SU1415105A1

SU1415105A1 - Bed for impact test of helmets

Info

Publication number: SU1415105A1
Application number: SU874173001A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Сосенков; Артемий Федорович Кобылкин; Валерий Константинович Ратников
Original assignee: Предприятие П/Я В-2343
Priority date: 1987-01-04
Filing date: 1987-01-04
Publication date: 1988-08-07

Abstract

Изобретение относитс к испытательной Технике. Целью изобретени , вл етс повьшение информативности испытани . Стенд содержит раму, падающий груз с ударником, установленный под грузом стол 8, модель 9 головы дл установки на ней испытуемого шлема Го, приспособление дл установки модели головы на столе и два силоиз- ерительных преобразовател . Модель головы выполнена со ступенчатым отверстием . Приспособление включает стержень П с буртиком, вставленный в отверстие модели головы и имею - щий регулировочный винт 12 с упором на нижнем конце, стакан 13, закрепленный на столе, закрепленную в нижней части отверсти модели головы направл ющую втулку 14, сопр женную со стаканом, средства фиксации втулки на стакане. Первый силоизме- рительный преобразователь установлен на дне стакана и контактирует с упором регулировочного винта, а второй - на верхнем торце стержн с возможностью взаимодействи со шлемом. Наличие двух силоизмерительных преобразователей позвол ет определить долю энергии удара, воспринимаемой частью испытуемого шлема, соудар - емой с ударником, что повышает информативность испытаний. 5 ил. (ЛThis invention relates to a test technique. The aim of the invention is to increase the information content of the test. The stand contains a frame, a falling load with a hammer, a table 8 mounted under the load, a head model 9 for mounting the tested Go helmet on it, a device for mounting the head model on the table and two load transducers. The head model is made with a stepped hole. The device includes a collar П with a shoulder, inserted into the hole of the head model and having an adjusting screw 12 with an emphasis on the lower end, a cup 13 fixed on the table, a guide sleeve 14 fixed in the lower part of the hole of the head model, coupled with the cup, means fixing the sleeve on the glass. The first force transducer is installed at the bottom of the glass and contacts the stop of the adjusting screw, and the second at the upper end of the rod with the ability to interact with the helmet. The presence of two force transducers makes it possible to determine the fraction of the impact energy perceived by the part of the helmet under test, which is struck with a drummer, which increases the information content of the tests. 5 il. (L

Description

/J/ J

1U1U

; Изобретение отнсзситс к испытательной технике, а именно-к стендам Дл испытани шлемов на удар,; The invention relates to testing equipment, namely, to stands. To test helmets for impact,

Цель изобретени - повышение информативности испытани за счет определени доли энергии удара, воспринимаемой частью испытуемого пше- Wa, соудар емой с ударником.The purpose of the invention is to increase the informativity of the test by determining the fraction of the impact energy that is perceived by the part of the test ps-wa struck with the drummer.

На фиг. 1 изображен предлагаемый |стенд, общий вид, на фиг. 2 - модель головы с испытуемым шлемом и приспо- |собленив дл установки модели головы На столе} на фиг. 3 - сеченйе/А-А, )на фиг. ,2 на фиг. 4 - вид Б на |)иг. , на фиг. 5 - вид В на фиг. 1. ; Стенд содержит раму 1 с траверсой 2. и вертикальными направл ющими 3, расположенный в них подающий груз 4 с ударником 5 и съемными массами |5 которые закрепл ютс гайкой 7, ме-1 анизм подъема и сброса падающего гру а А, установленный под падающим irpysoM 4 стол 8, модель 9 головы дл установки на ней испытуемого шлема 10, приспособление дл установки мо- 1р,е и 9 головы на столе 8, два сило- Измерительных преобразовател , устройства предотвращени повторных ударов . Модель 9 головы вьтолнена со сту пенчатым вдоль центральной оси сквоз- Иым отверстием, средн часть которого имеет меньший диаметр сечени . Цриспособление включает плотно встав- |пеиный в верхнюю и среднюю части от- (версти стержень 11. с буртиком на вернем конце и регулировочным винтом I2 с упором на нижнем конце, стакан 13, закрепленный на столе 8, закрепленную в нижней части отверстии направл ющую втулку 14, сопр женную со стаканом 13, средства фиксации втулки 14 на стакане 13 в виде винта .15. Стержень JJ закреплен гайкой 16, а втулка скреплена с моделью 9 головы с помо- щью шурупов 17. Испытуемый шлем 10 с подложкой 18 закрепл етс на модели 9 головы с помощью пружинных захватов J9, Поворот модели 9 головы вокруг его вертикальной оси определ - етс посредством штифта 20, установленного на стакане J3, и расположением отверстий дл него на втулке 14 Силоизмерителъный преобразователь внцолнен в .виде установленного на основании 21 упругого элемента 22 со сферической поверхностью, на котором наклеиваютс тензддатчики 23. Один силоизмерительный прербразователь ус05 . 2FIG. 1 shows the proposed | stand, general view, in FIG. 2 - a head model with a helmet under test and fitting for mounting a head model on the table} in FIG. 3 - Sechenye / A-A,) in FIG. , 2 in FIG. 4 - view B on |) u. in FIG. 5 is a view of B in FIG. one. ; The stand contains a frame 1 with a crosspiece 2. and vertical guides 3, the loading load 4 with a drummer 5 and removable masses | 5 located in them; which are fixed by a nut 7, me-1 is an anism of lifting and dropping the falling weight A mounted below the falling irpysoM 4 table 8, model 9 of the head for mounting the tested helmet 10 on it, device for mounting 1p, e and 9 heads on the table 8, two power transducers, devices for preventing repeated shocks. The model 9 of the head is made with a step along the central axis through the opening, the middle part of which has a smaller cross-sectional diameter. The cut-out device includes a tightly inserted into the upper and middle parts from (turn the rod 11. With the collar at the return end and the adjusting screw I2 with the stop at the lower end, the cup 13 fixed on the table 8, the guide sleeve fixed in the lower part of the hole 14, mated with the cup 13, the means of fixing the sleeve 14 on the cup 13 in the form of a screw. 15. The core JJ is fixed with a nut 16, and the sleeve is fastened to the head model 9 using screws 17. The test helmet 10 with the substrate 18 is fixed to model 9 heads using spring grips J9, Rotation The piece 9 of the head around its vertical axis is determined by the pin 20 mounted on the cup J3 and the location of the holes for it on the sleeve 14. The measuring transducer is embedded in the form of the elastic element 22 installed on the base 21 with the spherical surface on which the pressure sensors 23 are glued. A single force converter is adopted by05. 2

тановлен на дне стакана 13 и контактирует с упором регулировочного винта 12, а другой силоизмерительный преобразователь установлен на верхнем торце стержнр: Л с возможностью взаимодействи со шлемом Ю. Механизм подъема и сброса груза 4 включает закрепленный на грузе 4 стержень 24 с конусным окончанием, корпус 25 с нгарнирно установленными на нем губками 26, ст нутыми между собой пружинами 27, кулачок 28, ось которого св зана с рычагом 29, с тросиком 30, перекинутым через ролики 31, и руко ткой 32, Губки 26 в сведенном состо нии образуют внизу конусное отверстие , на заплечиках которого может удерживатьс конусное окончание стержн 24,.installed on the bottom of the glass 13 and contacts the stop of the adjusting screw 12, and another load transducer is mounted on the upper end of the rod: L with the ability to interact with the helmet Y. The mechanism for lifting and dumping the load 4 includes a rod 24 fixed to the load 4 with sponges 26 mounted on it, springs 27 mounted between themselves, cam 28 whose axis is connected to lever 29, cable 30 slung over rollers 31 and handle 32, Sponge 26 in a collapsed state form a cone at the bottom e hole on the shoulders of which can be retained tapered rod end 24 ,.

В механизм входит винт 33,. гайка 34 которого в верхней части своим фланцем укреплена поворотно без возможности осевого перемещени , а вниз имеетс штурвал 35. .-В паз винта 33 вставлена шпонка 36, обеспечивающа осевое перемещение винта 33 при вращении штурвала 35. Винт 33 скреплен с корпусом 25 удлинителем ..ЗДГThe mechanism includes a screw 33 ,. a nut 34 of which in the upper part is reinforced with its flange rotatable without the possibility of axial movement, and there is a steering wheel 35 downwards. A key 36 is inserted into the groove of the screw 33, allowing axial movement of the screw 33 when the steering wheel 35 is rotated. The screw 33 is fastened with the extension housing 25. ZDG

Груз 4 имеет стрелку 37, скольз щую по шкале 28 с движком 39 деформации и движком 40 отскока с собачкой 41. С тыльной стороны груз 4 имеет симметрично расположенные два выступа 42 (фиг. 4, взаимодействующие при его движении с устройствами предотвращени повторных ударов.Cargo 4 has an arrow 37 sliding on a scale of 28 with a deformation engine 39 and a rebound engine 40 with a dog 41. On the back side, cargo 4 has symmetrically arranged two protrusions 42 (Fig. 4 interacting with its movement with devices to prevent repeated shocks.

Каждое устройство предотвращени повторных ударов представл ет собой корпус 43 с ползуном 44, пружиной 45, поводком 4 и фиксатором 47, который включает подпружиненный шарик 48 и установлен подвижно в направл ющих 49 корпуса 43, фиксатор 47 нагружен пружиной 50. Корпус 43 имеет хвостовик с прорезными шайбами 51, закрепленными гайками 52 на кронштейне 53, который закрепл етс на направл ющей 3, опира сь на одетую на направл ющую 3 втулку 54. Стол 8 установлен подвижно в горизонтальных направл ющих 55. На нем закреплены подшипники 56, в которых установлен поворотно подвес 57, имеющий рычаги 58 (фиг. 5) с фиксаторами 59, вход щими в отверсти 60. Дл создани дополнительной опоры шлему 10 при боковом ударе, а Также дл повьш ени жесткости при ударе в Each re-shock prevention device is a body 43 with a slider 44, a spring 45, a leash 4 and a latch 47, which includes a spring-loaded ball 48 and is mounted movably in the guides 49 of the body 43, the latch 47 is loaded with a spring 50. The body 43 has a shank with slotted washers 51, fixed nuts 52 on the bracket 53, which is fixed on the guide 3, resting on the sleeve 54 mounted on the guide 3. Table 8 is movably mounted in horizontal guides 55. Bearings 56 are mounted on it; a rotary suspension 57 having levers 58 (Fig. 5) with clamps 59 extending into the apertures 60. To create additional support for the helmet 10 during a side impact, and also to increase rigidity upon impact in

ласти темени введен винт 61 , ввернутый в стол 8.screw 61, screw 61, screwed into the table 8.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

На вьщвинутом столе 8 устанавливаетс нодель 9 головы с испытуемым пшемом 10. От тензодатчика 23 (фиг.З вывод тс провода на осциллограф. Шлем 10 (фиг. 2) одет с подложкой 18 или без нее и закреплен зажимами 9. При этом винт 15 должен быть ослаблен , а винт 61 уперт в подвес 57 (фиг. 1). После этого на груз 4 сле дует установить необходимый ударникOn the mounted table 8, a head 9 is installed with test piece 10. From strain gauge 23 (FIG. 3, wires to the oscilloscope are output. Helmet 10 (FIG. 2) is fitted with or without substrate 18 and fixed with clips 9. At the same time, screw 15 must to be loosened, and the screw 61 rested in the suspension 57 (Fig. 1). After this, the necessary drummer should be installed on the load 4

5и закрепить его, а также установить соответствующие испытани массы5 and fix it, and also set the appropriate test weight

6с зат жкой их гайкой 7. При ударе с малой высоты следует примен ть удлинитель 36 .При ударе с большойBH соты корпус 25 закрепл етс непосредственно на нижнем конце винта 33 Это позвол ет сократить длину винта 33 и его ход на величину длины удлинител 36, а значит убавить количество вращений винта 33 и прин ть меньшую высоту помещени , в котором находитс стенд.6c by tightening them with a nut 7. When striking from a low height, an extension 36 should be used. When striking a large BH cell, the housing 25 is fixed directly to the lower end of the screw 33. This allows the length of the screw 33 and its stroke to be reduced by the length of the extension 36, and it means to reduce the number of rotations of the screw 33 and to accept the smaller height of the room in which the stand is located.

Затем следует вдвинуть стол 8 под ударник 5. Враща штурвал 35, ударник 5 устанавливаетс в состо ние касани с поверхностью шлема 10, После этого двккок 39 деформации став т в соприкосновение с грузом 4, а движок АО отскока - в соприкосновение с движком 39 деформации и замечают соответствующие их положени м делени на щкале 38, а также деление , указанное стрелкой 37. Далее следует, регулиру количество прорезных ша.йб 51 (фиг. 4) с последующей зат жкой гаек 52, добитьс , чтобы шарик 48 коснулс верхних поверхностей выступа 42. После этого необходимо с помощью штурвала 35 (фиг.1) подн ть груз 4 на необходимую высоту . Затем следует пот нуть за руко тку 32, что приведет к раздвиже- TKeytao губок 26 и падению груза 4, при котором будет записана на осциллографе обща сила удара, восприн та пшемом 10, и сила, восприн та ограниченной зоной под шлемом 10, а также вы влена величина деформации шлема 10 под действием ударника 5 как разность начального и конеч ного показаний движка 39 деформации, так как он переместилс на шкале 38 на аналогичную величину, что и ударник 5. Вы витс и величина отскокаThen, table 8 should be pushed under the hammer 5. By rotating the wheel 35, the hammer 5 is in contact with the helmet surface 10. After that, the deformation joint 39 is in contact with the load 4, and the rebound AO engine is in contact with the deformation engine 39 and notice the corresponding positions for dividing on the slit 38, as well as the division indicated by the arrow 37. Next, adjusting the number of slotted holes 51 (Fig. 4) followed by tightening the nuts 52 to make the ball 48 touch the upper surfaces of the protrusion 42 After that you need via hand wheel 35 (Figure 1) to raise the load 4 at the desired height. Then it is necessary to pull the handle 32, which will lead to the spreading of TKeytao jaws 26 and the fall of the load 4, in which the total impact force perceived by the ground 10, and the force perceived by the limited area under the helmet 10, will be recorded on the oscilloscope, as well as The magnitude of the deformation of the helmet 10 under the action of the drummer 5 was found as the difference between the initial and final readings of the deformation engine 39, as it moved on the scale 38 by the same magnitude as the drummer 5. You and the magnitude of the rebound

5 five

груза 4, так при его падении собачка 41 отодвинулась в сторону и пропустила высту п 42 на грузе 4, а при подскоке уперлась в него и переместилась совместно с ним и движком 40 отскока .cargo 4, so when it fell, the dog 41 pushed aside and missed the performance of p 42 on the cargo 4, and when jumping it rested against it and moved together with it and the engine 40 rebound.

Произошло и исключение повторного удара, так как при прохождении выступов 42 (фиг. 4) шарик 48 бьш отжат поскольку фиксатор 47 через ползун 44 упиралс в корпус 43, а при подъеме пружина 45 не позволила шарику 38 заглубитьс , что привело к подъему фиксатора 47 и освобождению ползуна 44, который под вли нием пружины 45 своим концом вьш1ел наружу, создав опорное преп тстствие дл повторного падени груза 4 на шлем 10.There was also an exception of a re-strike, since when the protrusions 42 (Fig. 4) passed, the ball 48 was released because the latch 47 through the slider 44 abutted against the body 43, and when lifting the spring 45 did not allow the ball 38 to go deep, which led to the rise of the latch 47 and the release of the slide 44, which, under the influence of the spring 45 at its end, was outward, creating a supporting obstacle for the repeated falling of the load 4 onto the helmet 10.

В случае осуществлени боковых ударов по шлему 10 .все действи остаютс аналогичными случаю удара по темени, только винт 15 (фиг. 2) должен быть зат нут, силоизмерительные преобразователи отключены. Сила удара определ етс расчетным путём в зависимости от массы свободно падающего груза 4 и высоты падени . Подвес 57 (фиг. 1) необходимо повернуть на необходимейIn the event of side impacts on the helmet 10. All actions remain similar to the case of impact on the crown, only the screw 15 (Fig. 2) must be tightened, the load transducers are disabled. The impact force is determined by calculation, depending on the mass of the free-falling load 4 and the height of the fall. Suspension 57 (Fig. 1) needs to be turned on as needed

угол, совместно с моделью 9 головы.angle, together with the 9 head model.

Claims

Invention Formula

Stand for testing helmets for impact. containing a frame with vertical on governing bodies, a falling weight with a drummer located in them, a table installed under the feed weight, a head model for mounting on the -sheertest helmet, a device for mounting the head model on the table, located between the head model and the table a converter, a mechanism for lifting and dropping a drop weight, characterized in that, in order to increase the information content of the test, by determining the fraction of the impact energy that is perceived by the portion of the test helmet that is hit no one he is supplied

the second force-measuring transducer, the head model is made with a stepped through hole, the middle part of which has a smaller diameter, and the device includes

tightly inserted into the upper and middle parts of the hole is a rod with a bead on the upper conde and an adjusting screw with an emphasis on the lower end, a cup fixed on the table, a guide bush connected to the head model, fixed in the lower part of the head model glass, means of fixing the sleeve on the table, this is the first measurement measure | The breeder is installed on the bottom.

1Д151056

the cup and is in contact with the stop of the adjusting screw, and the second power transducer is mounted on the upper end of the rod with the possibility of interaction with the helmet.

. 3

l

/ 1-A

the form

5Z

56

60

eudS

F1 / g. 5