Uppsatsen bygger på att undersöka vilka material samt processer som är lämpliga att använda i framtagning av en materialmatris för en textil cykelhjälm. Uppsatsen ämnar till att presentera en materialsammansättning, som dels uppfyller de tekniska krav som ställs på cykelhjälmar samt med sin utformning locka en medveten konsument. Den medvetna kunden är intresserad av nya tekniska innovationer, är mån om säkerhet och hälsa samt intresserar sig för färg och form. / Program: Textil produktutveckling och entreprenörskap

Företaget Mips har utformat en teknik vilket ökar skyddet mot hjärnskador vid olyckor då det sker ett islag mot huvudet och hjälm används. Tekniken är ett utformat glidskikt mellan hjälmens yttre skal och användaren som minskar rotationsvåldet mot hjärnans nervtrådar i huvudet. Vid islag mot bakhuvudet hjälper däremot inte glidskiktet i den mån som önskas enligt Mips. Detta är på grund av att storleksjusteringen vid bakhuvudet för hjälmen agerar som en fast punkt för det annars roterande glidskiktet. Gruppen har därför undersökt alternativa lösningar och utformningar av glidskiktet för att öka den positiva effekten vid islag mot bakhuvudet. Gruppen har som mål att komma med flera lösningsförslag på utformning av glidskiktet för att undkomma den fasta punkten och integrera glidskikt med storleksjusteringen. Under projektet ska gruppen göra en förstudie av dagens lösningar och varför det finns ett problem idag. Förutom att göra en förstudie ska gruppen även tillverka fysiska prototyper och utföra funktionstester som påvisar en förbättring enligt uppdragsgivarens testmetod. De flesta av dagens lösningar för justering i höjdled av justersystemet använder sig av ett snäppförband. Gruppen har valt att använda ett standardiserat justersystem från uppdragsgivaren som konceptframtagningen kommer utgå från. Gruppen valde därefter att skapa tre olika prototyper som berör stiften. De tre olika innefattar ändringar av stiftens utformning, ta bort stiften och behålla stiftens ursprungliga utformning. Gruppen genomförde därefter tester enligt uppdragsgivarens testmetod för att komma fram till effekten av de olika koncepten. För att väga de olika idéerna mot varandra användes en beslutsmatris där olika relevanta parametrar värderas. Gruppen har med hjälp av beslutsmatrisen beslutat om rekommendationer för vidare arbete. De två lösningsförslag som gruppen rekommenderar vidare arbete med är idé 1 och idé 3 då de ses med störst potential enligt beslutsmatrisen. Båda de presenterade lösningsförslagen har olika potential beroende på förutsättningar. / The company Mips has developed a technology that enhances protection against brain injuries in accidents where there is an impact to the head while wearing a helmet. The technology consists of a designed low friction layer between the helmet's outer shell and the user, reducing the rotational force on the brain's nerve fibers inside the head. In cases of impacts to the back of the head, the low friction layer doesn't provide as much help as desired by Mips. This is because the size adjustment acts as a fixed point in the back of the head for the otherwise rotating low friction layer. Therefore, the group has investigated alternative solutions and designs of the low friction layer to enhance its effectiveness in impacts to the back of the head. The group aims to propose several design solutions for the low friction layer to avoid the fixed point and integrate it with the size adjustment. During the project, the group will conduct a preliminary study of current solutions and why there is a problem today. In addition to the preliminary study, the group will manufacture physical prototypes and perform functional tests demonstrating improvement according to the client's testing method. Most of today's solutions for height adjustment of the adjustment system use a snap-fit solution. The group has chosen to use a standardized adjustment system from the client as the basis for concept development. The group then decided to create three different prototypes concerning the pins. The three different prototypes include changes to the design of the pins, removing the pins, and retaining the original design of the pins. The group then conducted tests according to the client's testing method to determine the effectiveness of the different concepts. To weigh the different ideas against each other, a decision matrix was used where various relevant parameters were evaluated. With the help of the decision matrix, the group has decided on recommendations for further work. The two solution proposals that the group recommends for further work are idea 1 and idea 3 as they are seen to have the greatest potential according to the decision matrix. Both presented solution proposals have different potential depending on the conditions.

The aim with this master thesis was to set up a FE-simulation of an impact test of a bike helmet in LS-DYNA that correlates well with the peak acceleration score of a real life impact test. Furthermore, a parametric study has been performed in LS DYNA to investigate the robustness of the model, as well as to see which parameters have a great influence on the peak acceleration score. To investigate the acceleration of the helmet, helmet drop tests have been performed at the Borås RISE lab. Building an FE-model of the helmet drop test required multiple iterations to ensure stability and accuracy of the model. The steps of the modelling process included investigating previous simulations of helmet impacts in LS-DYNA, preprocessing of CAD, defining material models and establishing contact and boundary conditions. The parameters that have proven to have a great impact on the peak acceleration value are the tensile stress cutoff, the PC shell thickness, the strain rate dependency, and the EPS thickness. A conclusion of this work is that FE modelling is a way to approximate the peak acceleration value for linear impact tests, and a useful tool for investigating design parameters. The density of the EPS foam is shown to have a large influence on the peak acceleration value in both the experimental tests and the FE simulation. From the FE simulationns, the thickness of the EPS, as well as the thickness of the PC shell have shown to have a great impact on the peak acceleration score. / Syftet med denna masteruppsats var att sätta upp en FE-simulering av ett islagstest för en cykelhjälm i LS-DYNA som korrelerar bra med experimentella islagstest. Vidare har en parametrisk studie utförts i LS DYNA för att undersöka modellens robusthet, samt för att se vilka parametrar som har en stor påverkan på maxaccelerationen. För att undersöka hjälmens acceleration, har islagstester av cykelhjälmar utförts på RISE lab i Borås. För att bygga en FE-modell av ett islagstest krävdes flera iterationer för att säkerställa modellens stabilitet och noggrannhet. Stegen i modelleringsprocessen inkluderade undersökning av tidigare simuleringar av hjälmar i LS-DYNA, förbearbetning av CAD-filer, definiering av materialmodeller och upprättande av kontakt och gränsvillkor. De parametrar som har visat sig har en stor inverkan på det maximala accelerationsvärdet är dragspänningsgränsen, skaltjockleken på PC:n, töjningshastighetsberoendet och EPS-tjockleken. En slutsats av detta arbete är att FE-modellering är ett sätt att approximera värdet på maxaccelerationen för linjära islagstester och ett användbart verktyg för att undersöka designparametrar. Densiteten av EPS-skum har visat sig ha en stor inverkan på maxaccelerationsvärdet i både experimentella tester och FE-simuleringen.