Studio e riformulazione dei criteri di lesione della testa attraverso il modello di corpo umano THUMS

In this work a reformulation of some of the head injury criteria is presented. Such reformulation is based on an accurate analysis on the ones well-established in the field of passive safety. The numerical models used are: Hybrid III 50th percentile, an anthropomorphic test numerical model, and Total Human Model for Safety (THUMS), currently the most innovative model of human body. The procedure consists of two phases: the first one defines the reference configurations, when the brain injury reaches a defined threshold determined with the Cumulative Strain Damage Measure (CSDM). Due to the physical meaning of this measure, this kind of information can only be achieved thorugh the use of the THUMS. The second phase is characterized by the calculus of the injury criteria in the reference configurations (frontal, lateral and from above), based on the measures obtained with the Hybrid III. This procedure allows to relate all the physical characteristics investigated and to assess the classical injury criteria. The reformulation of the Head Injury Criterion (HIC) is made up of three different steps, with three different approaches. The first two approaches are characterized by the introduction of three factors, one for each acceleration component. The third approach is meant to scale the global acceleration with a single factor. The analysis of the Brain Injury Crierion (BrIC), supported by the measures of the angular velocities components on the model of Hybrid III, led instead to the redefinition of the critical coefficients and the coefficients of the angular velocities considered.

Il presente lavoro si propone di riformulare alcuni criteri di lesione della testa, a seguito di una attenta analisi dei più noti, in ambito della sicurezza passiva. I modelli di riferimento utilizzati sono: il modello di manichino antropomorfo Hybrid III 50 ◦ percentile e il modello Total Human Model for Safety (THUMS), ad oggi il più avanzato modello di corpo umano. Il processo si compone di due fasi fondamentali: la prima è volta a definire le confi- gurazioni di riferimento, ossia tali per cui il danno subito dal cervello raggiunga un determinato valore, quantificato attraverso il Cumulative Strain Damage Measure (CSDM). Data la natura delle grandezze in gioco, questo tipo di informazioni è ricavabile esclusivamente dal modello di corpo umano, THUMS. La seconda è volta al calcolo dei criteri di lesione, nelle configurazioni di riferimento (frontale, laterale e dall’alto), a partire dalle grandezze ottenute dai modelli di manichino antropomorfo. Questo processo consente di mettere in relazione le grandezze in esame e di procedere ad una rivalutazione dei criteri classici di lesione. La riformulazione dell’Head Injury Criterion (HIC) è articolata in tre fasi, carat- terizzate da tre differenti approcci. I primi due si traducono nell’introduzione di tre coefficienti moltiplicativi, uno per ogni componente di accelerazione, il terzo si propone di scalare, con un unico fattore, l’accelerazione globale. Differentemente, l’analisi del Brain Injury Crieterion (BrIC) ha condotto ad una ridefinizione dei coefficienti critici e delle componenti di velocità angolare considerate, noti gli andamenti delle velocità angolari, ottenuti dal modello di Hybrid III.