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Article de méthode

Modifié Tests Goutte Tour d'impact pour American Football Casques

10.7K vues

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DOI :

10.3791/53929

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19 février 2017

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1Agricultural and Biological Engineering, Mississippi State University, 2Center for Advanced Vehicular Systems, Mississippi State University, 3Rush Sport Medical, 4Mechanical Engineering, Mississippi State University

Dans cet article

Résumé

Cet article propose une nouvelle technique pour évaluer les caractéristiques de performance des casques de football américain en incluant des protège-visages lors des tests de chute NOCSAE Standard. De plus, il est proposé d’ajouter deux autres sites d’impact à la certification NOCSAE.

Résumé

Une méthode d’essai modifiée du National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment (NOCSAE) pour les normes d’essai d’impact de chute de casque de football américain est présentée, qui fournirait une meilleure évaluation des performances d’impact d’un casque sur le terrain en incluant un protège-visage sur le casque. Dans cette étude, une fusion des normes d’essai des protège-visages et des casques est proposée. La nécessité d’une approche systématique plus robuste des procédures de test des casques de football est soulignée par la comparaison des résultats représentatifs du critère de blessure à la tête (HIC), de l’indice de gravité (SI) et des valeurs d’accélération maximale pour différents casques à différents emplacements de casque dans le cadre d’essais de tour de chute standard NOCSAE modifiés. Essentiellement, les résultats de ces tests comparatifs de chute ont révélé que le protège-visage ajoute une contrainte cinématique de rigidification à la coque, ce qui réduit l’absorption totale d’énergie. Les méthodes d’essai standard actuelles de la NOCSAE peuvent être améliorées pour représenter les coups de casque sur le terrain en fixant les protège-visages aux casques et en incluant deux nouveaux emplacements d’impact du casque (Front Top et Front Top Boss). La méthode d’essai du casque de football rapportée donne une représentation plus précise des performances d’un casque et de sa capacité à atténuer les impacts sur le terrain tout en favorisant des casques de football plus sûrs.

Introduction

Motivation
L'objectif principal de cette méthode d'essai de tour de chute modifiée est de représenter plus étroitement les impacts sur le terrain du système de casque de football américain et de promouvoir des normes de sécurité améliorées. La méthode d'essai entraîné peut fournir des connaissances des casques de réponse systématique nécessaire pour développer efficacement un casque amélioré pour la prévention des commotions cérébrales. L'apparition de commotions cérébrales a constamment en proie à des sports de contact, tels que football américain. Aux États-Unis seulement, les sports liés à des commotions cérébrales ont été estimées à produire 1,6 à 3,8 millions de fois par an. 1 Un joueur de football peut avoir plus de 1500 impacts tête chaque saison. 2, 3 Bien que l'ampleur de la plupart des impacts peut être sous-concussive, l'accumulation de ces impacts peut conduire à des lésions cérébrales à long terme en raison d'un impact induit maladie neurodégénérative appelée encéphalopathie traumatique chronique (CTE). 4CTE est liée à une accumulation de la protéine tau dans le cerveau, conduisant à la perte de mémoire, le comportement et le changement de la personnalité, le syndrome de Parkinson, et de la parole et des anomalies de la démarche qui a parfois conduit au suicide. 5 casques de football ont fait des progrès technologiques au cours des 15 dernières années, mais les casques les plus avancés , même aujourd'hui ne complètement atténuer pas toutes les forces incidentes sur le casque et , par conséquent, les athlètes engager encore des commotions cérébrales. Une étude menée par Bartsch et al. 6 a montré que , dans de nombreux cas , la tête des doses d'impact et les risques de blessures à la tête , tout en portant des casques de Leatherhead millésime étaient comparables à ceux qui portent les 21 e casques largement utilisés siècle, illustrant la nécessité d'améliorer les normes de casques de football conception et d' essai. En particulier, la certification NOCSAE 7 ne nécessite pas l'Ventaille être inclus dans les tests de chute pour le casque. La rigidité ajoutée de til Ventaille relié au casque changerait radicalement la réponse mécanique globale. La présente étude comporte une méthode pour fournir des normes de sécurité du casque plus robustes qui serviraient comme une force motrice pour promouvoir plus sûrs conceptions de casque.

Contexte
Head Injury Metrics
Les mécanismes biologiques exacts liés aux commotions cérébrales restent non identifiés. Bien que beaucoup de travail a été fait pour tenter de quantifier les tolérances de blessures à la tête par diverses mesures de blessures, le désaccord a surgi dans la communauté biomédicale au sujet de ces critères. Ces mécanismes de blessure sont censés se rapporter à plusieurs entités: accélération linéaire, l'accélération de rotation, la durée de l'impact, et l'impulsion. 8, 9, 10, 11 Plusieurs critères de blessures ont été utilisées pour définir une commotion cérébrale comme une mesure de l' accélération linéaire. La tolérance Curve Wayne State (WSTC) 12, 13, 14 a été développé pour prédire une fracture du crâne pour les accidents automobiles lors d' un choc frontal en définissant une limite de la courbe de seuil pour l' accélération linéaire par rapport à la durée de l' impact. WSTC a servi les bases pour d' autres critères de préjudice , tels que l'Indice de gravité (SI) 11 et le critère de blessure à la tête (HIC), 15 qui sont les deux critères les plus couramment utilisés. Le SI et HIC à la fois mesurer l'impact sur la base de la gravité intégrales pondérées des profils linéaires accélération-temps. Bien que ces critères définissent des seuils pour l'accélération linéaire, d'autres critères ont été proposées pour tenir compte de l'accélération de rotation, tels que l'indice Tête d'impact d'énergie. 8, 10, 16 normes d'essai du casque d'aujourd'hui utilisent souvent un critère de préjudice sur la base de l'État Wayne Pourlerance courbe (à savoir HIC ou SI) ou le critère d'accélération de pointe ou, dans certains cas, les deux. Bien que certaines modifications sont nécessaires pour ajouter une accélération angulaire des critères de performance standard, les critères sur la base d'accélération linéaire restent dominants.

Dans cette étude, les paramètres utilisés pour évaluer la sécurité relative que chaque casque fourni étaient les pics d'accélérations résultantes, les valeurs SI, et HIC. Parmi ces mesures que le SI est utilisé pour l'évaluation au sein du Comité national d'exploitation actuel sur les normes pour les normes Équipement Athletic (NOCSAE) casque de football. Le SI est basé sur l'équation suivante,

figure-introduction-1 (1)

où A est l'accélération en translation du centre de gravité (CG) de la tête, et t est la durée d'accélération. 11, 17 SI est calculée en fonction de to normes NOCSAE 18, où le calcul est limitée par un seuil de 4 G le long de la courbe d'accélération résultante. Les valeurs de HIC ont été calculées par l'équation suivante,

figure-introduction-2 (2)

où a est l'accélération de translation du centre de gravité de la tête, et t 1 et t 2 sont les temps initial et final, respectivement, de l'intervalle auquel HIC atteint une valeur maximale. Toutes les valeurs de HIC calculées dans cette étude étaient HIC 36, où la durée de l'intervalle de temps est limitée à 36 ms.

Football Normes de test Casque NOCSAE
NOCSAE Vue d'ensemble
En 1969, NOCSAE a été formé pour élaborer des normes de performance pour les casques de football américain / faceguards et d'autres équipements de sport avec un objectif de réduction des blessures liées au sport. 17 Les normes pour les casques de football NOCSAE ont été développés par le Dr Voigt Hodgson 9 de Wayne State University à réduire les blessures à la tête en établissant des exigences pour l' atténuation de l' impact et de l' intégrité structurelle pour le football casques / faceguards. Ces normes pour les casques de football comprennent un test de certification et les procédures de recertification annuelles pour casques. En 2015, NOCSAE mis en œuvre un programme d'assurance de la qualité nécessitant l'utilisation d'un institut spécifique (American National Standards de ANSI) d'organisme agréé pour la certification du casque.

Méthode d'essai NOCSAE
Le NOCSAE Casque de football standard ne comprend pas les essais de casques avec faceguards car il demande leur suppression avant gouttes de casque sont menées. Les 17 normes d'essai NOCSAE casque utilisent un impacteur de goutte à double fil qui utilise la gravité pour accélérer la fausse tête et combinaison de casque pour les vitesses d'impact requises. La fausse tête NOCSAE est instrumenté waccéléromètres triaxiaux ith au centre de gravité. La combinaison de la tête factice et le casque est ensuite chuté à des vitesses spécifiques sur une enclume en acier recouvert d'un épais tapis de 12,7 mm en caoutchouc dur modulaire Elastomer Programmer (MEP). Lors de l'impact, l'accélération instantanée est enregistrée et les valeurs SI sont calculées. Ces valeurs SI sont comparés à une réussite / échec critère sur une variété d'endroits requis d'impact et des vitesses et deux températures, y compris ambiante et impacts à haute température. Si la valeur SI résultant pour tout impact dépasse le seuil, le casque ne passe pas le test.

Une méthode de test standard séparé est utilisé pour la certification football Ventaille. La norme NOCSAE football Ventaille comprend l'analyse de l'intégrité structurelle ainsi que l'évaluation de la performance d'atténuation de l'impact de l'Ventaille, jugulaire, et leurs systèmes de fixation. Chaque mesure de l'impact doit être inférieure à 1.200 SI pour passer le test, sans contact avec le visage et ne meéchec méca- de tout composant, tel que défini par la norme NOCSAE. 19

Il existe un test NOCSAE supplémentaire proposé (impacteur linéaire (LI)) 20 qui comprend le casque avec le masque facial, mais il ne convient pas pour la certification de casque de football , car il ne peut pas admettre un impact de la couronne. La LI utilise un vérin pneumatique à l'impact d'un casque placé sur une fausse tête NOCSAE muni d'un col factice hybride III monté sur une table de roulement linéaire afin d'induire une accélération angulaire. Pour cette raison, le test LI est un test supplémentaire à la double toile NOCSAE procédure de test de chute de courant et non un remplacement. 20, 21 au lieu des tests de LI, nous proposons d'ajouter simplement deux scénarios à la double fil procédure de test de chute de courant.

La méthode de test standard NOCSAE pour la certification des casques de football comprend actuellement six prescrit loca d'impacttions et un point d'impact aléatoire. Les emplacements d'impact prescrits sont les suivants: avant (F), avant Boss (FB), Side (S), arrière (R), patron arrière (RB), et Top (T). Le test de l'emplacement de l'impact aléatoire peut sélectionner une région d'un point quelconque dans la zone d'impact acceptable définie du casque. Les emplacements d'impact pour nos tests de la tour de chute NOCSAE modifiés comprennent le remplacement des lieux d'impact avant et avant Fondateur définies précédemment avec ce qui a été désigné comme le Haut Avant (FT) et le Front Top Boss (FTB) endroits d'impact. Nos avant Top et Front Top Fondateur des emplacements d'impact sont identiques à l'avant et avant droit Fondateur impact sur les emplacements de la norme NOCSAE pour lacrosse Casques, qui comprennent aussi le Ventaille pour des tests de chute. 22 Les emplacements d'impact de coquille du casque, y compris les emplacements avant et avant Fondateur remplacé, sont représentés sur la figure 1. En outre, la méthode d'essai du casque modifié de notre étude actuelle comprend deux IMPAC Ventaillet endroits qui ont été nommés le Front FG et FG Bottom. Les deux impacts endroits Ventaille sont identiques aux emplacements d'impact requis pour les procédures de certification Ventaille actuelles NOCSAE. Les huit emplacements d'impact pour les essais de choc NOCSAE modifiés de la présente étude sont présentés dans la figure 2.

figure-introduction-3
Figure 1: Points d'impact approximatives des casques de football. Les six actuellement tenus NOCSAE drop casque de test emplacements d'impact, avant (F), avant Boss (FB), Side (S), Top (T), arrière (R), et Boss arrière (RB), et les deux emplacements d'impact proposées , avant Top (FT), et front Top boss (FTB). Remarque: la méthode de test standard NOCSAE pour casque de protection ne comprend pas avant Top et Front Top Fondateur des emplacements d'impact (indiqué en rouge) et pour cette étude, ils remplacent les lieux d'impact avant et avant de Boss. (Image modifiée de NOCSAE DOC. 001-13m15b)

figure-introduction-4
Figure 2: modification NOCSAE configuration d'essai de chute montrant huit emplacements d'impact. Avant Top, avant Top Boss, Side, Ventaille (FG) avant, arrière, arrière Patron, Haut et Bas Ventaille (FB). Remarque: la norme NOCSAE ne comprend pas l'attachement de Ventaille et ici avant Top et Front Top patron remplacer les emplacements standard avant et avant Fondateur impact. (Image modifiée de NOCSAE DOC. 002-11m12) S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

La conception des casques ont progressivement changé au cours de la dernière décennie, alors que les normes pour les casques de football NOCSAE ont jamais inclus le Ventaille avec l'hElmet pour évaluer les caractéristiques de performance du casque de football. Alors que, récemment , un amendement a été fait pour inclure une passe valeur de 300 SI pour les impacts de vitesse les plus bas (3,46 m / s), la passe générale / fail limite de 1.200 SI / échec n'a pas changé depuis 1997. 17 Avant 1997, le NOCSAE utilisé 1,500 SI pass / critère échouer. Hodgson et al. (1970) a montré que les valeurs SI de plus de 1000 est un danger pour la vie, tandis que les valeurs de SI 540 ont produit des fractures du crâne linéaires dans les tests d'impact cadavériques non casquées. 23 La plupart des casques de football modernes ont montré de passer bien au- dessous de la limite de 1.200 SI mais pas tous en dessous de 540 SI.

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Protocole

Remarque: Le protocole de la méthode d'essai présentée se réfère aux documents NOCSAE suivants (disponibles à http://nocsae.org/): NOCSAE DOC.002-13m13: "STANDARD SPÉCIFICATION DE PERFORMANCE POUR CASQUES DE FOOTBALL NOUVELLEMENT FABRIQUES" 18. NOCSAE DOC.011-13m14d: "FABRICANTS GUIDE RÉGLEMENTAIRE POUR LA SELECTION D'ECHANTILLON DE PRODUIT POUR L' ESSAI AUX NORMES NOCSAE" 24. NOCSAE DOC.087-12m14: "MÉTHODE STANDARD DE L' IMPACT D' ESSAI ET EXIGENCE DE FOOTBALL FACEGUARDS" 25. NOCSAE DOC.100-96m14: "GUIDE DE DÉPANNAGE DES ÉQUIPEMENTS D'ESSAI ET IMPACT TESTING" 26. NOCSAE DOC.101-00m14a: "Calibrage PROCÉDURES D'ÉQUIPEMENT" 27

Configuration 1. Test

  1. Construire NOCSAE bifilaire ensemble de chariot de chute tel que défini à la section 15.1 de NOCSAE DOC. 001, 18 comme représenté sur la figure 5. Vérifier quetous les composants de l'ensemble sont solidement fixés.
  2. Fixer la taille "large" NOCSAE fausse tête à l'ensemble de chariot de chute en alignant le col de la tête factice avec la position souhaitée sur le dispositif de réglage fausse tête des rotateurs et en serrant la bague de blocage de la tête factice filetée.
    Remarque: Si la fausse tête est neuf ou réparé, se référer à la section 5 de NOCSAE DOC. 100. 26
  3. Attachez solidement l'accéléromètre triaxial à la plaque de l'accéléromètre situé au centre de gravité de la fausse tête. Placer l'accéléromètre dans le centre de la plaque d'accéléromètre en alignant les trous de l'accéléromètre avec les trous dans la plaque de l'accéléromètre. L'utilisation d'un tournevis à tête Allen insérer les deux vis et les serrer dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que l'accéléromètre est monté solidement à la plaque de l'accéléromètre.
  4. Configurez le système d'acquisition de données selon les spécifications du fabricant. 28
    1. Connect les câbles de l'ensemble d'acquisition de données.
      1. Branchez le câble de l'accéléromètre à trois voies diviseur coaxial, puis connectez un câble coaxial à chaque sortie du diviseur coaxial.
      2. Connectez l'extrémité libre de chaque câble coaxial de la trois voies diviseur coaxial à un port d'entrée du capteur pour les canaux 1, 2 et 3 situé à l'arrière du module d'amplificateur.
      3. Connecter un câble coaxial à partir des ports de sortie du module amplificateur (canaux 1, 2 et 3) pour les connexions d'entrée à l'avant du système d'acquisition de données (voies 1, 2 et 3, respectivement).
      4. Connectez l'extrémité divisée du câble RS-232 au connecteur arrière du système d'acquisition de données.
      5. Branchez le câble RS-232 restants à Com Port 1 de l'ordinateur personnel (PC).
    2. Allumez l'ordinateur personnel (PC) et login.
    3. Téléchargez et installez le logiciel du système d'acquisition de données sur l'ordinateur.
    4. Puissance sur l'ensemble d'acquisition de données:Branchez chaque volts sortie 120 composants dans une source d'alimentation, puis l'interrupteur amplificateur bascule sur la position "marche".
    5. Double-cliquez sur l'icône du programme d'acquisition de données situé sur le bureau pour ouvrir le logiciel.
    6. Observer une invite demandant de vérifier l'état du module, cliquez sur «oui».
    7. Chargez le fichier de configuration de test. Cliquez sur l'onglet "Configuration", faites défiler jusqu'à «Ouvrir» puis sélectionnez «Configuration de test".
      1. Parcourir le répertoire de l'ordinateur, recherchez et sélectionnez le fichier de configuration de test marqué "NOCSAE1.TSF". Cliquez sur "Load".
    8. Entrez les informations du capteur pour les accéléromètres.
      1. Cliquez sur l'icône du capteur d'entrée jaune pour le canal 3 dans le module actif.
      2. Insérez la valeur d'étalonnage (mV / G) pour l'accéléromètre de l'axe z dans la zone de texte "CAL Value".
      3. Cliquez sur le bouton "PREV".
      4. Répétez les étapes 1.4.8.1 - 1.4.8.3 pour l'accéléromètre de l'axe y (canal 2) et pour ee axe x accéléromètre (canal 1).
      5. Cliquez sur l'icône verte "de retour" pour quitter le capteur.
    9. Cliquez sur l'icône verte "Enregistrer" et puis nommez la configuration de l'essai comme «NOCSAE-JoVE".
    10. Cliquez sur "enregistrer".

2. Casque Préparation

  1. Sélectionnez le modèle de casque pour les tests d'impact. Pour la certification du casque, sélectionnez échantillons pour tester selon NOCSAE DOC.011. 24 Test de l'échantillon selon le tableau 1 et comme cela est représenté sur les figures 1 et 2.
  2. Sélectionnez faceguards correspondant pour chaque modèle de casque sélectionné. A la différence de la norme NOCSAE, effectuer des tests d'impact du casque de base avec le masque facial de référence pour un tel casque.
  3. L'utilisation d'un tournevis cruciforme, fixer solidement le Ventaille correct et tout le matériel spécifique Ventaille à chaque casque sélectionné pour le test. Contrairement à la métho de test standard NOCSAEd, tester tous les casques avec faceguards attachés.
  4. Etat des casques dans les températures selon le tableau 1, NOCSAE DOC. 002 7, et NOCSAE DOC.087 25 en les exposant à un environnement de laboratoire ou de la chambre de l' environnement. Effectuer des tests initiaux de chute du casque à température ambiante.
    1. Déplacer les casques sélectionnés dans un environnement de laboratoire, 72 ° F ± 5 ° F (22 ° C ± 2 ° C), au moins 4 heures avant le test.
    2. Si tous les effets de la température ambiante ont été réalisés, exposer le casque à la température conditionnée, d' après le tableau 1, par 4 mais pas plus de 24 heures. 7
      Remarque: Au moins deux mais pas plus de quatre sites d'impact qui se traduisent par le SI le plus élevé enregistré des valeurs pour les chutes de température ambiante sera testé à haute température.

3. Calibration

  1. Effectuer la tête factice Etalonnage: Chaque tête factice doit être étalonné avant de tester en utilisant l'accéléromètre triaxial, 3 "pad calibration MEP et déposer endroits / vitesses identifiées par le rapport Pad NOCSAE Calibration Qualification annuelle pour ce pad spécifique calibration MEP.
    1. Attachez solidement 3 "pad Calibration MEP à l'enclume à l'aide d'une clé Allen.
    2. Utilisation du NOCSAE Calibration Pad Rapport annuel de qualification, sélectionnez un emplacement d'impact et la vitesse d'impact correspondante.
    3. Utilisation de l'assemblage fausse tête des rotateurs et rail de guidage enclume, ajuster fausse tête et l'enclume à l'orientation de l'impact désiré (avant, le côté ou en haut). Se reporter au tableau 1, annexe 2 du NOCSAE DOC. 001, 18 et NOCSAE DOC. 100. 26
      1. Retirez le boulon conique loc de l'ensemble tête factice des rotateurs et orienter le dispositif de réglage de la tête factice pour aligner trous de boulons à la position désirée. Insérer et en toute sécurité faSten le boulon conique loc.
      2. Desserrer la bague de blocage de la tête factice filetée et tourner la position de tête factice nez à l'orientation requise. Serrez la bague de blocage de la tête factice filetée.
      3. Desserrez les boulons de plaque d'enclume de deux bases et faites glisser l'enclume jusqu'à ce point d'impact souhaité est atteint. Serrer les boulons d'enclume des plaques et de base et faire en sorte que toutes les connexions sont bien fixées.
    4. Fixer le système de libération à déposer ensemble de chariot. Soulevez l'ensemble de chariot de chute à la hauteur du système de libération. Centrez le système de libération à son point sur l'ensemble de chariot de chute de fixation puis retournez l'interrupteur à bascule pour le système de libération électromagnétique à l'position «On».
    5. Soulever déposer ensemble de chariot à la hauteur spécifique déterminée pour atteindre la vitesse d'impact souhaité. Remarque: hauteurs spécifiques peuvent varier pour chaque système en raison des variations de frottement. peuvent avoir besoin d'impacts supplémentaires à effectuer une hauteur variable pour assurer la vitesse d'arrivée correcte est unchieved.
    6. Préparer le système d'acquisition de données pour enregistrer un événement (selon les spécifications du fabricant 28).
      1. Chargez le fichier de configuration de test. Cliquez sur l'onglet "Test", puis cliquez sur "Collect Data".
      2. Parcourir le répertoire de l'ordinateur, recherchez et sélectionnez le fichier de configuration de test marqué "NOCSAE-JoVE.TSF". Cliquez sur "Load".
      3. Cliquez sur "OK".
      4. Tapez une boîte de dialogue de description du test «Description» puis appuyez sur la touche «Tab».
      5. Fournir un 5 caractère essai ID, Type "JoVE1" et cliquez sur "Continuer".
      6. Cliquez sur "Continuer".
      7. Observer l'instrumentation échauffement. Une fois que le compteur a atteint 15 s, cliquez sur "Continuer".
      8. Observer le système effectuant automatiquement le calibrage de l'accéléromètre. Une fois que toutes les cases sont de couleur verte, cliquez sur «continuer».
    7. En utilisant le système de libération, déposez le assembl charioty et déclencher le système d'acquisition de données pour enregistrer l'événement en basculant simultanément les deux interrupteurs à bascule situés sur le boîtier de commande de puissance du système de libération.
    8. Calculer et enregistrer la valeur SI résultant. Vérifiez que le résultat est 1.200 SI ± 2%.
    9. Répéter les étapes 3.4.2-3.4.8 jusqu'à ce que les résultats sont obtenus pour chacun des trois emplacements d'impact requis.
      Remarque: Les plaquettes de calibrage doivent être requalifiés chaque année au laboratoire spécifié par NOCSAE.
  2. Effectuez une vérification du système et maintenir les résultats. (voir la section 18, NOCSAE DOC.001 18)

4. Procédure de test

  1. Effectuez une vérification du système et maintenir les résultats.
  2. Remplacez le tampon de MEP utilisé pour l'étalonnage pour le tampon de test MEP.
  3. Choisir un lieu d'impact et la vitesse de test selon le tableau 1.
    Note: Les impacts doivent être réalisées à partir de la vitesse de chute la plus basse à la plus élevée. effets de la température ambiante Should être menée avant que les impacts conditionnés.
  4. Réglez correctement la position d'orientation de la tête factice et l' enclume pour atteindre le point d'impact souhaité, comme représenté sur les figures 1 et 2 et selon les étapes de la section 3.
  5. Sélectionnez le casque pour les tests.
  6. ajuster correctement le casque sélectionné à la tête factice selon les fabricants de casques instructions de montage et procédures NOCSAE. Ajuster et attacher solidement les casques jugulaire à la tête factice.
    Remarque: En raison des contraintes supplémentaires du Ventaille, une légère application de poudre de talc peut aider à ajustement du casque à la tête factice.
  7. Fixer le système de déverrouillage mécanique à déposer ensemble de chariot.
  8. Soulever déposer ensemble de chariot à la hauteur spécifique déterminée pour atteindre la vitesse d'impact souhaité.
  9. Préparer le système d'acquisition de données pour enregistrer un événement. Répétez les étapes 3.4.1 à travers 3.4.8.
  10. En utilisant le système de déverrouillage mécanique tomber le carriEnsemble d'âge et simultanément déclencher le système d'acquisition de données pour enregistrer l'événement.
  11. Immédiatement après l'impact, record SI, HIC, et les résultats d'accélération de pointe.
  12. Comparez les résultats enregistrés à succès / échec critères. A la différence de la norme NOCSAE, définir une réussite / échec valeur de 700 SI pour tous les 5,46, 4,88 et 4,23 impacts m / sec. Maintenir la réussite / échec critère de 300 SI pour tous les impacts 3,46 m / sec.
  13. Répétez les étapes 04.03 à 04.11 jusqu'à ce que les résultats sont obtenus pour tous les impacts nécessaires.
    Remarque: Il est acceptable de tester tous les casques pour un emplacement d'impact donnée avant de changer l'orientation et la position fausse tête d'enclume.
  14. Effectuez une vérification du système à la fin de l'essai et de maintenir les résultats.
  15. La validation des données: Comparez pré-test et système vérifie post-test et de veiller à ce que toute variation est de 7% ou moins.

figure-protocol-1
Tableau 1:casque de football matrice de test de chute montrant les impacts requis par la vitesse de chute (m / sec) et l'emplacement de l'impact. (Tableau modifié à partir de NOCSAE DOC. 002-13m13) S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Résultats

Une analyse quantitative détaillée des résultats pour cette méthodologie a été présentée par Rush et al. (soumis) Un résumé des résultats et de l'efficacité associée d'une méthodologie de test de casque Ventaille-shell couplé sont affichées dans les résultats des tests de chute en utilisant Rawlings Quantum Plus, Riddell 360, Schutt Ion 4D et Xenith casques X2 comme exemples. Chacun de ces casques (de taille «grand») avec faceguards affichent des résultats différents ...

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Discussion

La méthodologie a rapporté que les couples NOCSAE tests d'impact de casque de football et de chute de Ventaille offre une technique unique de mieux évaluer les caractéristiques de performance des casques de football modernes. Les étapes les plus critiques pour l'évaluation de cette meilleure caractéristique de performance des casques de football modernes sont les suivantes: 1) correctement mise en place du dispositif d'essai mécanique; 2) la réalisation précise des procédures d'étalonnage; et 3) attacher...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le Center for Advanced Vehicular Systems (CAVS) de l’Université d’État du Mississippi pour avoir fourni des installations d’essai et Rush Sports Medical de Meridian, Mississippi pour leur soutien financier.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Accéléromètres triaxiaux PCBModèle 353B17
TDAS2 Système d’acquisition de donnéesDiversified Technical Systems, Inc.  ;TDAS2ou un système d’acquisition de données équivalent
Source de courant (amplificateur)  ;Dytran Instruments, Inc.4114B1Ou l’équivalent
Porte et drapeau de vitesseCADEXSB203Ou un vélocimètre
équivalent Casque(s) de football/protège-visage sélectionné(s).y compris le matériel
Jauge
Clé dynamométriqueSnap-onQD21000portée jusqu’à 200 po/lb minimum, précision de 5 %
< fort>Assemblage du guide à deux fils
Chariot de chute  ;SIRC1001
Tampon d’essai MEP 1/2 »SIRC1006
Tampon d’essai de protection faciale SIRC1007
Tampon d’étalonnage MEP 3SIRC1005avec rapport annuel de qualification du tampon d’étalonnage NOCSAE
Tendeur à œil à crochet 3/8 »SIRC1043Acier forgé avec un enroulement de
6 »Dé à coudre en câble métallique 1/8"SIRC1044
Fil à musique à ressort 1/8"SIRC1045
Câble métallique 1/8", Bloqueur de talon, Bronze  ;SIRC1046
3/8 » 16 x 3 » Boulon à œil  ;SIRC1041
Boulon à œil forgé 3/8"SIRC1040
Moteur de levage DC à angle droit  ;SIRC2000
Poulie à gorge unique (poulie), 3 & frac34 ; "  ;SIRC2002
Plaque de montage supérieurSIRC2003
18" Support de canal supérieur  ;SIRC2004
Support de canal mural, 4' x 1 5/8"  ;2005
SIRC2006
Câble de levage, câble métallique, bobine de 20 pi.SIRC2007
Plaque de base d’enclume  ;ENCLUMESIRC 2010
  ;SIRC2011
Ajusteur de tête factice  ;SIRC2012
Tige de rotateur de tête facticeSIRC2013
Bague de verrouillage filetéeSIRC2016
Collier de tête factice  ;SIRC2014
Bague en Nylon  ;SIRC1803
Petite fausse tête  ;SIRC1100
Fausse tête moyenne  ;SIRC1101
Grande tête facticeSIRC1102
boulon
(réversible)  ;Le CSARS2001
de jugulaire et de protège-visagede hauteur » Système de largage mécanique SIRC Contrôleur de vitesse de moteur à courant continu à conique

Références

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