21229

۲۱۲۲۹

تحقيق عددي در جنس و ضخامت لايه هاي جذب كننده انرژي در كلاه ايمني

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

۹۸-۹۹

۱۳۹۸/۷/۱۴

دكتر منصور عليزاده

مكانيك

با توجه به اينكه سر انسان در تصادفات بيشترين احتمال آسيب‌ديدگي را دارد، بنابراين محافظت از آن در برابر بارهاي ضربه‌اي داراي اهميت فراواني است، زيرا شواهد و آمار حاكي از آن است كه مهم‌ترين عامل مرگ ‌و مير در تصادفات جاده‌اي ضربه وارده به سر بوده و موارد مرگ بسياري به خاطر اين مورد مشاهده‌شده است. كلاه ايمني يكي از ابزار‌هايي است كه از شدت جراحات وارده به موتور‌سوار در ناحيه سر در حين تصادف مي‌كاهد. اين كلاه پس از برخورد با اجسام سخت مانند زمين يا اتومبيل، ضربه را گرفته و شدت آن‌ را به حداقل مي‌رساند. در اين تحقيق هدف بر آن بوده است كه مقاومت كلاه ايمني در برابر ضربه در سه جنس متفاوت جاذب انرژي از يكديگر با هم مقايسه شده و سپس بهترين جنس انتخاب شود و پس از آن مقاومت اين جنس را در لايه‌هايي به ضخامت‌هاي مختلف با هم مقايسه كرده و ضخامتي بهينه، از نظر وزن، مقاومت در برابر ضربه و هزينه ساخت به دست آيد. همچنين حالت‌هاي مختلفي از تركيب اين سه ماده با يكديگر نيز آزمايش شد و نتايج حاصله ثبت گرديد. طي نتايج به دست آمده مشخص شد كه جنس پلي استيرن منبسط شده از نظر مقاومت از دو ماده ديگر بهتر عمل مي‌كند. همچنين از نظر هزينه توليد اين ماده از دو ماده ديگر ارزان تر است. اما به علت اينكه خاصيت جذب انرژي اين ماده در ضربات دوم به بعد به شدت كاهش مي‌يابد بايستي يا ماده ديگري را جايگزين كرد يا از مواد مركب به منظور تقويت اين نقطه ضعف استفاده نمود.

1398/08/02

Numerical Analysis on the material and thickness of energy absorption layers in helmets

10/24/2019 12:00:00 AM

Owing to the fact that the human head is most likely to be injured in an accident, therefore, it is important to protect it against impact loads, because evidences and statistics showing that the most important cause of death in road accidents was a head injury, and due to this case there have been seen many deaths. A helmet is one of the tools that reduces the severity of injuries to the motorcyclist in the head during an accident. The helmet minimizes its severity of impact after dealing with hard objects, such as land or cars. The purpose of this study is to compare the resistance impact of a helmet for three different kind of energy-absorbents (EPS, XPS, MAC), and then choose the best materials, and compared the resistance of the material in the layers of different thicknesses, and finally, determined the optimized thickness with considering of weight, impact resistance, and manufacturing cost. Different modes of combining these three materials were also tested and the results were recorded. The results showed that the expanded polystyrene material performs better than the other two materials in terms of resistance. Additionally, in terms of cost, it is cheaper than the other two materials. However, because the energy absorption property of this material is greatly reduced in the second impact afterward, it must either replace another material or use composites to improve this weakness. Keywords: Helmet, impact, Energy-adsorbent, Manufacturing cost, Thickness.