Presentazioni: Criteri di lesione

Criteri di lesione
Sicurezza passiva
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1
1
Criteri di lesione
Obiettivo
Sicurezza passiva
• Trovare un legame tra sollecitazioni
(accelerazioni, forze e momenti)
agenti su una regione del corpo e
l’entità di lesione riportata
2
2
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Difficoltà principali
3
• Variabilità della risposta con età,
sesso, salute, forma fisica
• Utilizzo di volontari umani al di sotto
di condizioni di carico pericolose –
elevata biofedeltà ma in condizioni
poco utili
• Utilizzo di 3animali vivi e cadaveri
umani in condizioni di carico
pericolose – bassa biofedeltà
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Tipi di criteri di lesione
4
• Curve di Eiband – basate su tollerabilità
umana di accelerazioni globali sul corpo
(obsoleti)
• Criteri di accelerazione su regioni
contenenti organi vitali
• Criteri di deformazione su regioni
contenenti organi vitali
4
• Criteri di forza e momento su segmenti
ossei
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Curve di Eiband
5
5
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Curve di Eiband
6
6
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Curve di Eiband
7
7
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Curve di Eiband
8
8
Criteri di lesione
Dati statistici
No Injuries %
Fatalities %
Major Injuries %
Minor Injuries %
All Injuries %
100.0
90.0
80.0
70.0
9
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
All Injuries %
No Injuries %
Legs
Pelvis
Spine
Abdomen
Thorax
Major Injuries %
Arms
Neck
Head
NotSpec
9
141
Sicurezza passiva
60.0
Distribuzione di lesioni fatali in incidenti di elicotteri civili –
fonte Autoflug/Helisafe
Criteri di lesione
Dati statistici
No Injuries %
Fatalities %
Major Injuries %
Minor Injuries %
All Injuries %
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
10
10.0
All Injuries %
No Injuries %
Legs
Pelvis
Spine
Abdomen
Thorax
Major Injuries %
Arms
Neck
NotSpec
Head
10
0.0
151
Sicurezza passiva
20.0
Distribuzione di lesioni fatali in incidenti di elicotteri militari –
fonte Autoflug/Helisafe
Criteri di lesione
Dati statistici
No Injuries %
Fatalities %
Major Injuries %
Minor Injuries %
All Injuries %
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
11
All Injuries %
No Injuries %
Legs
Pelvis
Spine
Abdomen
Thorax
Major Injuries %
Arms
Neck
Head
11
NotSpec
0.0
292
Sicurezza passiva
10.0
Distribuzione di lesioni fatali in incidenti di elicotteri civili e militari fonte Autoflug/Helisafe
Criteri di lesione
Criteri locali di lesione
TESTA
COLLO
TORACE
Sicurezza passiva
COLONNA LOMBARE
12
12
Criteri di lesione
ADDOME
GAMBA SUPERIORE
GINOCCHIO
GAMBA INERIORE
CAVIGLIA
Criteri Time at level
Sicurezza passiva
Definizione criteri time-at-level: tempo durante il
quale una misura supera un valore limite
13
13
Criteri di lesione
Sicurezza passiva
Testa
14
14
Criteri di lesione
Testa
Head Injury Criterion – ECE, FMVSS e FAR
Sicurezza passiva
2.5
t2

 1
 

HIC = max (t2 − t1 ) ⋅ 
a
(
t
)
dt

 t2 − t1 ∫t
 

1

 

15
a(t) = accelerazione
15 risultante in g
t1, t2 = estremi intervallo che danno valore massimo, limitati a
36 e 15 ms (auto), limitati all’impatto (aero)
Limite: 1000 s
(HIC15 700 s per FMVSS208)
Criteri di lesione
Testa
Criterio di accelerazione max – ECE
Sicurezza passiva
amax = max [a (t )]3ms
16
16
Criteri di lesione
Limite: 80 g
Collo
NIC-ECE, impatto frontale, criterio time-at-level
3.5
Tensile
Shear
3
17
Load [kN]
Sicurezza passiva
2.5
2
17
1.5
1
0.5
0
0
Criteri di lesione
20
40
60
Time [ms]
80
100
Collo
NIC-EuroNCAP, impatto frontale, criterio time-at-level
Sicurezza passiva
shear
18
18
Criteri di lesione
Collo
Sicurezza passiva
NIC-EuroNCAP, impatto frontale, criterio time-at-level
19
19
Criteri di lesione
compression
Collo
NIC-EuroNCAP, impatto frontale, criterio time-at-level
Sicurezza passiva
tension
20
20
Criteri di lesione
Collo
NIC-FMVSS, impatto frontale, criterio di forza max
Mod ATD
Fz max
[N]
Fz min
[N]
4170
-4000
2620 (2070*)
-2520
Hyb III – 6Y
1490
-1820
Hyb III – 3Y
1130
-1380
780
-960
Sicurezza passiva
Hyb III – 50°
21
Hyb III – 5°
21
CRA – 1Y
*: out of position
Criteri di lesione
Collo
Nij-FMVSS, impatto frontale, criterio di misura max
NTE tension-extension
Sicurezza passiva
FZ
M Yocc
Nij =
+
FZ lim M Y lim
22
22
NTF tension-flexion
NCE compression-extension
NCF compression-flexion
FZ = forza assiale
Fzlim = forza assiale limite
MYocc = momento flettente al condilo occipiale
MYlim = momento flettente limite
Criteri di lesione
Limite: 1.0
Collo
Definizione di momento flettente al condilo occipitale
Sicurezza passiva
M Yocc = M Y − FX ⋅ D
23
23
FX = forza di taglio antero-posteriore
D = distanza tra l’asse di misura e l’asse del condilo occipitale
(variabile tra 10 e 20 mm col modello di ATD e cella di
carico)
Criteri di lesione
Collo
Sicurezza passiva
Forze e momenti limite
24
Mod ATD
FZlim+
[N]
FZlim[N]
MYlim+
[Nm]
Mylim[Nm]
Hyb III – 50°
6806
-6160
310
-135
4287 (3880*)
-3880
155
-67
Hyb III – 6Y
2800*
-2800*
93*
-37*
Hyb III – 3Y
2120*
-2120*
68*
-27*
Hyb III – 1Y
1460*
-1460*
43*
-17*
Hyb III – 5°
24
*: out of position
Criteri di lesione
Collo
Criterio dei momenti limite - impatto frontale - FMVSS
M Yflex = max[M Y (t )]
Sicurezza passiva
M Yext = min[M Y (t )]
25
25
Criteri di lesione
Limiti: +190 / -57 Nm
Torace
Viscous Criterion – ECE e FMVSS
Sicurezza passiva
Y dY
VC = k ⋅ ⋅
D dt
26
k = costante associata ATD (1.3 e 1.0)
Y = schiacciamento26misurato
D = costante associata ATD (tra 138 e 254 mm)
Limite: 1 m/s
Criteri di lesione
Torace
Thoracic Trauma Index – FMVSS
Sicurezza passiva
amax ( rib) + amax ( spi )
TTI =
2
27
amax(rib) = massima accelerazione della prima o ultima costola
27 accelerazione colonna lombare
amax(spi) = massima
Limite: 90 g
Criteri di lesione
Torace
Thoracic Compression Criterion – ECE e FMVSS
Sicurezza passiva
ThCC = Ymax
28
Ymax = max compressione sterno-colonna
28
Limite: 76.2 mm FMVSS,
52 e 42 mm ECE
Criteri di lesione
Torace
Tensione cinture superiori – FAR
SB1 = max( F1 , F2 )
Sicurezza passiva
SBtot = F1 + F2
29
F1,2 = max tensione cinture superiori
29
Limite: 7.78 kN e 8.9 kN
Criteri di lesione
Addome
Forza max – impatto laterale - ECE
Sicurezza passiva
APF = max( FYfront + FYmid + FYrear )
30
Fyfront, mid,rear = forza laterale misurata in tre punti
30
Limite: 2.5 kN
Criteri di lesione
Bacino
Accelerazione max – FMVSS
Sicurezza passiva
PPA = amax
31
31
Criteri di lesione
Limite: 130 g
Colonna lombare
Forza di compressione max – FAR
Sicurezza passiva
LF = Fmax
32
32
Criteri di lesione
Limite: 6670 N
Femore
Forza compressione max – ECE, FMVSS e FAR
Sicurezza passiva
FFC = Fmax
33
33
Criteri di lesione
Femore
Sicurezza passiva
Limite FFC-ECE:
34
34
Limite FFC-FMVSS e FAR: 10 kN
Criteri di lesione
Tibia
Tibia index - ECE
MR
FZ
TI =
+
M R lim FZ lim
Sicurezza passiva
M R = M X2 + M Y2
35
35
MX,Y = momenti flettenti
MRlim = valore di riferimento dipendente da ATD (115 – 307 Nm)
FZ = forza di compressione
FZlim = valore di riferimento dipendente da ATD (22.9 – 44.2 kN)
Limite: 1.3
Criteri di lesione
Tibia
Tibia Compression Force Criterion - ECE
Sicurezza passiva
TCFC = FZ max
36
36
Criteri di lesione
Limite: 8 kN