Τυποποίηση και έλεγχος ποδηλατικού κράνους μέσω προσομοίωσης πρόσκρουσης αναβάτη

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται και αναλύονται τα πειραματικά αποτελέσματα από τις δοκιμές τεσσάρων κοινών ποδηλατικών κρανών του εμπορίου με σκοπό την διεξαγωγή συμπερασμάτων για την ορθή λειτουργία τους και το συγκριτικό επίπεδο ασφαλείας τους. Στις δοκιμές προσομοιώθηκε η πτώση ενός μέσου αναβάτη από το ποδήλατο και κατ' επέκταση η πρόσκρουσή του με το έδαφος. Αυτό επιτεύχθηκε με χρήση της σφύρας πίπτουσας μάζας του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου. Οι τέσσερις δοκιμές έλαβαν χώρα με βάση το Ευρωπαϊκό Πρότυπο 13087-2:2000. Επίσης, αναλύθηκε η συμπεριφορά των υλικών τα οποία αποτελούν τα εν λόγω ποδηλατικά κράνη και πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί της μέγιστης ασκούμενης δύναμης από την πίπτουσα μάζα στο ποδηλατικό κράνος αλλά και της ώθησης. Υπολογίστηκε, επίσης, η ενέργεια πρόσκρουσης της πίπτουσας μάζας και αναλύθηκε η σχέση όλων αυτών των παραμέτρων αλλά και πως αυτή η σχέση επηρέασε τελικά το αποτέλεσμα. Οι πειραματικές διαδικασίες και οι υπολογισμοί πλαισιώθηκαν από βασικές πληροφορίες, γνώσεις και στατιστικές οι οποίες μας βοήθησαν να κατανοήσουμε τη φύση του φαινομένου και τη συμπεριφορά των ποδηλατικών κρανών.

In this paper we present and analyze the experimental results from testing four common bicycle helmets of the market in order to draw conclusions for the proper functioning and the comparative security level. In the four tests we simulated the fall of an average rider off the bike and hence the impact of his head with the ground. This was achieved using a falling mass of the hammer from the National Technical University of Athens. The four tests were conducted based on the European Standard 13087-2:2000. We, also, analyzed the behavior of the materials constituting these bicycle helmets and calculations were made of the maximum force exerted by the mass fall in bicycle helmet and thrust. We calculated the energy of impact of the falling mass and analyzed the relationship of all these parameters and how this relationship influences, ultimately, our result. The experimental procedures and calculations were supplemented by basic information, knowledge and statistics that help us understand the nature of the phenomenon and the behavior of bicycle helmets.