Calibration of the new human thorax model for low impact loading rates

• Autorzy: Awrejcewicz J. , Łuczak B.

Warianty tytułu

PL

Kalibracja nowego modelu klatki piersiowej dla przypadku uderzenia w niskim zakresie prędkości

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stanowisko badawcze dotyczące dynamiki klatki piersiowej zostało zaprojektowane i zbudowane w celu analizy odpowiedzi oryginalnej konstrukcji modułu klatki piersiowej na uderzenie oraz w celu weryfikacji wyników numerycznych otrzymanych przez autorów. Projekt stanowiska został oparty na konstrukcji stanowiska do kalibracji modułu klatki piersiowej manekina HYBRID III. Model klatki piersiowej został obciążony siłami pochodzącymi od uderzenia płaskiego dysku o masie 23 kg i prędkości zmienianej w zakresie 1-3 m/s. Podczas uderzenia zostały zarejestrowane krzywe siła-ugięcie, siła-czas oraz ugięcie-czas, które określają odpowiedź dynamiczną klatki piersiowej. W szczególności stanowisko Kroella, konstrukcja modułu klatki piersiowej dla różnego typu manekinów, Konstrukcja nowego modułu klatki piersiowej, pozycjonowanie manekina do badań biozgodności modułu klatki piersiowej, stanowisko badawcze dynamiki klatki piersiowej, wyniki uderzenia centralnego w model klatki piersiowej są zaprezentowane w artykule. Zaprojektowane i zbudowane stanowisko do badań eksperymentalnych dynamiki klatki piersiowej umożliwia przeprowadzenie wielu prób dla różnych scenariuszy obciążeń. Możliwe są próby w szerokim zakresie prędkości, przy różnej masie impaktora możliwa jest również zmiana samego kształtu impaktora. Dzięki mocowaniu impaktora na zmiennej wysokości, możliwa jest analiza uderzeń w różne rejony klatki piersiowej.

EN

The experimental rig has been developed in order to perform more detailed investigation of the human rib cage responses and injuries subject to impact loads and to validate numerical results published recently by the authors. The construction of experimental rig has been based on Hybrid III thorax calibration test stand. Thorax model has been established with impact velocities ranging between 1-3 m/s and impactor mass of 23 kg. In the experimental rig a rigid disk initiated by energy of a spring has been used as an impactor. Force-deflection, force-time and deflection-time histories have been obtained and monitored. They define the human thorax response to the given impact conditions. Particularly the Kroell experimental rig, design of the thorax module for the different type of ATD, the design novel thorax module , the ATD thorax module positioning for calibration procedure, the rig investigative dynamics of the thorax results of the central impact into the model of the thorax are presented in the paper. Designed and constructed rig for experimental research of the dynamics of the thorax makes possible execution of many tests for different load screenplays. There are possible tests over a wide range speeds, at the different mass and shape. Thanks to fastening impactor on the variable height, is possible the analysis impacts into different areas of the thorax.

Słowa kluczowe

PL

Manekiny do testów zderzeniowych; zderzenie czołowe; klatka piersiowa

EN

ATD; crash; dummy; thorax; frontal impact

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 7--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Awrejcewicz J.

autor

Łuczak B.

• Technical University of Lodz, Department of Automatics and Biomechanics Sefanowski st. 1/15, 90-924 Łódź, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Awrejcewicz, J., Łuczak, B., Numerical model of a thorax, Proceedings of the UDYN 2003 Conference, Łódź, Poland, 2003.
• [2] Cavanaugh, J., Jespen, K., King, A., Quasi - stalle frontal loading on the thorax of cadavers and Hybrid III dummy. Proceedings on the 16th International Workshop on Human Subject for Biomechanical Research, Atlanta, pp. 3-18, 1988.
• [3] Kroell, C., Thoracic response to blunt frontal loading in The Human Thorax - Anatomy,Injury, and Biomechanics, Society of Automotive Engineers publication P-67, pp 49-77, 1976.
• [4] Shaw G., Crandall J., Butcher J., Biofidelity Evaluation ofthe THOR Advanced Frontal Crash Test Dummy. IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact 2000.