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Numerous prior studies hypothesized a power-law relationship () between cortical bone Young's modulus (E) and density (¿) with an exponent , that has not been previously justified in the literature on a theoretical level. Moreover, despite the fact microstructure have been extensively studied, the material correlate of Fractal Dimension (FD) as a descriptor of bone microstructure was not clear in previous studies.

Se usa un montaje experimental basado en Emisión Acústica (EA) para detectar la energía elástica liberada durante el proceso de tracción y rotura de tejidos colaginosos. Se localizan las señales y se cuenta el número de microrroturas detectadas por unidad de tiempo. Se demuestra así que la EA puede usarse para detectar microrroturas en el interior de tejidos blandos colaginosos. En dichos tejidos, la resistencia se debe, fundamentalmente, a las fibras de colágeno (siendo menor la contribución de la elastina). La disposición de las fibras no es totalmente azarosa, sino, sólo parcialmente, aleatoria en la que distinguen algunas direcciones preferentes. Esta aleatoriedad dificulta hacer predicciones deterministas sobre el inicio del proceso de rotura de fibras. Inicialmente las fibras no están completamente rectas, por lo que al someterlas a tracción se alinean hasta que entran en tensión y empiezan a deformarse. A partir de cierto nivel de tensión, algunas de las fibras alcanzan su máxima resistencia a tracción y se rompen, mientras que otras permanecen sin tensión (éstas otras fibras sólo alcanzarán tensiones mayores una vez se hayan roto las fibras en situación más desfavorable). En este artículo se analiza una muestra de esófago humano, que se tracciona rompiendo algunas fibras hasta alcanzar la rotura completa del tejido. Los resultados se comparan con otras dos muestras de tejido colaginoso porcino procedentes de vejigas urinarias con el objeto de ver similaridades y diferencias. Los datos se analizan, estadísticamente, para ser comparados con un modelo de rotura estocástico que relaciona el nivel de tensión en el tejido con la probabilidad de rotura, dado el número de roturas previas detectadas, es decir, el deterioro previo del tejido. Se ha encontrado que la probabilidad de rotura puede ser representada adecuadamente por un proceso de Márkov (no homogéneo en el tiempo), a partir del cual se propone un modelo estocástico que parece adecuarse a los dos tipos de tejidos colagionosos estudiados. Además se prueba que la tensión final de rotura sigue una distribución de Fréchet (que es uno de los tres tipos posibles de distribución de valor extremo).

Euro NCAP continually examines and modifies its protocols to encourage the automotive industry to improve vehicles and the safety of occupants. The aim of this study is to identify the key differences between the past and current Euro NCAP protocols regarding side impact, in order to apply optimized countermeasures for fulfilling the new requirements in a previously designed vehicle. Outcomes from a possible Euro NCAP increase in crash speed from 50 km/h to 60 km/h were evaluated. The current protocol introduces the dummy WorldSID 50th percentile and changes in the barrier. The changes in the dummy lead to a reduction in the distance between the occupant and the door panel, and the current geometry of the barrier causes the car’s structure, in particular the sill, to be additionally loaded. An increase in mass of the current barrier causes an increase in energy absorption, thus presenting different deformation patterns. With the updated protocol, the most critical anatomical areas observed in this research were the pelvis and the shoulder. Countermeasures in this study were especially focused on decreasing the load on these anatomical structures. The evaluated countermeasures were: - Sill and B-pillar geometric adaptation to better perform against the AE-MDB - Reduced stiffness of the door panel at the occupant impact location - Optimized door beam Finite Element Method (FEM) tools were used as the basis of this research, including validated and correlated models with experimental full car tests. Initially, the research started with FEM testing of the current vehicle according to both past and current Euro NCAP protocols. Pelvic biomechanical values reached the lower performance limits when testing the AE-MDB barrier at 50 km/h. This new test has an especial impact in midsized cars in terms of pelvis loading, leading the pubic and sacroiliac forces to increase in 38.6% and 25.8% respectively, in the vehicle studied. After the application of the structural countermeasures, the sacroiliac force decreased by 24.9% and the pubic force decreased by 32.5%. Changes in the Euro NCAP protocol and regulations are always a challenge for design departments. In this research the differences between Euro NCAP side protocols were analyzed and some potential countermeasures were highlighted.

El diseño de un vehículo requiere múltiples fases de experimentación con vehículos físicos completos, esta experimentación se torna compleja en las fases iniciales, dada la carencia de piezas físicas y carrocerías completas. Esta investigación persigue predecir en una fase inicial de desarrollo el comportamiento que presentará el vehículo completo en cuanto a la protección del peatón. Con este objetivo se establecen los requisitos para el diseño de un muleto para protección de peatones, este estudio ha llevado a cabo pruebas de impacto de cabeza de adulto para investigar las características de rigidez del vehículo en la zona de contacto entre la cabeza del peatón adulto y el parabrisas en su unión con el tablero, zonas de muy difícil simulación y de gran importancia para la protección del peatón. El estudio se realizó con un muleto construido a medida en que se agregan y se sustraen elementos del vehículo completo, posteriormente se realizan impactos de cabeza de peatón y se mide el HIC (Criterio biomecánico de impacto de cabeza), siguiendo el protocolo de prueba de peatones EuroNCAP. Los impactos en el muleto se compararon con impactos idénticos en un vehículo completo usado como referencia experimental. El estudio determinó que la reproducción correcta de las uniones laterales entre el tablero y la estructura de la carrocería juega un papel esencial en el comportamiento de impacto global, el efecto del parabrisas fue más enmascarador de lo esperado. Este trabajo presenta a la comunidad científica una herramienta útil para el diseño del tablero y sus fijaciones asociados a la protección de peatones en las fases tempranas del desarrollo.

The goal of this study was to evaluate the biofidelity of the Global Human Body Models Consortium (GHBMC) human body model under a side impact loading condition with an airbag, and analyze the effect of initial position of the model on the response. Shaw et al. conducted side impact sled tests using three Post mortem human surrogates (PMHS) with impact speeds of 4.3 ± 0.1 m/s, and used a rigid wall boundary condition with an airbag mounted to the sled. The correlation between the PMHS and the GHBMC was evaluated using the CORA rating method. The rating ranged from 0.27 to 0.69 along the body regions on a scale in which a rating of 1.0 indicated a perfect correlation between the PMHS and the GHBMC. The pelvis and thorax region showed good correlation with those of the PMHS while the spinal regions did not. In addition, the roll and yaw angle of the initial position of the PMHS had an effect on the response of subjects. The result of this research indicated two points, that the GHBMC model should be validated focusing on the internal biofidelity of the model, and that the yaw and roll angle should be carefully controlled during a side impact test.

Age dependence; Bone; Coupon; Full field strain measurements; Quasi-static and dynamic tensile tests

Continuació de l'article "La epidemiología como herramienta de estudio para la prevención de lesiones por accidente de tráfico (Parte 1)" http://hdl.handle.net/2117/15731 Clasificación de la gravedad de las lesiones; Investigación de los accidentes "en profundidad".

The complexity of vehicle-pedestrian collisions necessitates extensive validation of pedestrian computational models. While body components can be individually simulated, overall validation of human pedestrian models requires full-scale testing with post mortem human surrogates (PMHS). This paper presents the development of a full-scale pedestrian impact test plan and experimental design, and some results from a pilot experiment. The test plan and experimental design are developed based on the analysis of a combination of literature review, multi-body modeling, and epidemiologic studies. The proposed system has proven effective in testing an anthropometrically correct rescue dummy in multiple instances, and in one test with a PMHS.

Descripció i anàlisi de la seqüència de l'atropellament d'un peató.

[...]En el presente artículo se resumen algunos de los aspectos y se comenta acerca de la reciente creación en todo el mundo de equipos multidisciplinares que realizan de manera sistemática investigaciones “en profundidad” (“in-depth”) de los accidentes de tráfico.

Many factors should be considered in order to understand properly how a mechanical input to the head can result in a determined type of head injury: the severity, the nature of the mechanical input, the impact location, the direction of this input, the age of the patient, his gender, anthropometrics and previous state, and also the treatment and recovery of the patient. Head injuries are either the most or second most commonly reported injuries to pedestrians struck by vehicles. Furthermore, among serious or life-threatening head and brain injuries far outnumber injuries to all other body regions. Around 40% of the adult head injuries are due to windshield impact. Windshield modeling is currently a challenge in head pedestrian protection, the way the windshield breaks introduces a significant change in the Head Injury Criteria, and this is due to the non-lineal fracture that the glass is presenting during the headform collision. In this paper a new model for windshield pedestrian impact is presented for optimizing experimental-simulation correlation. In this research a total of 90 experimental windshield test were performed, the head impacts were simulated using the software ANSA+PAMCRASH+META. The model was optimized through parametric adjustment methods. With this present model the average HIC deviation between testing and simulation has been reduced in average below 10%

Euro NCAP continually examines and modifies its protocols to encourage the automotive industry to improve vehicles and the safety of occupants. The aim of this study is to identify the key differences between the past and current Euro NCAP protocols regarding side impact, in order to apply optimized countermeasures for fulfilling the new requirements in a previously designed vehicle. Outcomes from a possible Euro NCAP increase in crash speed from 50 km/h to 60 km/h were evaluated. The current protocol introduces the dummy WorldSID 50th percentile and changes in the barrier. The changes in the dummy lead to a reduction in the distance between the occupant and the door panel, and the current geometry of the barrier causes the car’s structure, in particular the sill, to be additionally loaded. An increase in mass of the current barrier causes an increase in energy absorption, thus presenting different deformation patterns. With the updated protocol, the most critical anatomical areas observed in this research were the pelvis and the shoulder. Countermeasures in this study were especially focused on decreasing the load on these anatomical structures. The evaluated countermeasures were: - Sill and B-pillar geometric adaptation to better perform against the AE-MDB - Reduced stiffness of the door panel at the occupant impact location - Optimized door beam Finite Element Method (FEM) tools were used as the basis of this research, including validated and correlated models with experimental full car tests. Initially, the research started with FEM testing of the current vehicle according to both past and current Euro NCAP protocols. Pelvic biomechanical values reached the lower performance limits when testing the AE-MDB barrier at 50 km/h. This new test has an especial impact in midsized cars in terms of pelvis loading, leading the pubic and sacroiliac forces to increase in 38.6% and 25.8% respectively, in the vehicle studied. After the application of the structural countermeasures, the sacroiliac force decreased by 24.9% and the pubic force decreased by 32.5%. Changes in the Euro NCAP protocol and regulations are always a challenge for design departments. In this research the differences between Euro NCAP side protocols were analyzed and some potential countermeasures were highlighted.

Although clavicle biomechanical response under axial loading was studied by a number of researchers, no injury criteria has been established. An injury criterion could help interpret the results from anthropometric test device and human clavicle finite element modeling. Therefore, the goal of this study is to construct a database of clavicle axial loading response, develop an injury criterion for clavicle under axial loading and study the effect of arameter s such as age, gender, loading rate, aspect(right vs left),boundary condition on clavicle injury risk. Four clavicles were loaded to failure under axial loading configurations at loading rate of 1m/s to further expand the current available clavicle failure data in literature. Then a database of 68 clavicle specimens under axial loading failure was compiled. A multivariate Weibull survival analysis was performed with this database to obtain the clavicle injury risk criterion under axial loading. It was found that the clavicle injury risk decreases as the age increase until 56 years old, and then the clavicle injury risk increases as age increases. It was also observed that female subject has a higher clavicle injury risk than male under the same loading condition. The boundary conditions could also change the clavicle injury risk significantly. However, loading rate and aspect (Left VS Right) do not have statistically significant effects on clavicle injury risk in this study

El objetivo de este proyecto es el estudio, diseño y construcción de un sistema de suspensiones de un monoplaza de Formula Student. Stev-e es el tercer vehículo de competición diseñado y construido por el equipo e-Tech Racing, de la Escola d’Enginyeria de Barcelona Est y es el vehículo para el cual ha sido diseñado el sistema de suspensión descrito en esta memoria y en este proyecto. Este monoplaza participará en la octava edición de la Formula Student Spain (FSS2017), así como en la Formula Student Czech Republic 2017 (FSCZECH2017), haciendo que Stev-e se convierta en el primer monoplaza del equipo en competir en el extranjero. La Formula Student es una competición internacional en la que diversas universidades mundiales diseñan y fabrican un monoplaza de competición que es presentado a diversos eventos independientes entre sí, pero que se encuentran dentro del mismo marco normativo. Para conseguir la mejor puntuación posible los diseños tienen que estar hechos para optimizar el rendimiento en todas las pruebas en las que se puntúa cada vehículo. Los monoplazas diseñados para competir en Formula Student son evaluados en dos modalidades de pruebas, estáticas (en las que el cada equipo es evaluado por su diseño, la capacidad de atraer inversores y los aspectos económicos relacionados con la ejecución de este diseño) y las dinámicas (en las que el rendimiento del coche en diferentes pruebas es evaluado). A lo largo del proceso de diseño se han tenido en especial consideración todas las pruebas en las que el vehículo será evaluado, así como la optimización del rendimiento global del monoplaza, prestando especial atención al equilibrio entre todos los subsistemas que interfieren en un vehículo de estas características.

This dissertation deals with obtaining the mechanical properties of the cortical bone of the human ribs. One hundred one samples from 76 donors were tested for this study. The number of tested samples significantly outnumbers the usual number of samples in most studies of this type. A useful system has been designed and implemented for measuring the mechanical properties from tensile tests. The tested specimens were obtained from the micro-samples of cortical bone. The proposed relations for the characteristic values of the mechanical behavior involve anthropometric variables, such as the age, the gender of the donor and the fractal dimension of the cross section of the tested specimen. Probability distributions were calculated from the results of the tests and expressions for the mean values and the deviations of the parameters (such as ultimate stress, maximum strain, modulus of linear elasticity, toughness, or yielding stress) were proposed. The methodology and the obtained results are consistent with the literature. Furthermore, a novel methodology for obtaining the mechanical parameters of the cortical bone of human ribs, without using destructive testing, was established. The thesis has direct application in several areas: firstly, it gives new tools in the areas of simulation of the mechanical behavior of human rib and, secondly, it is useful for the design of vehicle restraint systems which act primarily on the costal arch., La tesis doctoral versa sobre la obtención de las propiedades mecánicas del hueso cortical de costilla humana. Se han ensayado 101 muestras provenientes de 76 donantes, número notablemente mayor al habitual en este tipo de trabajos de investigación. Se han diseñado los útiles e implementado un sistema de medida para, a partir de ensayos de tracción, obtener las propiedades mecánicas en micro-probetas extraídas del hueso cortical. En la tesis se proponen relaciones para los valores característicos del comportamiento mecánico basados en variables no invasivas, como son la edad, el sexo del donante y la dimensión fractal de la sección de la probeta ensayada. A partir de resultados obtenidos en los ensayos se han calculado las distribuciones de probabilidad de los mismos, proponiendo expresiones de valores medios y desviaciones para parámetros como la tensión última, la deformación máxima, el módulo de elasticidad lineal, la tenacidad, o la tensión del límite elástico. Tanto el trabajo realizado como los resultados que se derivan son coherentes con la literatura científica existente. Además se propone una metodología novedosa para la obtención de los parámetros mecánicos característicos del hueso cortical de costilla humana sin tener que realizar ensayos destructivos. La tesis tiene una aplicación directa en varios ámbitos: por un lado, dota de nuevas herramientas en los ámbitos de la simulación del comportamiento mecánico de la costilla humana así como es de utilidad para el diseño de sistemas de retención de vehículos que actúan fundamentalmente sobre el arco costal.

Aquest projecte sorgeix davant la necessitat que té l’empresa ESCLATEC, un centre especial de treball, de millorar un dels seus productes, un carro de la compra motoritzat. Desitgen incorporar un mecanisme que permeti al carro pujar escales sense requerir cap esforç per part de l’usuari. En aquest projecte es detallarà el procés de disseny seguit per elaborar el mecanisme que conclourà amb el muntatge d’un prototip.