2.2 Pemodelan Helm
Helm yang akan dimodelkan dibuat dari bahan komposit polimer. Pemilihan bahan komposit sebagai pemodelan helm dikarenakan bahan komposit
mudah dibentuk sesuai dengan kontur, dan sifat-sifat karakteristik bahan komposit mudah disesuaikan dengan karakteristik dari refrensi hasil peneliti peneliti
sebelumnya.Material Komposit dapat didefiniskan sebagai gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda secara makroskopik dan mempunyai sifat-sifat yang
diinginkan yang tidak dapat diperoleh dari bahan–bahan penyusun asal jika bekerja sendiri-sendiri, Gibson. Hal ini yang mendorong pengembangan komposit
khususnya plastik yang diperkuat serat gelas GFRP. Serat gelas dan plastik dengan sifat-sifat fisis dan mekanis yang baik dikombinasikan sehingga
memberikan sifat meterial yang baru dengan sifat-sifat unggul material tunggal penyusunnya.
2.2.1 Profil helm Seperti ditunjukkan dalam Lampiran 1, profil helm,gambar detail bentuk
kepala kategori reguler SNI 1811 2007 profil headform terbagi dalam dua bidang yaitu bidang reference dan bidang basic. Bidang basic plane adalah suatu bidang
yang mengandung suatu garis dibawah lubang telinga dan kelopak mata. Bidang reference adalah suatu bidang konstruksi yang paralel terhadap bidang dasar pola
kepala uji dan satu jarak tertentu terlepas dari bidang kepala.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Lampiran 1.
Universitas Sumatera Utara
2.3 Prinsip-prinsip Cedera Kepala
Cedera kepala ada kalanya terkait secara langsung dengan kejadian penyebabnya misalnya, kecelakaan kendaraan bermotor dan jatuh benda dari
ketinggian tertentu. Banyak faktor yang saling terkait yang bergabung dalam menentukan mekanisme cedera. Beberapa faktor ini melibatkan jenis gaya dan
besar, lokasi, arah, durasi dan kecepatannya . Secara umum cedera kepala dapat dikelompokan dalam empat kategori
yaitu, kerusakan kulit, keretakan tengkorak, cedera otak, dan cedera leher. Tabel 2.2 menunjukkan klasifikasi dari cedera kepala.
Tabel 2.2 Klasifikasi cedera kepala
Tipe Cedera Kepala Otte et al Hurt et al
Cedera ringan
43,5 18,5
Keretakan tengkorak
6,1 16
Keretakan wajahmuka 7,0
- Cedera
otak 38,2
54,4 Cedera
leher -
- Lain-lain
5,2 11,1
2.3.1 Toleransi beban impak pada kepalaotak, Jones.
Untuk memperoleh besar beban impak F
t
pada kepala dimana kepala merupakan organ tubuh yang sangat vital, maka dengan melihat kurva toleransi
dibawah ini :
Universitas Sumatera Utara
A
v
300 200
injury ukely 100
injury unukely
10 20
30 40
50 Tms
Gambar 2.3 Kurva Toleransi Untuk Impak Kepala
Dimana pada sumbu A
v
merupakan garis akhir kerusakan kepala,
g a
A
v 2
= ..........................................................................2.1
batas waktu yang ditoleransikan adalah 2,5 ms ≤ T ≤ 50 ms Gambar 2.3,
percepatan maksimum =300.g g = percepatan gravitasi bumi a = - Δ
2
2 2
V .........................................................................2.2
sedangkan jangka waktu yang dibutuhkan adalah : T =
2
2 V
Δ ...........................................................................2.3
Ukuran kerusakan pada kepala HIC HIC =
{ }
1 2
1 2
2 1
T T
dt A
T T
v T
T
− ∫
− …………………2.4
Untuk percepatan tubuh yang utuh,
{ }
5 .
1 4
2
2 Δ
g g
V = 1000…………………………….2.5
Universitas Sumatera Utara
ag=70
ag=50
HIC 300
ag =30 300
300 ag=10
10 20
30 40
V
2
ms
-1
Gambar 2.4 Variasi Ukuran Kerusakan Kepala HIC dengan Percepatan Impak V
2
dan Percepatan Dimensi ag Batas antara impak yang berpotensial fatal dan tidak adalah:
HIC = P
m
M
2 .
g
1.5
V
2
g............................................2.6 Atau,
HIC = V
2 .
a
1.5
g
2.5
.........................................................2.7
Toleransi dan kriteria cedera pada otak telah diteliti oleh bebarapa peneliti antara lain oleh Ryan melalui Jikuang dan Whiting . Ryan menyatakan toleransi beban
impak seperti pada Tabel 2.3, sedangkan Whiting mengilustrasikan seperti pada Gambar 2.5
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Toleransi Beban Impak pada Kepala dan Otak
Jenis Tulang Tengkorak Gaya kN
Frontal 3,6
s.d 9,0
Temporal 5,0
s.d 12,5
Pariental 6,4
Occipital 2,0 s.d 4,2
Gambar 2.5 Toleransi Beban Impak pada KepalaOtak
2.4 Komposit
Kategori