更安全的自行车头盔的几何设计
通过在减震材料中使用新的几何形状，哥德堡大学和伊斯法罕大学的研究人员开发了一种自行车头盔，可以更好地防止头部受伤。 该材料通过双侧收缩来吸收冲击。 自行车头盔对于保护骑行者免受头部受伤非常重要，但传统设计在冲击吸收和贴合性方面存在局限性。 哥德堡大学和伊斯法罕大学的研究人员在伊朗设计了一种自行车头盔，其减震材料利用了所谓的 auxetic 超结构。 该材料采用特殊的几何图案设计，与传统泡沫衬垫相比，在冲击条件下的表现不同。 “当暴露于撞击能量时，衬垫材料会收缩，这提高了对冲击能量的吸收，这意味着在事故中降低骑自行车者头部受伤的风险，”副教授 Mohsen Mirkhalaf 说哥德堡大学的材料力学和物理学。 几何结构是关键 这项研究发表在《国际固体与结构杂志》上，将已知的 auxetic 超结构与计算机模拟和优化技术相结合，以开发更安全的自行车头盔。 “我们使用了一种特定的设计优化方法来确定最佳的几何配置，以最大限度地减少碰撞力。 材料结构的几何结构是关键因素。 Mohsen Mirkhalaf 说。 最后，在 3D 打印机上打印了新头盔的保护层以进行测试。 选择的材料是一种塑料，一种超弹性聚合物，它可以发生显著的变形并恢复到原来的形状。 对新头盔的两种不同类型冲击的标准测试表明，它可以更好地保护头部。 可以定制 “拉伸时横向膨胀的生长超结构的知识已经存在了将近 40 年。 然而，由于 3D 打印技术的进步，不同超结构的发展呈爆炸式增长。 Mohsen Mirkhalaf 说。 新的头盔设计不仅提供了更好的保护，而且重量更轻，而且可以使用 3D 打印根据个人头部形状定制 auxetic liner。 这对专业运动员或难以找到舒适头盔的人来说是有益的。 这项研究是朝着更智能的防护迈出的一步设备，这些设备最终不仅可以用于骑行，还可以用于其他需要防撞保护的区域。 “随着技术的进一步发展，这项技术可能会带来更安全、更舒适、更可定制的新一代自行车头盔。 尽管 3D 打印技术目前比大规模生产的泡沫衬垫更昂贵，但随着该技术得到更广泛的应用，预计成本将下降。 将来，甚至有可能拥有按需打印个性化头盔，确保每位骑手都能得到最好的保护。