نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید

 آسیب‌های وارده به سر از صدمات شایع و خطرناکی است که با توجه به وجود سیستم کنترل مرکزی در سر همواره مورد توجه بوده است. پدیده برخورد سر به یک مانع یکی از مسائل جدی در بیومکانیک ضربه بوده خصوصاً اگر مانع صلب باشد. در این مطالعه سر با سرعت ثابت (m/s 5/6) به چند مانع از جمله موانع تغییر فرم پذیر برخورد کرده و به کمک LS-DYNA و به روش مقایسه‌ای، تحلیل دینامیکی انجام می‌پذیرد. مواد به کار گرفته جهت مدلسازی مانع، آلومینیوم، آلولایت، آلپوراس،‌ پلیمر ABS و فوم انبساط یافته پلی پروپیلن (EPP31) می‌باشد. این مواد در بدنه اتومبیل و تزئینات درونی آن به کار می‌روند. همچنین مدل المان محدود سر با استفاده از داده‌های آناتومیکی بر اساس شاخص 50 درصدی مردان جامعه در نظر گرفته شده است. روش مقایسه‌ای بر حسب بیشترین تنش وارده به سر، حداکثر کرنش و شتاب کاهشی انجام گرفته تا اثر این موانع بر سر مورد بررسی واقع شود. در تحلیل نشان داده می شود که مقادیر تنش، کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر وابستگی مستقیم به دانسیته، تنش تسلیم و الاستیسیته موانع دارد. به طوریکه هر چه مانع دارای تنش تسلیم پایینتر ودانسیته کمتری باشد مقدار تنش و کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر کمتر خواهد بود. فوم‌های آلولایت و EPP31 دارای خاصیت جذب انرژی خوبی بوده ضمن اینکه استحکام خوبی نیز دارند اما با توجه به محدودیت حداکثر تنش و شتاب کاهشی وارده بر سر، فوم آلپوراس با کمترین تنش تسلیم، تنشی معادل MPa3/2 بر سر وارد کرده که نشان دهنده قابلیت بالای آن در جذب انرژی جنبشی حاصل از برخورد می‌باشد. با استفاده از این فوم نیز می توان شتاب کاهشی کمتر از g300 به سر وارد کرد که در محدوه ایمن می‌باشد.