The effect of shell geometry on the impact attenuating capabilities of ice hockey helmets relative to liner structural characteristics and impact conditions

by Spyrou, Evangelos

Shell geometry is one of the many variables that can influence the way energy is absorbecl by the helmet during impact. The purpose of this study was to gain knowledge in how shell geometry affects the performance of the sheil relative to Liner structural characteristics and impact conditions. Samples, representing a section of a hockey helmet, consistecl of a shell with one of nine geomemic formations (width and angle), and a liner (Denex or EPP). Each sample was impacted three times at three different levels of energy using a monorail drop test. Siguficant ciifferences were observeci for aIi main effects and two-way interactions for both limer types. Overall the 90 degree angle and 16mm width perfonned the best. It was found that geometry duences the elastic properties of the shell in a very specific way. It was also found that geametry can improve energy absorption by 435% depending on the combination of other variables involved. Résumé La géométrie de coquille est une des nornbnws variable qui peut avoir des effets sur la facon dont l'énergieest absorbée par le casque pendant un choc. Le but de cette recherche était d'approfondir les connaissancesa savoir comment la géométrie de coquille modifie la performance de la coquille en relation aux caract&iniques mucnireiles du doublure et les conditions du choc. Les échdons. tirés d'une section d'un casque de hockey, étaient composés d'une coquille avec une des neuf formations géométriques (largeur et angle). et d'un doublure (Dertex ou EPP). Chaque échamillon a été mis a I'épreuve vois fois a trois niveaux d'énergie différents, appliquant le "monorail drop test". Des différences importantes ont été observées pour tous les effets principaux et les interactions bidirectionnelles pour les deux types de doublure. Dans l'ensemble. I'angie de 90 degré et la largeur de 16 mm ont eu la meüleure performance. Nous avons observé que la - eéuméuie influence les propriétés élastiques de la coquille d'une facon ues spécifique. Nous avons aussi observé que la géométrie peut améliorer l'absorption d'énergie de 4-35% selon la combinaison d'autres variables impliquées.