RU2239876C1 - Модель головы комбинированная - Google Patents
Модель головы комбинированная Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239876C1 RU2239876C1 RU2003112068/28A RU2003112068A RU2239876C1 RU 2239876 C1 RU2239876 C1 RU 2239876C1 RU 2003112068/28 A RU2003112068/28 A RU 2003112068/28A RU 2003112068 A RU2003112068 A RU 2003112068A RU 2239876 C1 RU2239876 C1 RU 2239876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plastic material
- head
- ellipsoid
- rigid base
- protrusion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Helmets And Other Head Coverings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для испытания средств индивидуальной защиты человека, в частности к испытательным стендам для оценки защитных свойств шлемов от воздействия высокоскоростных поражающих элементов и вторичных осколков. Модель головы для оценки защитных свойств шлемов выполнена в соответствии с антропометрическими параметрами головы человека. Модель головы состоит из верхней съемной части, закрепленной на жестком основании, имеющем выступ в виде половины эллипсоида. Выступ в виде эллипсоида выполнен из пластичного материала, имеющего энергоемкость деформации единицы объема равную 10-20 Дж. Технический результат состоит в повышении точности получаемых результатов испытаний. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для испытания средств индивидуальной защиты человека, в частности к испытательным стендам для оценки защитных свойств шлемов от воздействия высокоскоростных поражающих элементов (ПЭ) и вторичных осколков.
Для оценки жизнедеятельности и безопасности человека при использовании средств защиты головы практический интерес представляет исследование процесса формирования тупой черепно-мозговой травмы (ЧМТ) при непробитии (неразрушении) шлема различными высокоскоростными элементами и оценки возможных последствий.
Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют, что нанесение ЧМТ различной тяжести возможно и без пробития защитного шлема и, соответственно, без непосредственного воздействия ПЭ на голову. Формирование тупой ЧМТ при этом происходит по причине динамического контактного воздействия защитного шлема на голову вследствие смещения как конструкции в целом, так и локального - местного деформирования купола шлема в области удара ПЭ, которые сопровождаются контактом и передачей части энергии на голову.
Существующие методы испытаний защитных шлемов ориентированы, главным образом, на определение скорости сквозного пробития и степени амортизации шлема, используя при этом жесткие массово-габаритные макеты головы. Именно поэтому данные методы не позволяют оценить величину энергии динамического воздействия, передаваемой в локальной области контакта шлема с головой, и тем самым, не позволяют судить об эффективности защиты испытываемой конструкции.
С использованием в материалах индивидуального бронирования тканей на основе арамидов (Кевлар, Ткань синтетическая высокомодульная, Тварон и др.), а также тканей на основе полиэтиленовых волокон ("Спектра", "Дайнема") проблема возможности получения ЧТМ существенно возрастает.
Данные шлемы обладают высокой противопульной стойкостью, а жесткость купола недостаточна, и это приводит к рассмотренным выше последствиям при не пробитии данной защиты.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является модель головы для оценки динамического воздействия шлема, выполненная в соответствии с антропометрическими параметрами головы человека (см. Модель головы, патент RU. 2177180. опубл. 20.12.01 г.).
Модель головы состоит из двух частей: жесткого основания и укрепленной на нем верхней съемной части. Жесткое основание имеет выступ в виде половины элипсоида, а съемная часть имеет форму полого элипсоида с внутренними размерами, соответствующими внешним размерам элипсоидной части жесткого основания, и выполнена из пластичного материала, имеющего заданную энергоемкость деформации единицы объема с толщиной, равной 3-5 калибрам поражающего элемента. В нижней части жесткого основания имеется цилиндрический паз, который позволяет крепить модель головы в сборе к платформе стенда. Жесткое основание дает возможность надежно фиксировать шлем в требуемом положении относительно направления стрельбы.
Основным недостатком известной модели является то, что верхняя съемная часть, выполненная из пластичного материала, устанавливается на выступе в виде половины элипсоида жесткого основания. В результате этого возможно искажение деформация пластичного материала верхней части при обстреле за счет влияния жесткого основания по границе соприкосновения полуэлиптического выступа с верхней съемной частью, что может привести к снижению точности получаемых результатов.
Задачей изобретения является уменьшения эффекта влияния жесткого основания по границе соприкосновения с верхней съемной частью. Технический результат, который будет получен в результате решения задачи, состоит в повышение точности получаемых результатов испытаний.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемая модель головы для оценки динамического воздействия шлема, выполненная в соответствии с антропометрическими параметрами головы человека, согласно изобретению состоит из основания с выступом в виде половины эллипсоида, изготовленного из пластичного материала, и укрепленной на нем верхней съемной части выполненной из пластичного материала, имеющего заданную энергоемкость деформации единицы объема.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид модели головы универсальной.
Верхняя часть 1 модели головы имеет форму половины полого эллипсоида с внутренними размерами, соответствующими внешним размерам эллипсоидной части основания, выполнена из пластичного материала, имеющего заданную энергоемкость единицы объема, с толщиной пластичного материала, равной 3-5 калибров поражающего элемента. Толщина пластичного материала выбрана опытным путем исходя из того, что ее уменьшение может привести к влиянию жесткой основы на объем деформированного материала, а увеличение - к возможности искажения формы и объема впадины. В качестве пластичного материала может быть использовано глицериновое мыло.
Верхняя часть (1) крепится на жестком основании (2), имеющем выступ в виде половины эллипсоида и выполненным из пластичного материала с энергоемкостью пластической деформации единицы объема 10-20 Дж. Выступ в виде половины элипсоида крепится в пазу жесткого основания, выполненного из дерева.
Нижняя часть жесткого основания имеет цилиндрический паз, который позволяет крепить модель головы в сборе к платформе 3. Жесткое основание также позволяет надежно фиксировать испытываемый защитный шлем 4 в требуемом положении.
Применение для изготовления выступа основания пластичного материала с энергоемкость пластической деформации единицы объема: ΔЕ=10-20 Дж (для формирования полости объемом W=1 см3 необходимо затратить энергию ΔЕ=10-20 Дж) обусловлено тем, что данная характеристика соответствует прочностным свойствам костей черепа, например порогу перелома костей черепа (Е≥14 Дж. Громов А.П., Биомеханика травмы. М.: Медицина, 1979, 109 с.) и растрескиванием костей черепа (Е=10...20 Дж. Парашин В.Б. Критерии повреждения организма человека при ударных воздействиях. “Конверсия в машиностроении”, 1993, № 1, с. 31-39.), а также позволяет исключить влияние выступа жесткого основания на точность получаемых результатов.
Проведенные авторами экспериментальные стрельбы с целью испытания бронешлемов с использованием данной модели головы показали, что применение пластичного материала с определенной пластичностью для изготовления полуэлиптического выступа жесткого основания существенно повышают точность измерения объема деформированного пластичного материала верхней съемной части.
Таким образом, использование в составе испытательного стенда данного технического решения позволит повысить достоверность проводимых испытаний шлемов и выработать практические рекомендации по дальнейшему совершенствованию испытуемых изделий в плане снижения вероятности возникновения тупой ЧМТ.
Claims (1)
- Модель головы для оценки защитных свойств шлемов, выполненная в соответствии с антропометрическими параметрами головы человека, состоящая из верхней съемной части, выполненной из пластичного материала, имеющего заданную энергоемкость деформации единицы объема, закрепленной на жестком основании, имеющим выступ в виде половины эллипсоида, отличающаяся тем, что выступ в виде эллипсоида выполнен из пластичного материала, имеющего энергоемкость деформации единицы объема, равную 10-20 Дж.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112068/28A RU2239876C1 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Модель головы комбинированная |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112068/28A RU2239876C1 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Модель головы комбинированная |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003112068A RU2003112068A (ru) | 2004-10-27 |
RU2239876C1 true RU2239876C1 (ru) | 2004-11-10 |
Family
ID=34310781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003112068/28A RU2239876C1 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Модель головы комбинированная |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2239876C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549691C2 (ru) * | 2013-06-27 | 2015-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" (МФТИ) | Способ оценки защитных свойств бронешлемов путем определения риска заброневой контузионной травмы головы |
-
2003
- 2003-04-24 RU RU2003112068/28A patent/RU2239876C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549691C2 (ru) * | 2013-06-27 | 2015-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" (МФТИ) | Способ оценки защитных свойств бронешлемов путем определения риска заброневой контузионной травмы головы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lazarus et al. | A review of impact resistant biological and bioinspired materials and structures | |
Ouckama et al. | Projectile impact testing of ice hockey helmets: headform kinematics and dynamic measurement of localized pressure distribution | |
Post et al. | Analysis of the protective capacity of ice hockey helmets in a concussion injury reconstruction | |
Lloyd et al. | Brain injury in sports | |
Hosseini Farid et al. | The strain rates of the brain and skull under dynamic loading | |
RU2239876C1 (ru) | Модель головы комбинированная | |
RU148811U1 (ru) | Баллистический имитатор головы для определения защитных свойств шлемов | |
RU2177180C1 (ru) | Модель головы универсальная | |
RU2115957C1 (ru) | Модель головы | |
RU2549691C2 (ru) | Способ оценки защитных свойств бронешлемов путем определения риска заброневой контузионной травмы головы | |
RU2177649C1 (ru) | Модель головы нормированная | |
RU2191433C2 (ru) | Модель головы измерительная | |
Persson et al. | The effect of bone fragment size and cerebrospinal fluid on spinal cord deformation during trauma: an ex vivo study | |
RU2239877C1 (ru) | Модель головы диагностическая | |
RU2226718C1 (ru) | Модель головы сегментная | |
Lemair et al. | Evaluation of impact attenuation of facial protectors in ice hockey helmets | |
Ganpule et al. | The effect of shock wave on a human head | |
Taha et al. | Impact-absorbing materials in reducing brain vibration caused by ball-to-head impact in soccer | |
Newman et al. | Biofidelity improvements to the Hybrid III headform | |
Raymond | Biomechanics of blunt ballistic temporo-parietal head impact | |
Klapötke et al. | Safety testing of protective gloves | |
RU2382344C1 (ru) | Способ определения защитных свойств средств индивидуальной защиты | |
Nakiri | Research on safety measures for Kendo equipment for prevention of injury. In Budo (Kendo) | |
Johnson | From horns to helmets: Multi-objective design optimization considerations to protect the brain | |
RU2254544C2 (ru) | Способ определения защитных свойств средств индивидуальной защиты |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050425 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070327 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170425 |