مدل سازی و تحلیل تنش سر انسان در برخورد از مقابل با یک جسم تغییر فرم پذیر به روش المان محدود

در این مطالعه پدیده برخورد با جسم خارجی، به منظور ارزیابی نقش مواد تغییر فرم پذیر در جذب انرژی مورد تحلیل واقع می شود. در پدیده برخورد، سر با سرعت ثابت m/s 5/6 به مانع برخورد می کند و به کمک کد ls-dyna و به روش مقایسه ای بین آلومینیوم، آلولایت، آلپوراس، پلیمر abs و فوم انبساط یافته پلی پروپیلن انجام می پذیرد. مدل المان محدود سر با استفاده از داده های آناتومیکی و بر اساس شاخص 50 درصدی مرد جامعه در نظر گرفته شد. روش مقایسه ای بر حسب بیشترین تنش وارده به سر، حداکثر کرنش و شناب کاهشی انجام گرفت تا اثر این موانع بر سر مورد بررسی واقع شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد آلومینیوم بیشترین تنش را به سر وارد می کند در حالیکه فوم آلومینیومی آلپوراس کمترین تنش را به سر وارد می کند. نتایج نشان می دهد که مقادیر تنش، کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر وابستگی مستقیم به دانسیته، تنش تسلیم و الاستیسیته موانع دارد. هر چه مانع دارای تنش تسلیم پایینتر و دانسیته کمتری باشد مقدار تنش و کرنش و شتاب کاهشی وارده به سر کمتر خواهد بود به طوریکه مقدار تنش وارده بر سر در برخورد با فوم آلپوراس با دانسیته kg/m3 250-200 معادل 3/2 mpa fi به دست آمد که در محدوده استاندارد و ایمن وجود دارد و نشان دهنده آنست که این فوم قسمت اعظم انرژی جنبشی حاصل از برخورد را جذب می کند و سر را در محدوده ایمن نگه می دارد.