安全帽受打擊時緩沖、卸力的過程包括：力的緩沖、沖擊能量的吸收、改變沖擊力的方向、力的傳遞等幾個過程。
力的緩沖是通過帽殼頭頂區(qū)、帽頂附近區(qū)域、帽襯的彈性形變，延長沖擊力的作用時間，使瞬時沖擊力下降。計算可參照動量守恒定律：F×△T=M×V，沖擊與緩沖過程是時間很短暫的過程，即使緩沖很好的安全帽，明顯的沖擊力作用時間也不超過15ms。安全帽的彈性緩沖過程不宜用一個數(shù)字公式表達，因為其測試數(shù)據(jù)不僅涉及到力的變化過程還涉及到時間過程，即上述幾個過程可能是同步的，也可能是按一定次序發(fā)生的。
塑料帽殼以帽殼的彈性形變?yōu)橹?，玻璃鋼帽殼以帽襯彈性形變和永久變形為主。
沖擊能量的吸收是通過帽襯或帽殼的永久變形來消除沖擊的作用，受過嚴重沖擊的安全帽一般可以測量出帽襯被明顯拉長。通過透光可以看到帽殼也有明顯的變形余量。
改變沖擊力的方向可以參考軍用鋼盔的作用來理解，帽殼大多具有光滑的表面和近乎流線型的外形。當擊打物接觸帽殼時，打擊物在帽殼上不能保持平衡，產(chǎn)生滑動和翻滾，并以盡可能接近接觸速度的速度離開。在這里保護效果的考核應以墜落物動能的變化為依據(jù)，在保護過程中使墜落物釋放到人頭上的能量越小越好。
力的傳遞是經(jīng)過以上的保護過程，最終傳遞到人頭顱骨在傳遞到寰椎、頸椎逐步消散。
安全帽的保護界限是以人的承受能力加一定的安全系數(shù)得來。頭部防護帽受沖擊時的保護界限各行業(yè)從8KN到3KN不等，國標的保護界限是4.9KN，ISO的保護界限是5.0KN，產(chǎn)生區(qū)別的原因是單位換算系數(shù)的不同。保護界限同時可能發(fā)生傷害的數(shù)值區(qū)間存在不低于3～5KN的安全余量，用于人員個體差異造成危險數(shù)值的不同、檢驗方法的差異如頭模形狀的不同導致檢驗結(jié)果的差異等等。
最嚴酷的沖擊情況是帽頂正中沖擊，整個力的傳遞過程依次為接觸、帽頂變形、帽殼變形、帽襯拉長、顱骨受力、顱底受力、寰椎受力、其余頸椎受力、墜落速度減為零。
在整個沖擊過程中，顱骨受力、顱底受力、寰椎受力、其余頸椎受力、脊柱受力是涉及到人體可能發(fā)生損傷的過程。具體到安全帽，由于頭帶的分散作用，在受沖擊時，顱骨上、側(cè)面受到的局部沖擊力并不大，但經(jīng)過顱骨后，會通過顱底骨骼集中到寰椎再到頸椎。醫(yī)學界認為在帶安全帽受暴力打擊時人體骨骼的脆弱程度依次為寰椎、其他頸椎、顱底、脊柱、顱骨。所以在目前可以件到的研究報告大多是針對寰椎或顱底進行的承受能力研究。
部隊在對飛行員的保護進行研究時檢測發(fā)現(xiàn)當作用力持續(xù)時間在30ms左右顱底可以承受11KN，沒有發(fā)生骨折，隨作用力持續(xù)時間上升顱底的承受能力可能下降到3KN左右。根據(jù)檢驗結(jié)果的統(tǒng)計，佩戴安全帽后發(fā)生沖擊的全部作用時間一般不超過20ms，瞬時沖擊受力過程大約10～12ms。多方的研究結(jié)果表明沖擊發(fā)生時瞬間骨骼的承受能力在現(xiàn)有的保護界限內(nèi)。
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