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방법 논문

미식 축구 헬멧에 대한 수정 드롭 탑 충격 테스트

10.8K 조회수

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DOI:

10.3791/53929

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2017년 2월 19일

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, 오....

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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 요....

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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

저자는 공개할 것이 없습니다.

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

  1. Langlois, J. A., Rutland-Brown, W., Wald, M. M. The epidemiology and impact of traumatic brain injury: a brief overview. J Head Trauma Rehabil. (5), 375-378 (2006).
  2. Broglio, S. P., et al. Head impacts during high school football: a biomechanical assessment. J Athl....

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