Numerical Study on the Strength Safety and Displacement Behaviors of a Helmet

헬멧의 강도안전과 변형거동에 관한 수치적 연구

This paper presents the numerical study on the strength safety and displacement behaviors of a helmet, which is to protect impact forces and to absorb the impact energy. Four different helmet models including a bead frame and a corrugation damper have been analyzed for the stress and the displacement characteristics by using the finite element method. The computed FEM results show that the bead frame on the summit area of the helmet is very useful to increase the strength safety of the helmet, and the corrugation damper on the lower part of the helmet may increase the energy absorption capacity. Thus, this paper recommends the bead frame and the corrugation damper as new design elements of the helmets.

본 논문은 외부의 충격력을 차단하고, 충격에너지를 흡수하는 헬멧의 강도안전과 변형거동에 대한 수치적 연구를 수행한 것이다. 기존헬멧과, 보강뼈대와 주름댐퍼를 추가적으로 설치한 4개의 헬멧모델에 대한 응력 및 변형거동을 유한요소법으로 해석하였다. 헬멧의 정상부에 보강뼈대를 설치하면 헬멧의 강도 안전 향상에 유용하고, 헬멧의 하단부에 주름댐퍼를 설치하면 충격에너지 흡수효과가 우수하다는 것을 FEM 해석결과를 통해 확인할 수 있었다. 따라서 첨단헬멧을 안전하게 설계하기 위해서는 보강뼈대와 주름댐퍼를 새로운 설계요소로 고려할 것을 권장한다.