气囊式头盔防护下的两轮车骑车人头部损伤风险分析

目的 提出一种气囊式头盔缓冲内衬结构,并分析其对两轮车骑车人头部损伤的防护效果。方法 将气囊式内衬应用于自行车（半盔）和摩托车（全盔）两款典型的两轮车骑车人头盔,通过标准GB 24429-2009和法规ECE R22.05测试工况下的有限元碰撞仿真,获得人体头部模型运动学和生物力学响应,从颅骨骨折和颅脑损伤风险角度对比常规聚苯乙烯泡沫塑料（expanded polystyrene, EPS）头盔,综合评价气囊式头盔的防护性能。结果 当气囊压力为0.06 MPa时,气囊式头盔（半盔/全盔）防护下的人体头部颅骨骨折相关量分别小于120 g和150 g,颅骨骨折风险基本低于40%;颅脑最大主应变均小于0.3,轻度脑损伤风险均低于25%;气囊式头盔防护下的人体颅骨骨折和颅脑损伤风险均低于EPS头盔。结论 本文设计的气囊式头盔具有较好的防护效果,能兼顾颅骨骨折和颅脑损伤防护,可以为新型头盔的设计提供基础示例。损伤风险分析也可为骑车人头部损伤应急诊断提供初步参考。