对关键生物力学指标的影响,包括脑组织菌株和内压力.
主要方法:
- 在模拟中使用了高保真性有限元素男性头部模型.
- 模拟了直接和斜撞击场景,以模拟现实世界的头部撞击.
- 测量的机械量:最大主要应变 (MPS),剪切应变,累积应变损伤量,以及大脑组织水平上的内压力.
主要成果:
- 与EPS线相比,格子线,特别是十二度介质拓,显示大脑组织菌株的显著减少.
- 在斜冲击时,只有不到1%的大脑体积超过了MPS临界值,与格子线相比,EPS线超过70%.
- 基于压力的评估表明,在斜撞击场景中,格子层的性能优于EPS.
结论:
- PA12格子头盔内显示出相当大的希望,可以增强TBI缓解,特别是对旋转力.
- 在评估的结构中,十二度-中等格子拓似乎是最有效的.
- 格子的增材制造对当前的头盔安全EPS技术来说是一个可行的进步.

