wpływ trójpunktowych pasów bezpieczeństwa na stan obciążenia

Bartłomiej OLECH,Studenckie Koło Naukowe Biomechatroniki „Biokreatywni” przy
Katedrze BiomechatronikiPolitechniki Śląskiej
Bożena GZIK-ZROSKA,Katedra Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych,
Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska
Kamil JOSZKO,Katedra Biomechatroniki, Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii
Biomedycznej, Politechnika Śląska
WPŁYW TRÓJPUNKTOWYCH PASÓW BEZPIECZEŃSTWA NA
STAN OBCIĄŻENIA KLATKI PIERSIOWEJ PODCZAS
WYPADKÓW KOMUNIKACYJNYCH
THE INFLUENCE OF THREE-POINT BELTS ON THE LOAD
CONDITION OF THE CHEST DURING ROAD ACCIDENTS
Słowa kluczowe:model dynamiczny, klatka piersiowa, multibody
1. WSTĘP
Z roku na rok w krajach Unii Europejskiej notuje się spadek liczby wypadków
samochodowych. Pomimo to w Polsce w 2013 roku doszło do prawie 40 tysięcy wypadków
drogowych, w których ponad 3 tysiące osób poniosło śmierć [2, 3].
Przy projektowaniu pojazdów samochodowych bardzo ważną rolę odgrywa
bezpieczeństwo osób znajdujących się wewnątrz. Na przestrzeni lat pracowano nad
polepszeniem bezpieczeństwa zarówno kierowcówjak i pasażerów. Obecnie obowiązujące
systemy bezpieczeństwa można podzielić na systemy czynne oraz biernie. Systemy czynne
mają za zadanie zmniejszać ryzyko wystąpienia kolizji, natomiast do systemów czynnych
zalicza się m.in.: układy wspomagające hamowanie (ABS, ASR, ESP), aktywne zawieszenie,
kontrolę trakcji, które mają na celu zmniejszenie skutków kolizji drogowej. Do
najważniejszych biernych systemów można zaliczyć [1]: konstrukcję i kształt nadwozia,
kontrolowane strefy zgniotu, elementy chroniące pieszego: brak ostrych krawędzi,
odpowiedni kształt i konstrukcja maski i zderzaków, poduszki i kurtyny boczne,pasy
bezpieczeństwa wraz z napinaczami.
Obecnie obowiązkowym elementem bezpieczeństwa w samochodach osobowych są
zwijane pasy bezpieczeństwa. Na rynku istnieje wiele różnych rozwiązań konstrukcyjnych.
Najpowszechniej stosowane są pasy trójpunktowe. Głównym zadaniem stawianym pasom
bezpieczeństwa jest utrzymanie kierowcy lub pasażera w fotelu w momencie uderzenia oraz
opóźnienie uderzenia głowy w poduszkę powietrzną. W skład pasów bezpieczeństwa
wchodzą: pas piersiowo-naramienny oraz pas biodrowy [1].Nieodłącznym elementem pasów
bezpieczeństwa są napinacze. Znajduje się one przy mocowaniu pasa biodrowego od strony
drzwi. Jest to pirotechniczny nabój, który eksploduje podczas uderzenia przyciągając
siedzącego do fotela i utrzymując go w jednej pozycji [1].
XII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 94
2. METODYKA BADAŃ
W niniejszej pracy podjęto próbę przeanalizowania wpływu działania trójpunktowych pasów
bezpieczeństwa na stan obciążenia klatki piersiowej podczas wypadków komunikacyjnych.
W tym celu opracowano przestrzenny, dynamiczny model klatki piersiowej na bazie
obrazów CT. Do przeprowadzenia symulacji wykorzystano oprogramowanie MADYMO.
Modelowanie dynamiczne najczęściej wykorzystywane jest w branży motoryzacyjnej, ze
względu na możliwość otrzymania wartości przemieszczeń, prędkości i przyspieszeń
analizowanych podczas wypadków samochodowych. Najczęściej wykorzystywanymi
programami do symulacji wypadków i projektowania systemów bezpieczeństwa są programy
MADYMO i PAM-CRASH. Modelowanie daje możliwość przewidywania skutków i analizy
zachowań badanych obiektów, bez konieczności prowadzenia drogich, niepowtarzalnych i
często inwazyjnych eksperymentów. Model uwzględnia następujące elementy:
 11 kręgów piersiowych (od Th1 do Th11),
 11 par żeber,
 żebra chrzęstne,
 mostek z wyszczególnieniem rękojeści, trzonu i wyrostka mieczykowatego.
Rys. 1. Model klatkipiersiowejwykonany w programieMadymo
3. PODSUMOWANIE
Opracowany model dynamiczny klatki piersiowej daje możliwość analizy obciążeń
powstających w połączeniach poszczególnych elementów podczas zderzenia czołowego.
Dzięki temu możnaprzewidywać miejsce oraz stopień wystąpienia urazów w trakcie
wypadków samochodowych.
LITERATURA
[1] Fundowicz P., Radzimierski M., Wieczorek M.: KonstrukcjaPojazdówSamochodowychWSiP, Warszawa 2010
[2] Wypadkidrogowe w Polsce w 2013 roku- ITS, Warszawa 2014
[3] http://ec.europa.eu/polska/news/140331_wypadki_drogowe_pl.htm