Biomechanika zderzeń. Podejścia, źródła informacji, eksperymenty, modelowanie

• Autorzy: Wdowicz Daniel

Identyfikatory

DOI

10.4467/15053520PnD.22.014.16984

Warianty tytułu

EN

Impact biomechanics. Approaches, information sources, experiments and modeling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z metodami eksperymentalnymi i symulacyjnymi biomechaniki zderzeń. Podana została definicja biomechaniki zderzeń, jako szczególnej dziedziny na pograniczu nauk inżynierskich i medycznych. Przedstawiono koncepcyjny schemat działań związanych z prowadzeniem naukowych badań biomechanicznych. Omówione zostały pokrótce źródła wiedzy biomechanicznej, takie jak testy na zwierzętach, ochotnikach, zwłokach, manekinach oraz symulacje numeryczne. Dla każdego ze źródeł wiedzy wymieniono jego zalety oraz ograniczenia. Odnotowano, że chociaż badacze napotykają wiele wyzwań związanych z prowadzeniem eksperymentów i symulacji biomechanicznych, to istnieje duży potencjał w wykorzystaniu osiągnięć biomechaniki nie tylko w przemyśle, lecz także w rekonstrukcji wypadków.

EN

The aim of the article was to present an overview of experimental methods in impact biomechanics. The definition of impact biomechanics as a special branch combining engineering and medical sciences is provided, together with a conceptual scheme of biomechanics research in the pipeline. Various sources of biomechanical data are briefly described, such as animal testing, volunteer testing, cadaver and anthropomorphic test devices (dummy) testing and numerical simulations. Advantages and drawbacks of each of these information sources are discussed. Many challenges related to conducting biomechanical experiments and simulations are indicated. However, there is a great potential for utilizing the accomplishments of impact biomechanics not only in industrial applications, but also in the practice of road accident reconstruction.

Słowa kluczowe

PL

biomechanika zderzenia; eksperymenty; symulacje

EN

impact biomechanics; experimental methods; simulations

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sądowych
• Czasopismo: Paragraf na Drodze
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 3
• Strony: 9--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., fot., ryc.

Twórcy

autor

Wdowicz Daniel

• Politechnika Wrocławska
• CYBID sp. z o.o. sp. k.

• https://orcid.org/0000-0001-7334-8110

Bibliografia

• 1. Bułka, D., Wdowicz, D., Putanowicz, R., Kędziora, K. (2021). Nowy model wielobryłowy pieszego do symulacji zderzeń. Paragraf na Drodze, numer specjalny.
• 2. Carlsson, A., Horion, S., Davidsson, J., Schick, S., Linder, A., Hell, W., Svensson, M.Y. (2021). Dynamic Responses of Female Volunteers in Rear Impact Sled Tests at Two Head Restraint Distances. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 9 (1), 62-b-68. DOI: 10.3389/fbioe.2021.684003.
• 3. Chen, Q., Chen, Y., Bostrom, O., Ma, Y., Liu, E. (2014). A comparison study of car-to-pedestrian and car-to-E-bike accidents: Data source: The China in-depth accident study (CIDAS). SAE Technical Papers, 1. DOI: 10.4271/2014-01-0519.
• 4. Crash Test Database. (2022). Pobrano z: https://www.crashtest-service.com/en/database/ (dostęp: 24.11.2022 r.).
• 5. Crosby, W.M., Snyder, R.G., Snow, C.C., Hanson, P.G. (1968). Impact injuries in pregnancy. I. Experimental studies. American Journal of Obstetrics and Gynecology’, 101 (1), 100-108. DOI: 10.1016/0002-9378(68)90492-4.
• 6. De Haven, H. (2000). Mechanical analysis of survival in falls from heights of fifty to one hundred and fifty feet. 1942. Injury Prevention: Journal of the International Society for Child and Adolescent Injury Prevention, 6 (1), 62-68. DOI: 10.1136/ip.6.1.62-b.
• 7. Fallon, I., O’Neill, D. (2005). The world’s first automobile fatality. Accident Analysis and Prevention, 37 (4), 601-603. DOI: 10.1016/j.aap.2005.02.002.
• 8. Iwamoto, M., Kisanuki, Y., Watanabe, I., Furusu, K., Miki, K., & Hasegawa, J. (2002). Development of a finite element model of the total human model for safety (THUMS) and application to injury reconstruction. Proceedings of the International IRCOBI Conference.
• 9. Kędziora, K. (w druku). Metody inżynierskiej analizy obrażeń z wykorzystaniem liczbowych kryteriów biomechanicznych. Paragraf na Drodze.
• 10. Kędziora, K. (2022). Problemy modelowania właściwości materiałów w zastosowaniu do konstruowania pojazdów i rekonstrukcji wypadków drogowych (prezentacja). Konferencja „ PIESZY - Badania, Dokumentacja, Symulacje, Bezpieczeństwo".
• 11. King, A.I. (2017). The Biomechanics of Impact Injury: Biomechanical Response, Mechanisms of Injury, Human Tolerance and Simulation (s. 4-5). Springer International Publishing. DOI: 10.1007/978-3-319-49792-1.
• 12. Wypadki drogowe - raporty roczne. (2022). Pobrano z: https://statystyka.policja.pl/st/ruch-drogowy/76562,Wypadki-drogowe-raporty-roczne.html (dostęp: 24.11.2022 r.).
• 13. Kress, T.A., Snider, J.N., Porta, D.J., Fuller, P.M., Wasserman, J.F., Tucker, G.V. (1993). Human femur response to impact loading. Proceedings of the International Research Council on the Biomechanics of Injury Conference, 21 (s. 93-104).
• 14. Kuppa, S., Wang, J., Haffner, M., Eppinger, R. (2001). Lower Extremity Injuries and Associated Injury Criteria. National Highway Traffic Safety’ Administration, USA. Pobrano z: https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2001-06-0160/ (dostęp 24.11.2022 r.).
• 15. Mertz, H.J., Patrick, L.M. (1971). Strength and response of the human neck. SAE Technical Papers, 2903-2928. DOI: 10.4271/710855.
• 16. Moser, A., Steffan, H., Kasanický G. (1999). The pedestrian model in PC-Crash - The introduction of a multi body system and its validation. SAE Technical Papers, 794-802. DOI: 10.4271/1999-01-0445.
• 17. New York Times. (1993). German University Said to Use Corpses in Auto Crash Tests. The New York Times. Pobrane z: https://www.nytimes.eom/1993/11/24/world/german-university-said-to-use-corpses-in-auto-crash-tests.html (dostęp: 14.11.2022 r.).
• 18. Crash Simulation Vehicle Models. (2022). Pobrane z: https://www.nhtsa.gov/crash-simulation-vehicle-models (dostęp: 24.11.2022 r.).
• 19. Otte, D., Jänsch, M., Haasper, C. (2012). Injury protection and accident causation parameters for vulnerable road users based on German In-Depth Accident Study GIDAS. Accident Analysis & Prevention, 44 (1), 149-153. DOI: 10.1016/j.aap.2010.12.006.
• 20. Prasad, P., Melvin, J.W., Huelke D.F„ King, A.I., Nyquist, G.W. (1985). Head. Chapter 1. In Review of biomechanical impact response and injury in the automotive environment. UMTRI.
• 21. Ptak, M. (2022). Modele numeryczne ciała człowieka w rekonstrukcji wypadków (prezentacja). Konferencja „PIESZY- Badania, Dokumentacja, Symulacje, Bezpieczeństwo ”.
• 22. Shang, S., Masson, C., Teeling, D., Py, M., Ferrand, Q., Amoux, P.J., Simms, C. (2020). Kinematics and dynamics of pedestrian head ground contact: A cadaver study. Safety Science, 127, 104684. DOI: 10.1016/j.ssci.2020.104684.
• 23. Svensson, M.Y., Aldman, B., Hansson, H.A., Lövsund, P., Seeman, T., Suneson, A., Örtengren, T. (1993). Pressure effects in the spinal canal during whiplash extension motion - a possible cause of injury to the cervical spinal ganglia. Proceedings of the International Research Committee on the Biomechanics of Impacts (IRCOBI) Conference, Eindhoven, Netherlands (s. 189-200).
• 24. Talantikite, Y., Bouquet, R., Ramet, M., Guillemot, H., Robin, S., Voiglio, E. (1998). Human thorax behaviour for side impact: Influence of impact mass and velocities. Proceedings of the Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (s. 1542-1549).
• 25. Teresiński, G., Unarski, J., Wach, W. (2019). Kryteria prawdopodobieństwa obrażeń. W: Teresiński G. (red.). Medycyna sądowa. Tom 1. Tanatologia i traumatología sądowa (s. 764-771). Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich.
• 26. Teresiński, G. (2021). Wykorzystanie badań testowych, zależności statystycznych i baz danych w rekonstrukcji wypadków drogowych. W: Teresiński G. (red.). Medycyna sądowa. Tom 3. Opiniowanie i kliniczna medycyna sądowa (s. 568-603). Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich.
• 27. Van Wijk, J., Wismans, J., Maltha, J., Wittebrood, L. (1983). MADYMO pedestrian simulations. SAE Technical Papers. DOI: 10.4271/830060.
• 28. Zębala, J., Kwieciński, K., Ptak, M. (2019). Wjazd pod naczepę - metody obliczania EES. Paragraf na Drodze, numer specjalny.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).