車 力 年 車 降 車 料 車 數 年 度 年 例 例 了 率 了 車 例 車 車 了 車 車 車 率 車 來 率 都 易 力 力 來 車 車 益 年 車 不 度 度 力 立 1. 車 落 力 車 2. 車 (C3 ~C7) 車 3. 車 易 4. 車 易 不 了 車 來 車 車 力 更 度
Key words: Spinal injury, Air jacket, Motorcycle crash simulation, Finite element analysis, Biomechanics Since the enforced regulation executed in Taiwan on June 1 St of 1997, the death rate due to the head trauma resulted from car accident has dropped dramatically. However, in contrast to the 23 % decrease rate of head trauma cause the death rate resulted from chest or spine was increased by 22%. The statistic analysis shows that the thorax, spine, as well as knee and tibia are the most frequent injure segments. Most of body protect devices are focused on either head such as helmet, or four limbs such as arm or knee guard. However, except head those limb injuries rarely result in traumatic death. The idea of using air jacket for motorist body protection has been invented for recent years. But no biomechanical support the effect of protection. Spine is the most organ to be injured but few study to investigate the spinal column injury of motorcyclist when impact. The purpose of this study is to combine the dynamic mode analysis, biomechanics impact test, and finite element analysis to evaluate the mechanism of body injury and further to develop an effective protective device-air jacket. The study is proposed for three years 1) the first year using ADMAS system to evaluate the impact of motorcycle in crash, the biomechanical evaluation of kinematics and kinetics of motorcyclist when crash. The conclusions of present study are 1. The head-on, Lateral and Rear end collision resulted in serious injury on the head at time of impact occurrence, while dropped to the floor back and sacrum were in fatal injury. 2. All collision resulted in fatal damage on lower cervical spine segments (C3 to C7). Among that, the lateral impact was more profound and had serious injury over the back. 3. The extremities were suffered impact fractures in all the collision cases; therefore, additional protection is needed to prevent limbs from bone fracture. 4. The body segments of head, chest, spine and back are all exposed in dangerous especial after cullied with floor, therefore, the prevention device should cover as much as body surfaces as possible. The cervical spine needs external protect to eliminate the external torsion and whiplash effect and results in cervical spine rupture.
車 便 車 不 省 車 率 率 車 數 車 70% 車 1.5 1 車 車 度 車 行 暴 露 車 率 車 度 車 來 車 車 兩 車 行 來 1. ( Head-On Collision): 車 不 行 車 180 度 135 度 2.( Lateral Collision ): 兩 車 行 車 度 45 度 135 度 3. ( Side-Swipe Collision ): 兩 車 行 度 45 度 0 度 4.(Rear-End Collision): 兩 車 行 行 車 度 0 度 2 力 來 車 車 益 年 車 不 度 度 力 立 年 力 不 車 益 年 力 力 益 年 年 度 車 車 力 來 車 了 了 車 力 兩 車 易 車 度 度 力 益 列 1. HIC 列
HIC t 1 2. 5 = a ( t ) dt max t 2 ( t 1 t 2 ) t 1 t 2 t1-t2 36 HIC 1000 3 2. 力 6003N 8288N 度 4 3. Myers 5 力 17.2 ± 5.1 Nm Panjabi 6 -Compression 力 1.78-4.45kNKupferschmid 7 車 車 車 Robertson 8 O Connor 9 車 車 車 率 54.8 % 54.5 % 車 Nieboer 10 利 車 來 車 利 MADYMO 來 來 Jarra 11 料 料 ( 1) 利 度 12 15 數 車 不 度 McGuan 13 立 Hybrid III ADAMS 來 車 車 了 行 Wang. Sakurai 14 MADYMO3D 來 車 車 車 車 車 車 度 車 力 Hybrid III50% 立 LifemodHybrid III50% 量 1 1: 量 量 Kg 量 Kg 4.9 7.0 1.22 3.22 2.0 2.0 1.8 13.7 1.44 6.6 0.42 7.9
料 jarrah 料 7 利 LifeMod50%Hybrid III 度 1.28 度 18km/hr1 落 滑 數 0.1 度 料 參 數 1: 2 Hybrid III 90 度 度 量 23.4 度 1.28 (18KM/hr 度 力 度 數 力 沈 量 車 車 ADAMS 立 車 車 車 量 100 車 量 1200 車 2 度 2 車 力 量 度
車 車 度 車 度 km/hr 車 度 km/hr 55 35 35 34 54.7 35 62 22 2: 車 車 ADAMS 論 ADAMS 度 3 度 量 數 10 不 率 肋 10 不 率 LifeMod Solid 率 料 行 3 度 車 車 車 車 易 易
利 力 量 () 車 度 3 : Resultant impact force on each body segment 車 度 車 度 度 力 量 力 量 力 量 易 了 力 量 易 肋 落 了 力 量 了 車 力 離 車 易 車 車 車 力 力 落 力 連 連 度 力 -Extension torsion Lateral bending 度 力 Whiplash HyperExtension Hyperflexion 力 4. 車 落, 力 15874N( t=0.9, t=1.05 second)
5. 落, 力 10003N( t=0.75, t=1.05 second) 6. 落 力 11320N, 力 9391N( t=1.92, t=2.12 second) 4: Maximum angle and torque of upper neck during impact Sagittal Transverse Frontal Max. data Angle Torsion Angle Torsion Angle Torsion Head on 32 18Nm 12 19Nm 16 19Nm Extension Extension Lateral 27 30Nm 27 21Nm 41 56Nm Side-swipe 11 11 Nm 6 10 Nm 10 10 Nm Rear end 56 21 Nm 9 16 Nm 16 22Nm
5: Maximum angle and torque of lower neck during impact Sagittal Transverse Frontal Max Angle Torsion Angle Torsion Angle Torsion Head on 34 Extensio Lateral n 27 Side-swipe 48 Rear end 71 62Nm 28 73Nm 45 26Nm Extensi on 20 155Nm 120Nm 71 47Nm 57 Nm 21 36 Nm 42 22 Nm 57 Nm 33 59 Nm 44 32 Nm 5 力 量 力 車 力 力 車 力 Whiplash 力 57Nm 度 力 力 車 易 (10033N)(11320N) 力 量 車 車 力 量 神 見 更 車 車 度 不 度 不 車 車 不 力 量 論 1. 車 落 力 車 2. 車 (C3 ~C7) 車 3. 車 易 4. 車 易 不 5. 了 車 來 車
車 力 更 度 6. 不 易 復 車 年 車 了 車 更 不 易 復 車 參 1. 87 年 車 行, 車 論 pp. 130-141 2. 2002 車. 立 論 3. FMVSS 208Federal Motor Vehicle Safety Standards(1990).Side Impact Protection. Federal Register, Docket No.88 C6,Notice8, RIN 2127-AB86, Vol55, No.210, Oct.30, pp45721 45780,. 4. Patrick L. M.,. Mertz H. J, and Kroell C. K., ( 1969). Cadaver Knee, Chest and Head Impact Loads, Proc. 11 th Stapp Car Crash Conf., Society of Automotive Engineers, New York, SAE 670913,. 5. Myers B.S., McElhaney J.H., Doherty B.J., Paver J.G., Gray L., (1991). The role of torsion in cervical spinal injury. Spine Vol16, No.8, pp870-874,. 6. Panjabi M. M.,(1995) CERVICAL SPINE PROTECTION REPORT, Prepared for NOCSAE 7. Kupferschmid, J. P., Weaver, M. L., Raves, J. J., Diamond, D. L., (1989). Thoracic spine injuries in victims of motorcycle accidents. Journal of Trauma-Injury Infection & Critical Care. Vol.29, No.5, pp593-6 8. Robertson, A., Giannoudis, P. V., Branfoot, T., Barlow, I., Matthews, S. J., Smith R. M., (2002). Spinal injuries in motorcycle crashes: patterns and outcomes. Journal of Trauma-Injury Infection & Critical Care. Vol53, No.1, pp 5-8. 9. O Connor P.,(2002). Incidence and patterns of spinal cord injury in Australia, Accident Analysis and Prevention.Vol. 34, pp 405 415. 10. Nieboer J.J., Goudswaard A.P., Wismans J.,1991. Computer Simulation of Motorcycle Airbag Systems, TNO Crash-Safety Research Centre Delft, Nov. 4-7. 11. Jarrah M., Qassem W., Othman M., and Gdeisat M.,1997. Human body model response to mechanical impulse, Med. Eng. Phys, Vol. 19, No. 4, pp. 308-316. 12. Haung S.C.,1998. Analysis of human body dynamics in simulated rear-end impacts, Human movement Science, Vol. 17, pp. 821-838.
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