Evaluation of an Elastomeric Honeycomb Bicycle Helmet Design to Mitigate Head Kinematics in Oblique Impacts
Notice bibliographique
Résumé
Head impacts in bicycle accidents are typically oblique to the impact surface and transmit both normal and tangential forces to the head, causing linear and rotational head kinematics, respectively. Traditional expanded polystyrene (EPS) foam bicycle helmets are effective at preventing many head injuries, especially skull fractures and severe traumatic brain injuries (TBIs) (primarily from normal contact forces). However, the incidence of concussion from collisions (primarily from rotational head motion) remains high, indicating need for enhanced protection. An elastomeric honeycomb helmet design is proposed herein as an alternative to EPS foam to improve TBI protection and be potentially reusable for multiple impacts, and tested using a twin-wire drop tower. Small-scale normal and oblique impact tests showed honeycomb had lower oblique strength than EPS foam, beneficial for diffuse TBI protection by permitting greater shear deformation and had the potential to be reusable. Honeycomb helmets were developed based on the geometry of an existing EPS foam helmet, prototypes were three-dimensional-printed with thermoplastic polyurethane and full-scale flat and oblique drop tests were performed. In flat impacts, honeycomb helmets resulted in a 34% higher peak linear acceleration and 7% lower head injury criteria (HIC15) than EPS foam helmets. In oblique tests, honeycomb helmets resulted in a 30% lower HIC15 and 40% lower peak rotational acceleration compared to EPS foam helmets. This new helmet design has the potential to reduce the risk of TBI in a bicycle accident, and as such, reduce its social and economic burden. Also, the honeycomb design showed potential to be effective for repetitive impact events without the need for replacement, offering benefits to consumers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».