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방법 논문

미식 축구 헬멧에 대한 수정 드롭 탑 충격 테스트

10.7K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/53929

⸱

2017년 2월 19일

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

이 논문에서

요약

이 기사는 NOCSAE 표준 낙하 테스트 중에 안면 보호대를 포함하여 미식 축구 헬멧의 성능 특성을 평가하는 새로운 기술을 제공합니다. 또한 NOCSAE 인증에 두 개의 영향 위치가 추가될 예정입니다.

초록

미식 축구 헬멧 낙하 충격 테스트 표준에 대한 수정된 NOCSAE(National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment) 테스트 방법이 제시되어 헬멧에 안면 보호대를 포함하여 헬멧의 필드 충격 성능을 더 잘 평가할 수 있습니다. 이 연구에서는 안면 보호대와 헬멧 테스트 표준의 병합을 제안합니다. 축구 헬멧 테스트 절차에 대한 보다 강력하고 체계적인 접근 방식의 필요성은 수정된 NOCSAE 표준 낙하 타워 테스트에서 서로 다른 헬멧 위치에서 서로 다른 헬멧에 대한 머리 부상 기준(HIC), 심각도 지수(SI) 및 최대 가속 값의 대표 결과를 비교함으로써 강조됩니다. 근본적으로, 이러한 비교 낙하 테스트 결과는 안면 보호대가 총 에너지 흡수를 줄이는 쉘에 강화 운동학적 제약을 추가한다는 것을 보여주었습니다. 현재 NOCSAE 표준 테스트 방법은 안면 보호대를 헬멧에 부착하고 두 개의 새로운 헬멧 충격 위치(Front Top 및 Front Top Boss)를 포함하여 현장 헬멧 타격을 나타내도록 개선할 수 있습니다. 보고된 축구 헬멧 테스트 방법은 헬멧의 성능과 경기장 충격을 완화하는 동시에 더 안전한 축구 헬멧을 홍보하는 능력을 보다 정확하게 나타냅니다.

서론

자극
이 수정 드롭 탑 시험 방법의 주요 목표는 더 밀접하게 미식 축구 헬멧 시스템에 필드에 미치는 영향을 나타내는 강화 된 안전 기준을 촉진하는 것입니다. 수반 시험 방법은 헬멧 효과적으로 진동 방지를위한 개선 된 헤드 기어를 개발하는데 필요한 지식 체계 응답을 제공 할 수있다. 뇌진탕의 발생은 지속적으로 같은 미식 축구와 같은 접촉 스포츠를 괴롭혀왔다. 혼자 미국에서 스포츠 관련 뇌진탕은 160 만 3.8 배 매년 발생하는 것으로 추정되고있다. 한 축구 선수는 1,500 개 이상의 머리에 미치는 영향 각 계절을 가질 수 있습니다. 2, 3, 가장 영향의 크기가 서브 진탕 수 있지만, 만성 외상성 뇌병증 (CTE)로 알려져 충격에 의한 신경 퇴행성 질환에 대한 장기적인 뇌 손상으로 이어질 수 이러한 영향의 축적. 4CTE는 기억 상실, 행동 및 성격 변화, 파킨슨 증후군, 음성, 때로는 자살하게되었다 걸음 걸이의 이상에 이르는 뇌에서 타우 단백질의 축적에 연결되어 있습니다. 5 축구 헬멧은 지난 15 년 동안 몇 가지 기술 발전을 이루어 왔지만, 오늘날 가장 진보 된 헬멧은 완전히 헬멧에 입사 힘을 모두 완화하지 않으며, 따라서 운동 선수는 여전히 뇌진탕이 발생. BARTSCH 등에 의해 수행 연구. 6 보여 주었다 많은 경우에 머리 충격 용량과 머리 부상 위험, 빈티지 레더 헬멧은 널리 사용되는 21 세기 헬멧을 착용하는 것과 비슷 하였다 입고 축구 헬멧의 설계 및 시험 기준 개선의 필요성을 설명하면서. 특히, NOCSAE 인증 7은 헬멧에 대한 낙하 시험에 포함될 면갑을 필요로하지 않는다. t에서 추가 된 강성그는 극적으로 전체 기계적 응답을 바꿀 것 헬멧에 연결된 면갑. 본 연구는 안전 헬멧의 디자인을 촉진하는 구동력이 될 것보다 강력한 헬멧 안전 기준을 제공하는 방법을 수반한다.

배경
머리 부상 메트릭
뇌진탕과 관련된 정확한 생물학적 메커니즘은 알 수없는 남아 있습니다. 많은 작업은 다양한 부상 측정에 의해 머리 부상의 허용 오차를 정량화하는 시도에서 수행되었지만, 불일치는 이러한 기준에 관한 생물 의학 사회에서 생겨났다. 선가 속도, 회전 가속도 영향 기간 및 임펄스 이러한 손상 메커니즘은 여러 엔티티들에 관한 가정된다. 8, 9, 10, 11, 일부 손상 기준 선형 가속도의 측정 등의 충격을 정의하는 데 사용되어왔다. 웨인 주립 공차 곡선 (WSTC) 12, 13, 14는 충돌 시간 대 선형 가속 임계 곡선 경계를 정의하여 정면 충돌시 자동차 충돌 용 두개골 골절을 예측하기 위해 개발되었다. WSTC는 심각도 지수 (SI) (11) 기타 부상 기준에 대한 기초 역임했다 그리고 머리 부상 기준 (HIC), (15)은 두 개의 가장 일반적으로 사용되는 기준입니다. 는 SI 및 HIC 선형 가속 시간 프로파일의 가중 적분에 따라 모두 측정에 미치는 영향 심각도. 이러한 기준은 선형 가속을위한 임계 값을 정의하지만, 다른 기준은 이러한 헤드 충격 에너지 지표로서, 회전 가속도를 설명하기 위해 제안되었다. 8, 10, 16 오늘의 헬멧 테스트 표준은 종종 웨인 상태에 따라 부상 기준을 사용lerance 곡선 (즉 HIC 또는 SI) 또는 최대 가속도 기준 또는 두 경우가있다. 일부 수정이 표준 성능 기준에 각가속도를 추가하는 데 필요한 반면, 선형 가속도 기반 기준 지배적 남아있다.

본 연구에서 사용 된 측정 항목을 제공하는 각 헬멧 피크 얻어진 가속도, SI 및 HIC 값이 있었던 상대 안전성을 평가한다. 이러한 통계 만 SI는 운동 장비 (NOCSAE) 축구 헬멧 표준 규격에 현재 전국 운영위원회의 평가를 위해 사용된다. Si를 다음 식에 기반

figure-introduction-1 (1)

A는 헤드의 무게 중심 (CG)의 병진 가속이고, t는 가속 구간이다. 11, 17 SI는 따라 t를 계산 하였다계산이 결과 가속도 곡선을 따라 4 G 임계 값에 의해 제한된다 NOCSAE 표준 (18), 오. 내 HIC 값은 다음 식으로 계산했다

figure-introduction-2 (2)

(A)는 머리의 CG의 병진 가속이고, t 1, t 2 HIC가 최대 값을 달성하는 간격으로 각각의 초기 및 최종 시간 어디. 모든 HIC 값은 시간 간격의 지속 기간이 36 밀리 초에 한정되어 있었다 HIC 36 본 연구에서 계산.

NOCSAE 축구 헬멧 테스트 기준
NOCSAE 개요
1969 년 NOCSAE은 스포츠 관련 상해를 감소시키는 것을 목표로 축구 헬멧 / faceguards 및 기타 스포츠 장비 미국에 대한 성능 기준을 개발하기 위해 형성되었다. 17 NOCSAE 축구 헬멧 표준은 축구 헬멧 / faceguards에 대한 충격 감쇠와 구조적 무결성에 대한 요구 사항을 설정하여 머리 부상을 줄일 수 웨인 주립 대학의 박사 보이트 호지 슨 (9)에 의해 개발되었다. 이 축구 헬멧 표준 인증 테스트 및 헬멧 매년 재 인증 절차를 포함한다. 2015 년 NOCSAE 특정 미국 표준 협회 (ANSI) 헬멧 인증 공인 체의 사용을 필요로하는 품질 관리 프로그램을 구현 하였다.

NOCSAE 시험 방법
헬멧 삭제가 수행되기 전에 자신의 제거를 위해 호출과 같이 NOCSAE 축구 헬멧 표준 faceguards와 헬멧의 테스트가 포함되어 있지 않습니다. NOCSAE 헬멧 검사 기준 (17)은 필요한 충격 속도로 headform 헬멧 조합을 가속 중력에 의존하는, 트윈 와이어 드롭 임팩터를 이용한다. NOCSAE의 headform는 승 계측한다무게 중심에서 i 번째 축 가속도계. headform 헬멧 조합은 12.7 mm 두께의 하드 고무 모듈 형 엘라스토머 프로그래머 (MEP) 패드로 덮여 강철 모루에 특정 속도로 삭제됩니다. 충돌시에, 순간 가속도가 기록되고, SI의 값이 계산된다. 이러한 SI 값 패스 비교하고 / 주위의 고온의 영향을 포함하여 필요한 충격 위치와 속도 및 두 개의 온도, 다양한 기준을 통해 실패. 미치는 영향에 대한 결과 SI 값이 임계 값을 위반한다면, 헬멧이 시험을 통과하지 않을 것이다.

별도의 표준 시험 방법은 축구 면갑 인증에 사용됩니다. NOCSAE 축구 면갑 표준 구조적 분석뿐만 아니라 면갑, 턱끈의 충격 감쇠 성능을 평가하고, 그 부착 시스템을 포함한다. 각각의 영향을 측정없이 얼굴 접촉없이 나와 함께, 테스트를 통과하는 1,200 SI 이하 여야합니다NOCSAE 표준에 의해 정의 된 임의의 요소의 기계적인 고장. (19)

이 제안 추가 NOCSAE 시험 (리니어 임팩터 (LI))를 면갑와 헬멧을 포함 20이지만 크라운 영향을 인정할 수 없기 때문에 그것은 축구 헬멧 인증에 적합하지 않습니다. 리는 각가속도를 유도하기 위해 선형 베어링에 탑재 된 하이브리드 III 더미 목 구비 한 NOCSAE의 headform에 위치 된 헬멧 영향을 공압 RAM을 사용한다. 이러한 이유로 LI 시험을 추가로 현재 트윈 와이어 NOCSAE 낙하 시험 절차와 시험이 아닌 대체합니다. 20 대신 LI 테스트 (21), 우리는 단순히 현재의 트윈 와이어 낙하 시험 절차에 두개 이상의 시나리오를 추가 제안한다.

축구 헬멧의 인증에 대한 NOCSAE 표준 시험 방법은 현재 여섯 소정의 충격 삶을을 포함TIONS 한 임의의 충격 위치. 소정의 충돌 위치는 다음과 같다 : 프론트 (F), 프론트 보스 (FB)의 측면 (S), 뒤 (R), 후방 보스 (RB) 및 상위 (T)를. 임의의 충돌 위치 시험 헬멧 정의 된 허용 가능한 영향 영역 내의 임의의 지점에서의 영역을 선택할 수있다. 우리의 수정 NOCSAE 드롭 탑 테스트를위한 충격 위치는 프론트 맨 (FT)와 프론트 맨 보스 (FTB) 충격 위치로 선정 된 것과 이전에 정의 된 전면 및 전면 보스 충격 위치를 교체 포함한다. 우리의 전면 상단과 전면의 최고 보스 충격 위치는 낙하 시험에 대한 면갑을 포함 라크로스 헬멧에 대한 NOCSAE 표준의 전면과 오른쪽 전면 보스 충격 위치와 동일합니다. 교체 된 전면 및 전면 보스의 위치를 포함하여 22 헬멧 쉘 충격 위치는,도 1에 도시된다. 또한, 우리의 본 연구의 수정 된 헬멧 시험 방법은 두 면갑 IMPAC를 포함FG 형 전면 및 FG 바닥 선정됐다 t 위치. 두 면갑 영향 위치는 현재 NOCSAE 면갑 인증 절차에 필요한 충격 위치와 동일합니다. 본 연구의 수정 NOCSAE 충격 시험의 팔 충격 위치는 그림 2에 표시됩니다.

figure-introduction-3
그림 1 : 축구 헬멧에 대한 대략적인 충격 위치. 여섯 현재 NOCSAE 낙하 시험 헬멧 충격 위치 프론트 (F), 프론트 보스 (FB)의 측면 (S), 탑 (T), 뒤 (R) 및 후방 보스 (RB), 두 제안 충격 위치 요구 , 프론트 맨 (FT) 및 전면의 최고 보스 (FTB). 참고 : 보호 헤드 기어에 대한 NOCSAE 표준 시험 방법은 전면 상단과 전면의 최고 보스 충격 위치를 포함하지 않는 (빨간색 텍스트로 표시)이 연구들은 전면과 전면 보스 충격 위치를 교체합니다. (이미지 NOCSAE의 DOC에서 수정했습니다. 001-13m15b)

figure-introduction-4
그림 2 : 팔 충격 위치를 보여주는 NOCSAE 드롭 테스트 설정을 수정. 프론트 맨, 프론트 맨 보스, 사이드, 면갑 (FG) 전면, 후면, 후면 보스, 탑, 그리고 면갑 바닥 (FB). 참고 : NOCSAE 표준은 면갑 첨부 파일을 포함하지 않고, 여기에 전면 상단과 전면의 최고 보스는 표준 전면 및 전면 보스 충격 위치를 교체합니다. (NOCSAE의 DOC에서 수정 된 이미지입니다. 002-11m12) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

NOCSAE 축구 헬멧 표준은 시간과 면갑을 포함하지 않은 반면, 헬멧 디자인은 점진적으로, 지난 10 년간 변경축구 헬멧의 성능 사양을 평가 ELMET. 동안은, 최근에 개정이 패스를 포함하도록 만들어졌다 / 1997 년 이전 1997 년 17 이후 변경되지 않은 가장 낮은 속도에 미치는 영향 (3.46 m / s)로, 일반 패스 / 1,200 SI의 한계를 실패 300 SI의 값을 실패, NOCSAE은 / 기준을 실패 패스 1,500 SI를 사용했다. 호지 슨 등. (1970) (540)의 SI 값이 비 쓰게 사체 충격 시험에서 선형 두개골 골절을 생산하면서보다 큰 1,000 SI 값, 생활에 위험이 있음을 보여 주었다. 23 대부분의 현대 축구 헬멧은 아니지만 SI (540) 아래에 잘 1,200 SI 한계 이하 통과 보여 주었다.

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프로토콜

주 : 제시된 시험 방법에 대한 프로토콜 (http://nocsae.org/에서 구입 가능) 다음 NOCSAE 문서를 참조 : NOCSAE DOC.002-13m13 : 18 "새로 제작 풋볼 헬멧을위한 표준 성능 사양". NOCSAE DOC.011-13m14d : 24 "TESTING TO NOCSAE 표준 제품 SAMPLE 선택을위한 제조자 절차 적 GUIDE". NOCSAE DOC.087-12m14 "FOOTBALL FACEGUARDS에 대한 영향 시험 및 성능 요구 사항의 표준 방법"(25). NOCSAE DOC.100-96m14 : 26 "테스트 용 장비 및 충격 시험에 대한 문제 해결 가이드". NOCSAE DOC.101-00m14a : "장비의 교정 절차"(27)

1. 시험 설정

  1. NOCSAE의 DOC의 섹션 15.1에 정의 된 NOCSAE 트윈 와이어 드롭 캐리지 어셈블리를 구축합니다. 001 (18)은도 5에 도시 된 바와 같이. 그 확인어셈블리의 모든 구성 요소가 제대로 부착되어있다.
  2. headform 회 전자 조정에 원하는 위치로 headform 칼라를 맞추어 및 headform 나사 잠금 링을 조여 드롭 캐리지 어셈블리 크기 "큰"NOCSAE의 headform를 연결합니다.
    참고 : headform 새로운 또는 수리의 경우, NOCSAE의 DOC의 5 절을 참조하십시오. (100) (26)
  3. 안전하게 headform의 중심에있는 가속도계 판에 축 가속도계를 부착합니다. 가속도계 판의 구멍에 가속도계의 두 구멍을 일렬로 가속도계 판의 중앙에 가속도계를 놓습니다. 알렌 헤드 드라이버는 모두 나사를 삽입하고 가속도계가 안전하게 가속도계 플레이트에 장착 될 때까지 시계 방향으로 그들을 조여 사용.
  4. 제조자의 규격에 따른 데이터 수집 시스템을 구성. (28)
    1. 터에 연결데이터 수집 어셈블리의 케이블에서 t.
      1. 다음 동축 분배기의 각 출력에 동축 케이블을 연결, 삼원 동축 스플리터에 가속도 센서 케이블을 연결합니다.
      2. 증폭기 모듈의 후방에있는 삼방 동축 채널 (1, 2)에 대한 센서 입력 포트 스플리터, 3의 각 동축 케이블의 자유 단을 연결한다.
      3. 상기 증폭기 모듈 (채널 1, 2, 3) 데이터 수집 시스템 (채널 (1)은 각각 2, 3)의 전면에 입력 커넥션들 중 상기 출력 포트로부터 동축 케이블을 연결한다.
      4. 데이터 수집 시스템의 후면 커넥터에 RS-232 케이블의 분리 끝을 연결합니다.
      5. 개인용 컴퓨터 (PC)의 COM 포트 1에 남아있는 RS-232 케이블을 연결합니다.
    2. 개인용 컴퓨터 (PC) 및 로그인의 전원을 켭니다.
    3. 다운로드 및 컴퓨터로 데이터 수집 시스템 소프트웨어를 설치한다.
    4. 데이터 수집 어셈블리의 전원 :다음 "의"위치로 앰프 토글 스위치를 플립, 전원에 각 구성 요소 120 볼트 콘센트에 연결합니다.
    5. 소프트웨어를 열려면 바탕 화면에있는 데이터 수집 프로그램 아이콘을 두 번 클릭합니다.
    6. 모듈 상태를 확인을 요구하는 프롬프트를 관찰, "예"를 클릭합니다.
    7. 테스트 설정 파일을로드합니다. , "설정"탭을 클릭 "열기"아래로 스크롤 한 후 "테스트 설정"을 선택합니다.
      1. 컴퓨터 디렉토리를 찾아 찾아 "NOCSAE1.TSF"로 표시된 테스트 설정 파일을 선택합니다. "로드"를 클릭합니다.
    8. 가속도계에 대한 센서 정보를 입력합니다.
      1. 활성 모듈에서 채널 3 노란색 센서 입력 아이콘을 클릭합니다.
      2. 은 "CAL 값"텍스트 박스에 Z 축 가속도계에 대한 보정 값 (MV / G)를 삽입한다.
      3. 은 "PREV"버튼을 클릭합니다.
      4. 반복 1.4.8.1 단계 - y 축 가속도계에 대한 1.4.8.3을 (채널 2)와 일에 대한즉 X 축 가속도계 (채널 1).
      5. 센서를 종료 녹색 "반환"아이콘을 클릭합니다.
    9. 녹색 "저장"아이콘을 클릭 한 다음 "NOCSAE - 조브"로 테스트 설정의 이름을 지정합니다.
    10. "저장"을 클릭합니다.

2. 헬멧 준비

  1. 충격 테스트를위한 헬멧 모델을 선택합니다. 헬멧 인증, NOCSAE DOC.011에 따라 테스트를 선택 샘플. 24 시험 표 1 및도 1 및도 2에 도시 된 바와 같이 따른 샘플.
  2. 선택한 각 헬멧 모델에 대한 대응 faceguards을 선택합니다. NOCSAE 표준과는 다른, 같은 헬멧의 기준 면갑와베이스 헬멧 충격 시험을 실시하고 있습니다.
  3. 필립스 헤드 드라이버를 사용하여 안전하게 올바른 면갑 및 테스트를 위해 선택한 각 헬멧에 대한 모든 면갑 특정 하드웨어를 연결합니다. NOCSAE 표준 시험 운전 방식과는 대조적으로D, 부착 faceguards 모든 헬멧을 테스트합니다.
  4. 표 1, NOCSAE의 DOC에 따라 온도의 조건 헬멧. 002 (7) 및 실험실 환경 또는 환경 챔버에 노출시킴으로써 NOCSAE DOC.087 25. 상온에서 초기 헬멧 낙하 시험을 실시한다.
    1. 테스트에 앞서, 실험실 환경에 적어도 4 시간을 72 ° F, ± 5 ° F (22 ° C, ± 2 ° C)를 선택 헬멧을 이동합니다.
    2. 모든 주위 온도 영향이 수행 된 경우,도 4는 표 1에있어서, 상기 조절 된 온도 헬멧 노출 없지만 24 시간보다 더. (7)
      참고 적어도 두하지만 최고 기록 SI 될 더 개 이상의 충돌 위치는 고온에서 테스트 할 상온 방울 값 없다.

3. 교정

  1. Headform 교정을 수행 각 headform 전에 축 가속도계를 사용하여 테스트를 보정해야합니다, 3 "교정 MEP 패드와 드롭 위치 / 특정 교정 MEP 패드의 연간 NOCSAE 보정 패드 자격 보고서로 식별 속도.
    1. 안전하게 육각 렌치를 사용하여 모루 3 "교정 MEP 패드를 부착합니다.
    2. 연간 NOCSAE 보정 패드 자격 보고서를 사용하여 충격 위치와 대응하는 충격 속도를 선택합니다.
    3. headform 회 전자 어셈블리와 모루 가이드 레일을 사용하여 원하는 충격 방향 (정면, 측면, 또는 위)에 headform와 모루를 조정합니다. 표 1, NOCSAE의 DOC의 부록 2를 참조하십시오. 001, 18 NOCSAE의 DOC. (100) (26)
      1. headform 회 전자 어셈블리에서 테이퍼-LOC 볼트를 제거하고 원하는 위치에 볼트 구멍을 정렬하는 headform 조정의 방향. 삽입 안전하게 FA테이퍼-LOC 볼트 스텐.
      2. headform 나사 잠금 고리를 풀고 원하는 방향으로 headform 코의 위치를 ​​돌립니다. 안전하게 headform 나사 잠금 고리를 조입니다.
      3. 두 개의베이스 플레이트 모루 볼트를 풀고 원하는 충격 위치에 도달 할 때까지 받침대를 밀어 넣습니다. 베이스 플레이트 - 모루 볼트를 조이고 모든 연결이 단단히 고정되어 있는지 확인.
    4. 캐리지 어셈블리를 드롭 방출 시스템을 연결합니다. 릴리스 시스템의 높이로 드롭 캐리지 어셈블리를 들어 올립니다. 다음, "온"위치로 전자 방출 시스템을위한 토글 스위치 플립 드롭 캐리지 어셈블리의 부착 포인트로 방출 시스템을 중심입니다.
    5. 원하는 충격 속도를 달성하기 위해 결정되는 특정 높이에 캐리지 조립체를 올려 놓기. 참고 : 특정 높이 때문에 마찰 변화에 각 시스템에 따라 다를 수 있습니다. 추가의 영향이 올바른 수신 속도가 보장하기 위해 다양한 높이 수행 될 필요가있다chieved.
    6. 이벤트를 기록하기위한 준비, 데이터 수집 시스템 (따른 사양 28 제조).
      1. 테스트 설정 파일을로드합니다. "테스트"탭을 클릭 한 다음 "데이터 수집"을 클릭합니다.
      2. 컴퓨터 디렉토리를 찾아 찾아 "NOCSAE-JoVE.TSF"로 표시된 테스트 설정 파일을 선택합니다. "로드"를 클릭합니다.
      3. "OK"를 클릭합니다.
      4. 테스트 설명 "설명"대화 상자를 입력 한 다음 "탭"키를 누릅니다.
      5. "JoVE1"를 입력, 5 문자 테스트 ID를 입력하고 "계속"을 클릭합니다.
      6. "계속"을 클릭합니다.
      7. 계측 온난화까지를 관찰한다. 카운터가 15 초에 도달하면, "계속"을 클릭합니다.
      8. 자동 가속도계 교정을 수행하는 시스템을 관찰한다. 모든 상자가 녹색으로되면, "계속"을 클릭합니다.
    7. 방출 시스템을 사용하면, 캐리지 assembl 드롭Y 동시에 방출 시스템 전력 제어 박스에있는 두 토글 스위치 젖혀 이벤트를 기록하기위한 데이터 수집 시스템을 발생시킨다.
    8. 계산하고 그 결과 SI 값을 기록한다. 결과는 SI가 2 % ± 1,200 있는지 확인하십시오.
    9. 단계를 반복 3.4.2-3.4.8 결과는 세 가지 필수 충격 위치 각각에 대해 획득 될 때까지.
      참고 : 보정 패드는 NOCSAE에 의해 지정된 실험실에서 매년 시방서를 재승 인해야한다.
  2. 시스템 점검을 수행하고 결과를 유지한다. (제 18 NOCSAE DOC.001 18 참조)

4. 시험 절차

  1. 시스템 점검을 수행하고 결과를 유지한다.
  2. MEP의 테스트 패드 교정에 사용되는 MEP 패드를 교환하십시오.
  3. 선택에 미치는 영향의 위치와 표 1에 따라 테스트 속도.
    참고 : 영향이 가장 낮은 드롭 속도에서 최고에 실시해야합니다. 주위 온도에 영향을 shoul컨디셔닝 영향 전에 실시 될 거라고.
  4. 적절하게도 1 및도 2 (3)의 단계에있어서의 도시 된 바와 같이, 목적하는 충돌 위치를 달성하기 headform 방향과 앤빌의 위치를 조정한다.
  5. 테스트를 위해 헬멧을 선택합니다.
  6. 제대로 지침과 NOCSAE 절차를 피팅 헬멧 제조 업체에 따라 headform 선택한 헬멧을 맞습니다. 조정하고 안전하게 헬멧이 headform에 주문 Chinstrap 연결합니다.
    참고 : 면갑의 추가적인 제약 조건으로 인해, 활석 가루의 광 응용 프로그램은 headform에 헬멧의 피팅에 도움이된다.
  7. 캐리지 어셈블리를 떨어 뜨리는 기계 방출 시스템을 연결합니다.
  8. 원하는 충격 속도를 달성하기 위해 결정되는 특정 높이에 캐리지 조립체를 올려 놓기.
  9. 이벤트를 기록하기위한 준비가되어있는 데이터 수집 시스템. 반복 3.4.8을 통해 3.4.1 단계를 반복합니다.
  10. CARRI 드롭 기계 릴리스 시스템을 사용하여나이 조립체 동시에 이벤트를 기록하기 위해 데이터 수집 시스템을 발생시킨다.
  11. 즉시 충격 후, 기록 SI, HIC, 피크 가속 결과.
  12. 통과 기록 된 결과를 비교 / 기준을 실패합니다. NOCSAE 표준과는 다른, / 패스를 설정 모두 5.46, 4.88 700 SI의 값을 실패하고, 4.23 m / sec의 영향. 모든 3.46 m / sec의 영향 300 SI의 기준 합격 / 불합격을 유지한다.
  13. 결과가 필요한 모든 영향을 얻어 될 때까지 반복 4.3-4.11 단계를 반복합니다.
    참고 : headform 방향과 모루 위치를 변경하기 전에 주어진 충격 위치에 대한 모든 헬멧을 테스트하기 위해 허용됩니다.
  14. 테스트 완료시 시스템 점검을 수행하고 결과를 유지한다.
  15. 데이터 유효성 검사 : 사전 테스트와 사후 테스트 시스템 검사를 비교하고 어떤 변화가 7 % 이하인지 확인하십시오.

figure-protocol-1
1 번 테이블:드롭 속도 (m / 초) 및 충격 위치하여 필요에 미치는 영향을 보여주는 축구 헬멧 낙하 시험 행렬. (NOCSAE의 DOC에서 수정 표. 002-13m13) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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결과

이 방법에 대한 결과의 상세한 정량적 분석은 러쉬 등의 알에 의해 발표되었다. 결과의 개요와 결합 면갑 - 쉘 헬멧 테스트 방법의 관련 효과는 롤링스 양자 플러스, 리들 (360), SCHUTT 이온 4D 및 예로서 Xenith의 X2 헬멧을 사용하여 낙하 시험 결과에 표시됩니다 (제출). faceguards는 다른 결과를 표시와 함께 (크기 "큰"의)이 헬멧의 각각은 faceguards없이 헬멧에 비해. 그림 3은 비교적와 5.46 m / s의의 충돌 속도의 프론트 맨, 프론트 맨 보스, 탑, 측면, 후면, 및 후면 보스 충격 위치의 면갑없이 각각의 예를 헬멧의 SI 값을 나타내는. 이러한 세 개의 연속 충격 (90 ± 15 초)마다 평균 SI 값이 잘 NOCSAE 1200 SI 임계치 아래 인 동안, 각각의 투구시 F 고유 위치 의존성 응답을 표시aceguard 부착했다. 표 2는

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토론

부부가 축구 헬멧과 면갑 드롭 충격 시험을 NOCSAE보고 된 방법론은 현대 축구 헬멧의 더 나은 성능 특성을 평가하기 위해 독특한 기술을 제공합니다. 현대 풋볼 헬멧이 더 나은 성능 특성을 평가하기위한 가장 중요한 단계들은 다음과 같다 : 1)로 정확하게 기계적 테스트 장치를 설정하는 단계; 2) 정확하게 교정 절차를 수행; 3) 제대로 headform에 헬멧 / 면갑를 부착.

이 방법론은 적절한 테스트 설정 및 교정 절차가 필요합니다. 의한 고분자 재료의 기공을 포함하는 제조 공정의 한계 각에 NOCSAE headform 간의 고유 변동이있다. NOCSAE 사용하여 headform 교정 절차 및 매년 재 인증 교정 MEP 패드를 통해 정상화 프로세스에 의해이 독특한 변화를 억제한다. 따라서, 추가적인 변동 ENS에 의해 도입되지 않는 것이 더욱 중요기계적 테스트 어셈블리가 적절하고 안전하게 유지 uring. 테스트 전에 나사 headform 칼라와 headform 회 드롭...

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공개 사항

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감사의 글

저자는 테스트 시설을 제공한 미시시피 주립 대학의 CAVS(Center for Advanced Vehicular Systems)와 금전적 지원을 해준 미시시피 주 메리디안의 Rush Sports Medical에 감사를 표합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
PCB 삼축 가속도계PCB모델 353B17
TDAS2 데이터 수집 시스템Diversified Technical Systems, Inc. TDAS2또는 이에 상응하는 데이터 수집 시스템
전류 소스(증폭기) 다이트란 인스트루먼트, Inc.4114B1또는 동급
속도 게이트 및 플래그CADEXSB203또는 동급 속도계
선택된 축구 헬멧 / 안면 보호대 어셈블리.턱끈과 페이스가드 하드웨어
포함 높이 게이지
토크 렌치스냅온QD21000범위는 최소 200 in/lb까지, 정확도 5%
<강>트윈 와이어 가이드 어셈블리
드롭 캐리지 SIRC1001
1/2" MEP 테스트 패드SIRC1006
1/8" 안면 보호 테스트 패드SIRC1007
3" MEP 교정 패드SIRC1005연간 NOCSAE 교정 패드 자격 보고서 포함
3/8" 후크 아이 턴버클SIRC1043단조(6인치 테이크업
포함)1/8" 와이어 로프 심블 SIRC1044
1/8" 스프링 뮤직 와이어 SIRC1045
1/8" 와이어 로프, 틸러 로프 클램프, 브론즈 SIRC1046
3/8" 16 x 3" 아이 볼트 SIRC1041
3/8" 단조 아이 볼트SIRC1040
직각 DC 호이스트 모터 SIRC2000
단일 그루브 시브 (풀리), 3 ¾ " SIRC2002
상판플레이트 SIRC2003
18" 상부 채널 브라켓 SIRC2004
벽걸이 채널 브라켓, 4' x 1 5/8" SIRC2005
기계식 릴리스 시스템 SIRC2006
리프트 케이블, 와이어 로프, 20' 코일 SIRC2007
앤빌 베이스 플레이트 SIRC2010
모루 SIRC2011
헤드폼 어저스터 SIRC2012
헤드폼 로테이터 스템SIRC2013
헤드폼 나사산 잠금 링SIRC2016
  헤드폼 칼라 SIRC2014
나일론 부싱 SIRC1803
소형 헤드폼 SIRC1100
미디엄 헤드폼 SIRC1101
대형 헤드폼SIRC1102
테이퍼-로크 볼트
DC 모터 속도 컨트롤러 (가역 가능) SIRC2001
() 년

참고문헌

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