Nowe technologie w projektowaniu środków ochrony indywidualnej chroniących głowę

• Autorzy: Jachowicz Marcin

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.7300

Warianty tytułu

EN

New technology in the development of personal equipment protecting head

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bardzo często w czasie pracy lub podczas uprawiania sportu człowiek jest narażony na wiele zagrożeń, z których do najniebezpieczniejszych należą urazy głowy. Nie jesteśmy w stanie całkowicie ich wyeliminować, więc aby je zminimalizować, stosuje się różnego rodzaju środki ochrony. Ich projektowanie i konstrukcja nieustannie zmienia się i ewoluuje, a parametry ochronne są ściśle dobierane do przewidywanych zagrożeń. W budowie hełmów stosowane są nowe materiały i rozwiązania techniczne, które mają na celu zwiększenie bezpieczeństwa człowieka i komfortu użytkowania, a także zmniejszanie masy hełmu i podniesienie jego funkcjonalności. Takie cele można osiągnąć głównie dzięki zastosowaniu nowoczesnego oprogramowania do projektowania i symulacji zachowania się, np. podczas amortyzacji uderzenia lub poprzez wykorzystanie materiałów amortyzacyjnych o specjalnie dobranej charakterystyce tłumienia. W artykule przedstawiono nowoczesne metody projektowania i symulacje komputerowe zachowania się opracowanych modeli hełmów ochronnych podczas amortyzacji uderzenia. Scharakteryzowano również materiały amortyzacyjne o specjalnie dobranej charakterystyce siła – odkształcenie, zapewniające zarówno właściwości ochronne, jak i użytkowe.

EN

Very often while working or playing sports a person is exposed to a many hazards One of the most dangerous threats is head injuries We are not able to eliminate them completely. To minimize them, various types of head protection are used. Their design and construction are constantly changing and evolving, and the protective parameters are closely matched to the anticipated threats. New materials and technical solutions are used in the construction of helmets, which are aimed at increasing human safety and comfort of use, as well as reducing weight and increasing its functionality Such goals can be achieved mainly thanks to the use of modern design software and simulation of behavior e g. during shock absorption or by using shock absorbing materials with specially selected damping characteristics. This article contains information on modern design methods and computer simulation of the behavior of developed models of protective helmets during shock absorption. Shock absorbing materials with specially selected strength-deformation characteristics were also presented. These materials also provide high protective and functional properties.

Słowa kluczowe

PL

hełmy ochronne; materiały amortyzacyjne; ciecze nienewtonowskie; projektowanie CAD; MES

EN

protective helmets; shock-absorbing materials; non-Newtonian liquids; CAD design; FEM

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 1
• Strony: 21--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Jachowicz Marcin

• Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] QURESHI, N., FAROOQ, M. A., REHMAN, M., TARIQ, Advanced simulations of gas meter components. Acta Technica Corviniensis - Bulletin of Engineering. T. l 2011.
• [2] SKRZAT, A. Modelowanie liniowych i nieliniowych problemów mechaniki ciała odkształcalnego i przepływów ciepła w programie ABAQUS [Modelling linear and nonlinear problems of deformed body mechanics and heat streams with the use of ABAQUS software], Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2010.
• [3] NAKHIMOVSKI, l. Contributions to the Modeling and simulation of Mechanical Systems with Detailed Contact Analysis, Linköping Studies in Science and Technology Dissertation No. 1009, Linköping 2006.
• [4] WILLIAM, B., ZIMMERMAN, J. Process Modelling and Simulation with Finite Element Methods, Series on Stability, Vibration and control of Systems, Series A, volume 15, UK20
• [5] SZALA, J. Metody doświadczalne w zmęczeniu materiałów konstrukcji [ Experimental methods in material and construction fatigue].Wydawnictwo Uczelniane ATR Bydgoszcz 2000.
• [6] DIETRICH, M. Podstawy Konstrukcji Maszyn, tom 1-3. WNT, 2007.
• [7] MATRAS, Z. Podstawy mechaniki płynów i dynamiki przepływów cieczy nienewtonowskich [ The basics of liquid mechanics and Non-Newtonian liquid flow dynamics]. Politechnika Krakowska, Kraków 2006.
• [8] GABRYSZEWSKI, Z. Teoria sprężystości i plastyczności [ Theory of elasticity and flexibility]. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2001.
• [9] JONIAK, S. Badania eksperymentalne w wytrzymałości materiałów [ Experimental research on the constitution of materials]. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2006.
• [10] KLEIVEN, S. Evaluation of head injury criteria using a finite element model validated against experiments on localized brain motion, intracerebral acceleration, and intracranial pressure, International Journal of Crashworthiness, 11 (1):65-79, January 2006
• [11] https://www.wearable-technologies.com/2018/05/fe-models-a-new-engineering-resource-for-footbal-helmet-design
• [12 RIGONI, I. FE-Modelling and Material Characterization of Ice-Hockey Helmet. In degree project medical engineering, second cycle, 30 credits, Stockholm Sweden 2017.
• [13 GIERZYŃSKA- DOLNA, M. Biotribologia. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• [14] MAKLEWSKA, E., DEMUS, J., KRUCIŃSKA, I., MATYJEWSKI, M. Comparison analysis of shock-absorbing properties of materials used in impact protectors. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2002, January/March, s. 81-84.
• [15] ŁUCZYŃSKI, W., REDLICH, G., FORTUNIAK, K., OBERSZTYN, E. Przegląd materiałów charakteryzujących się zdolnością tłumienia energii [ A review of materials characterized as able to suppress energy]. Techniczne Wyroby Włókiennicze, R. 14, nr 1/2,s. 15-18, 2006.
• [16] KAMENEV, M. A Superhero Suit for Athletes. Businessweek 2006, 10,13.
• [17] Real-lite Flubber, made in the UK, saving lives in war zones and on the football field. The Daily Telegraph. 2014-08-19.
• [18] HARDING, T. Military to use new get that stops bullets. The Daily Telegraph. (2009-02-27).
• [19] PALMER, R. Energy absorbing material. US Patent 7,794,827,2008.
• [20] Shock factor - d3o Latest Features. physics.org. 2009-05 -27.
• [21] PALMER R., Philip Green for Design Blue Ltd, Shock Absorbing Material US patent 7,381,460 82.
• [22] U.S. Patent 2,431,878 - Treating dimethyl silicon polymer with boric acid.
• [23] U.S. Patent 2,541,851 - Process for making puttylike elastic plastic, siloxane derivative composition containing zinc hydroxide.
• [24] ROBERTS, J. ,,A Successful Failure”. Distillations Magazine. Chemical Heritage Foundation.2015,1 (2):8-9.
• [25] The Synthesis of Bouncing Putty. Western Oregon University, https://people.wou.edu/-courtna/ch462/BouncingPuttywith%20extras.htm

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).