بررسی تاثیر جنس لایه داخلی کلاه کاسکت در میزان کاهش تنش وارده به جمجمه سر انسان و کاهش میزان آسیب با استفاده از شبیه سازی عددی المان محدود

هر ساله تصادفات و حوادث ناشی از تعقیب و گریز موتور سواران نظامی سبب آسیب های متعددی به سر این افراد نظیر شکستگی های سر وضربه مغزی می شود. از این روی دستیابی به مناسبترین کلاه کاسکت جهت تعدیل میزان آسیب وارده به سر می تواند کمک قابل توجهی حفاظت از سر این افراد کند.

ابتدا یک مدل کلاه کاسکت استاندارد مدلسازی سه بعدی شد و تحت  اعمال بار ضربه ای به ناحیه جلویی سر توسط نرم افزار آباکوس مورد تحلیل عددی المان محدود قرار داده شد. در این پژوهش دو جنس رایج فوم کلاه کاسکت مورد مقایسه قرار داده شد. کلاه کاسکت طراحی شده نیز دارای 2 لایه و جمجمه سر انسان نیز 2 لایه در نظر گرفته شد.  

حداکثر جابجایی در کلاه کاسکت با تک لایه داخلی XPS،  EPS و در حالت بدون کلاه کاسکت به ترتیب 7/12، 3/14 و 5/17 میلی متر بوده است. اعداد مشابه برای تنش نیز به ترتیب 9/185، 9/204 و 6/382 مگاپاسکال بوده است.

نتایج نشان داد که در هنگام اعمال یک بارگذاری ضربه ای به ناحیه جلو سر حداکثر تنش و جابجایی در کلاه کاسکت با لایه داخلی XPS بترتیب 2/10 % و 1/11 % کمتر از حالتی است که از فوم EPS استفاده گردد. بنابراین کلاه کاسکت با یک لایه داخلی XPS گزینه مناسبتری جهت تعدیل آسیب وارده به سر می باشد.