• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.31-37
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• 2008

본 본문에서는 유한요소법을 사용하여 여러 가지 헬멧 모델의 강도안전에 관한 응력과 변형률을 해석하였다. 차세대 헬멧은 작업자의 안전성과 작업성을 높일 수 있도록 제작되어야 하고, 오랫동안 착용해도 불편함이 없으면서 머리를 보호할 수 있어야 한다. 결국 헬멧은 안전하고, 착용성이 좋아야 하며, 헬멧의 모체 구조물을 가볍게 제작해야 한다. 따라서 헬멧은 화재나 가스폭발과 같은 가혹한 작업조건에 잘 견딜 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧모체 구조물의 정상부 지역에 가해졌을 경우 최대응력과 변형률은 하중이 작용되는 지점부위에서 발생하였다. 따라서 헬멧의 모체 구조물에는 보강뼈대를 설치하고 두께를 늘려서 강도안전성을 확보하는 것이 중요하다. 반면에 헬멧의 일반적인 균일한 두게는 줄여서 헬멧의 경량화를 추구하는 것도 중요하다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.24-30
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• 2008

본 본문에서는 유한요소법과 다구찌의 최적설계법을 사용하여 헬멧의 모체 구조물에 대한 응력과 변형률 특성을 소재의 특성치, 헬멧의 두께, 보강뼈대의 수량과 두께의 함수로 각각 해석하였다. 소방관과 가스 작업자의 안전성 확보를 위해 필요한 헬멧에 대한 최적화 설계연구는 외부에서 작용하는 충격력에 대한 강도안전성을 높이고, 충격에너지 흡수력을 강화시킬 수 있는 데이터를 제공하기 때문에 대단히 중요하다. 따라서 헬멧 모체 구조물의 균일한 두께는 헬멧 모체의 중량을 감축하고 변형률 에너지를 높여 준다는 측면에서 줄여야 하지만, 헬멧의 보강뼈대의 수량과 두께는 헬멧의 충격강도를 높여준다는 측면에서 늘려주는 최적화 설계가 추진되어야 헬멧의 안전성은 확보된다는 해석결과를 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.27-32
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• 2009

본 본문에서는 헬멧의 정상부에 별도로 보강뼈대를 설치하지 않은 경우에 헬멧의 두께를 변수로 헬멧 구조물에 걸리는 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 헬멧은 현장 작업자의 안전성과 충격에너지 흡수력을 높일 수 있도록 제작해야 하고, 헬멧을 오랫동안 착용해도 불편함이 없어야 하며, 또한 머리와 목을 보호할 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧의 꼭대기에 가해졌을 때 헬멧에 작용하는 최대응력과 최대변형은 하중이 작용하는 지점에서 발생하고, 최대응력은 헬멧모체 구조물의 초기파손을 일으키는 원인으로 작용하는 것으로 나타났다. 헬멧의 두께를 4mm에서 2mm로 줄이면, 충격에너지 흡수율은 급격하게 증가하지만 헬멧에 작용하는 최대응력은 열가소성 소재의 인장강도 54.3MPa을 많이 초과하므로 파손되었다할 수 있다. 따라서 헬멧의 강도안전을 확보하기 위해서는 헬멧의 정상부에 보강뼈대를 설치하는 것이 바람직하고, 헬멧모체 구조물의 두께를 보다 두껍게 설계할 필요가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.417-428
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• 2017

본 논문에서는 항공기 조종사 지능형 헬멧시현시스템(IHDS, Intelligent Helmet Display System)의 아키텍쳐 설계, 단위 구성품 설계, 핵심 소프트웨어 설계내용(헬멧 자세추적, 고도오차 보정 소프트웨어)을 기술하며, 단위시험 및 통합시험에 대한 결과를 기술한다. 세계적인 최신 헬멧시현시스템 개발 추세를 반영하여 3차원 전자지도 시현, FLIR(Forward Looking Infra-Red) 영상시현, 하이브리드형 헬멧자세추적, 바이저 반사형광학계, 야시카메라 영상시현 및 경량 복합소재 헬멧쉘 등의 사양을 설계에 적용하였다. 특히 3차원 전자지도 데이터의 고도오차 자동보정 기법, 고정밀 영상정합 기법, 다색(Multi-color) 조명광학계, 회절소자를 이용한 투과형 영상발광면, 헬멧자세 추정시간을 최소화하는 추적용 카메라, 장/탈착형 야시카메라, 머리 밀착용 에어포켓 등의 신개념의 설계를 제안하였다. 모든 시스템 구성품의 시제작을 완료한 후 단위시험과 시스템 통합시험을 수행하여 기능과 성능을 검증하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권1호
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• pp.58-63
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• 2010

Introduction : Head trauma is the main cause of death in aircraft crash. In a Michigan study of structurally survivable, fatal accidents, 80% of the fatally injured had received head trauma. We tried to develop a new helmet for passengers, and perform its efficiency test. Methods : An aircraft helmet requires an excellent protection against head trauma, lightness, and small volumes. In addition, it must be wearable, fire resistant, and non toxic when it is burning. We developed two new helmets made from silicone foam which met all theses requirements. One was thin (2.5cm), and the other was thick (6.3cm). These looked like a motorcycle helmet and had only a soft silicone as liner material without an outer hard shell. Therefore we can carry them easily inside aircrafts. The standard test for helmet is Snell's drop test. It measures the impact acceleration of head shaped metal wearing helmet during we drop it at certain heights. Impact sites were total 5 sites (front, back, right, left and top) for each helmet. All these sites were impacted twice. Results : The thickness of impact sites varied from 2.5cm to 6.3cm. The impact acceleration of 2.5cm thickness site when it was dropped from 1.0 meter was 379g. But, that of 6.3cm thickness site when it was dropped from 1.5 meter was only 163g. Unfortunately, both helmets didn't meet the Snell Standard for motorcycle helmets. Discussion : If we add suitable outer hard shell, and change its thickness and design, the efficiency will be increased. A study indicated that helmet could reduce the risk of head trauma up to 85%. We made helmet for passengers in aircraft crash for the first time. If we improve its weak points, it will decrease the frequency of head trauma in aircraft craft.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.573-578
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• 2008

Finite element analysis of impact response of a motorcycle helmet is presented in this paper. The finite element LS-DYNA3D code is used to simulate the impact response of the helmet including of plastic shell, foam liner, and magnesium headform. Since the maximum accelerations at center of gravity of the headform obtained by numerical analysis and experiment agree well, the numerical simulation is proved to be valid.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권3호
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• pp.41-48
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• 2019

The industrial safety helmets are personal protective equipment (PPE), used to protect the head against falls from a height. This study indicated the necessity of wearing a safety helmet while working at heights below 4 m, through analysis of fall accidents occurring in the industrial field. The stress, displacement, and strain of the safety helmet shell structure have been analyzed using the finite element method with various thicknesses, engineering plastics, and designs. It was preferred that the safety helmet shell structure had a reinforcement frame of uniform thickness in terms of increased impact strength and strain energy absorption rate. The thickness can be reduced to lighten the total weight for workers wearing safety helmets.

• 대한인간공학회지
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• 제9권1호
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• pp.29-33
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• 1990

The need for the protection of workers in many industrial workstations has long been recognized, and many type of protective equipment have been devised. In many protective equipment designs, this study set limits to the safety helmet. The direct closed head impact problem was idealized as a linear-damped spring model. This study concerns what properties of helment should afford optimal protection in a direct closed head impact problem. The solution to the problem was achieved through analytic method and numerical computation. The answer was found in terms of 4 parameters : 1) rigidity of shell, 2) viscosity of shell, 3)rigidity of harness, 4) viscosity of harness. The choices are as follows 1) to reduce the rigidity value of harness as small as possible 2) to increase the viscosity value of harness as large as possible. 3) to select the rigidity value of shell sufficient for preventing a breakage.

• 한국의류학회지
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• 제41권4호
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• pp.771-781
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• 2017

The helmet is an imperative personal protective equipment. This protective device must be able to guard the human head against potential risks. Helmets are classified according into the purpose of use; therefore, the required performance and specifications depend on the type of products. Military helmets are intended to protect the wearer's head from bullets and shrapnel. Generally, lightweight super fibers and fiber reinforced composite materials are used as helmet shell materials, and NIJ STD of U.S. Department of Justice is most widely used as international standard related to bulletproof helmets. Safety helmets are widely used for industrial application and sports leisure. In general, the performance of shock absorption must be ensured, and various lining systems are applied in material, design, and combination methods. Evaluation standards have also been classified and strictly controlled for each purpose; therefore, it is difficult to certify with the existing standards such as the recently developed convergence helmets. However, it is possible to launch the product through a separate national integrated certification procedure.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.37-41
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• 2013

본 연구에서는 안전모 쉘 구조물의 정상부에 돌출부를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대해, 안전모의 두께를 변수로 응력과 변위거동 안전성을 유한요소법으로 해석하였다. 안전모는 오랫동안 착용해도 안전성을 높여주고, 충격에너지를 흡수하여 착용상의 불편함을 줄여주며, 머리와 목 부분을 보호할 수 있어야 한다. 응력해석결과에 의하면, 4,540N의 충격력이 안전모의 정상부 표면에 가해졌을 때 기존의 안전모에서는 3.7mm, 수정된 새로운 안전모에서는 3.2mm의 두께를 확보해야 안전하다는 것을 보여주고 있다. 변형거동 해석에 기초한 FEM 해석결과에 의하면, 기존의 안전모에서는 3.2mm, 수정된 새로운 안전모에서는 2.0mm의 두께를 유지해야 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 안전모를 안전하게 설계하기 위해서는 안전모의 정상부에 돌출 구조물을 설치하는 것이 좀 더 안전하다할 수 있다.