1

N. Yoganandan 

John R. Humm 

Deflection Responses from PMHS in Oblique Side Impact Sled Tests

Frank A. Pintar

Medical College of Wisconsin

Milwaukee, WI

Side Impact Loading

Dummies designed for pure lateral loading

Oblique loading identified in field data

Did full scale vehicle tests with PMHS Did full‐scale vehicle tests with PMHS

Designed sled tests using these data

Issue of load‐wall for oblique loading

Load‐walls Used in Literature PMHS Anthropometry

Shoulder

Thorax

Abdomen

Pelvis (superior)

Modular Scalable Load‐wall Sled Tests

Pelvis (superior)

Pelvis (inferior) Leg plate

Vertical adjustability

Slotted posts

Tri‐axial load cells

Load‐wall Features & PMHS Alignment 

Vertical adjustabilityLateral 

adjustability for all the five 

modular plates

2

Alignment – Top View Test Matrix

Sled ΔV: 6.7 m/s (24 km/h)

Abdomen chestband – tenth rib 

Thorax chestband – xyphoid process 

Regional deflections: maximum, angle

Compare with the lateral impact dataset

Front View Top View

‐2000

0

2000

4000

6000

8000

25 75 125 175

201

202

239

241

243

8000201

25 75 125 175

Time (msec)

‐2000

0

2000

4000

6000

25 75 125 175

Time (msec)

202

239

241

243

‐2000

0

2000

4000

6000

8000

25 75 125 175

201

202

239

241

243

2500020125 75 125 175

Time (msec)

‐5000

0

5000

10000

15000

20000

25 75 125 175

Time (msec)

202

239

241

243

3

Time of Attainment of Peak Force (ms) Peak Force (N)

Peak Normalized Force (%)Deflection Contours

Thorax Abdomen

Deflection Contours

STERNUM

SPINE SPINE

Spine‐sternum Method

Sternum

Sternum

Spine

L0

0.5 L0

Spine

0.5 L0

4

Bilateral Method

Spine

Right Left

Spine

Right

Left

Spine Box Method

Spine

L0

0.5 L0

RightLeftSpine

0.5 L0

RightLeft

Vertebra Method

STERNUM

Vertebra Method

Vertebra Method Peak Deflections

5

Sternum

Spine

Vertebral body

Mid thorax

Deflections (mm) Use Spine‐sternum Method

Sternum

Sternum

Spine

L0

0.5 L0

Spine

0.5 L0

D0

Peak Deflection Peak Angulation

Peak Deflection Vector

Dt

Mean Peak Deflection (mm)

Time of Attainment of Deflection (ms) Mean Peak Deflection Angle (degree)

6

Injuries and AIS

ID AIS Summary

1 4Left rib fractures left 2‐3; 4‐5; right rib fractures 

1, 4, 5; and pleural trauma

2 3Left rib fractures 2‐5 and 8‐9; and L2, L4 

transverse process fractures

3 3 Left rib fractures 2‐4 and 9‐10; and 12

4 4Left rib fractures 2‐6; 8‐10, right rib 5; 

laceration of the spleen 

5 3 Left rib fractures 2‐4 and 9

Comparison with Pure Lateral Tests

Peak Deflections – Pure Lateral Impact

-202468

101214

0 50 100 150 200 250 300

8101214

30 - 70%

maximumNormalized

h t30% 70%

-202468

101214

0 50 100 150 200 250 300

-202468

0 50 100 150 200 250 300

25 - 75%

chestdeflection

75%25%

30% 70%

Maltese et al.  1997‐2003

Non‐modular Oblique Load‐wall Tests

7

AA

Sternum

Non‐modular Oblique Load‐wall Tests

Spine

Pure Lateral Deflection Contours

U th L th Abd

Oblique Loading Deflection ContoursUpper thorax Lower thorax Abdomen

Upper thorax Lower thorax Abdomen

Comparison of Peak Deflections (mm) Deflection Angles (deg)

Injury Scaling – Mean AIS Scores

3.4

2.8

2.0.0

Modular oblique Non‐modular oblique Pure lateral

Thorax Deflection Probability Curves in Oblique Side Impact (mm)

8

Abdomen Deflection Probability Curvesin Oblique Side Impact (mm)

Deflection Probability Curves in Oblique Side Impacts (mm)

Summary Designed modular and size‐scaled load‐walls

Conducted antero‐lateral oblique load tests

Thoracic and abdomen deflections (mm, deg)

Compared with pure lateral impact sled tests

Analysis of deflection data from 15 PMHS tests Analysis of deflection data from 15 PMHS tests

Lower thorax deflections are greater in oblique

Abdomen deflections are also greater in oblique 

Deflection angulations are also different in oblique

Oblique loadingdifferent from pure lateral impact

Oblique injury criteria  different from pure lateral

Rodney RuddStephen Ridella

Acknowledgments

US DOT NHTSA DTNH22‐07‐H‐00173 VA Medical Research