(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu tính an toàn con người trong xe khách 29 34 chỗ sản xuất tại việt nam khi xảy ra va chạm trực diện

Thử nghiệm va chạm từ phía trước 16

Thử nghiệm an toàn truyền thống này được thực hiện ở tốc độ 50 km/h, trong đó xe va chạm trực diện 100% diện tích đầu xe vào vật cản cố định có cấu trúc hấp thụ xung lực dạng tổ ong Hình thức thử nghiệm này mô phỏng các vụ va chạm thực tế giữa hai xe, giúp EURO NCAP tính toán và đánh giá mức độ tổn thương của người nộm trong xe, từ đó xác nhận tính an toàn của xe cho người sử dụng.

Hình 2.1: Thử nghiệm va chạm trực diện của EURO NCAP

Hình 2.2: Kết quả ảnh hưởng lên người nộm trong thử nghiệm của EURO NCAP

Thử nghiệm va chạm từ bên hông xe 18

Thử nghiệm va chạm từ bên hông xe là một trong những bài kiểm tra quan trọng của Euro NCAP, trong đó một vật cản di động va chạm vào hông xe ở vị trí cửa lái với tốc độ 50 km/h Vật cản có kích thước ngang 1.500 mm và dài 500 mm, với điểm tiếp xúc chính gọi là “R-Point”, nơi tác động chủ yếu lên người lái Mặc dù Euro NCAP không quy định trọng lượng của vật cản, nhưng điều này không ảnh hưởng đến kết quả vì tình huống giả lập xe đứng yên khi va chạm từ bên hông giúp dễ dàng so sánh an toàn giữa các xe cùng phân khúc Đánh giá lực tác động lên người nộm và mức độ thâm nhập của vật cản vào khoang nội thất cũng phản ánh mức độ an toàn của khoang hành khách.

Hình 2.3: Thử nghiệm va chạm từ bên hông xe của EURO NCAP

Thử nghiệm va chạm với vật nhọn 18

Thử nghiệm sẽ đánh giá mức độ nguy hại đối với vùng ngực và bụng của lái xe khi va chạm với một vật thể cứng, cụ thể là cột Hình 2.4 minh họa cho xe thử nghiệm trong tình huống này.

Khi một chiếc xe di chuyển ngang với tốc độ 32 km/h va chạm vào cột nhỏ, phần hông xe sẽ bị biến dạng nghiêm trọng, dẫn đến những hậu quả thảm khốc Đặc biệt, những mẫu xe không trang bị túi khí rèm hay túi khí hông sẽ khiến hành khách và tài xế dễ dàng gặp phải chấn thương nặng nề, thậm chí là tử vong.

Hình 2.4: Thử nghiệm va chạm bởi vật nhọn của EURO NCAP

Thử nghiệm va chạm với người đi bộ 19

Thử nghiệm va chạm với người đi bộ hiện đã trở thành yêu cầu bắt buộc cho tất cả các mẫu xe tại Châu Âu Bài thử nghiệm này sử dụng một người nộm va chạm với xe đang di chuyển ở tốc độ 40 km/h, bao gồm ba bài thử nghiệm tác động lên người đi bộ: phần đầu, phần chân trên và phần chân dưới Mỗi bài thử nghiệm tương ứng với khu vực tác động của xe, như phần cản trước kiểm tra vùng chân dưới, nắp capo phía trước kiểm tra chân trên, và phần trên nắp capo kiểm tra tác động lên đầu người đi bộ.

Hình 2.5: Thử nghiệm va chạm với người đi bộ của EURO NCAP

Hình 2.6: Bảng tiêu chuẩn an toàn của các nước

Tiêu chuẩn ECE R94 của Ủy ban Kinh tế châu Âu quy định mức độ tổn thương của con người trong va chạm trực diện giữa xe và chướng ngại vật cố định Trong thử nghiệm, xe sẽ đâm vào một vật cản cứng, có kích thước lớn hơn diện tích trước của xe, với diện tích va chạm chiếm 40% và 100% chiều rộng xe Khu vực thử nghiệm cần đủ rộng rãi, bằng phẳng và có hàng rào cùng các thiết bị kỹ thuật Khoảng cách từ xe đến vật cản phải đủ dài để xe có thể đạt tốc độ 51 km/h trong quá trình thử nghiệm.

Bảng 2.1: Bảng tiêu chuẩn an toàn cho con người theo ECE R94 Đầu Tiêu Chuẩn

Giá trị gia tốc của đầu trong thời gian 3ms (g) 80

Giới hạn lực cắt ngang cổ theo chiều dương (kN) 3,1

Tại thời điểm (ms) 0 Giới hạn lực cắt ngang cổ theo chiều âm (kN) 3,1

Giới hạn lực căng của cổ (kN) 3,3

Moment uốn của Cổ quanh trục y (Nm) 57

Tiêu chuẩn ép lồng ngực (mm) 50

Vận tốc tương đối của thành ngực so với cột sống (m/s) 1 Đầu gối và đùi Tiêu chuẩn Độ trượt khớp gối (mm) 15

Giới hạn lực nén xương đùi (kN) 9,07

Chỉ số xương ống chân 1,3

Lực nén xương ống chân (kN) 8

Bảng thông số này cho phép đánh giá mức độ tổn thương ở đầu, ngực, đùi và cẳng chân của hành khách trong trường hợp va chạm Tiêu chuẩn này được cho là phù hợp với yêu cầu của đề tài và công tác đánh giá đơn giản, vì vậy người thực hiện đã chọn chỉ tiêu này để đánh giá kết quả nghiên cứu.

2.4 Không gian an toàn trong tiêu chuẩn ECE R66

Không gian an toàn trong xe khách là khu vực tự do cho tất cả hành khách và người lái Tiêu chuẩn quy định rằng trong và sau quá trình thử nghiệm, khung xương của xe phải đạt độ cứng cụ thể để đảm bảo an toàn.

- Sự chuyển vị bất kỳ bộ phận nào khung xương không được xâm nhập vào không gian an toàn

- Bất kỳ bộ phận nào trong không gian an toàn đều không cho phép lồi ra bên ngoài kết cấu khung xương sau biến dạng

Nếu không đáp ứng được hai yêu cầu an toàn, va chạm có thể gây tổn thương cho con người Điều này là cơ sở để đánh giá tính an toàn trong trường hợp xảy ra va chạm, từ đó xác định xem kết cấu khung xương xe có đạt tiêu chuẩn bền vững hay không.

Hình 2.7: Mặt cắt ngang không gian an toàn

Hình 2.8: Mặt cắt dọc không gian an toàn

Chương 3 KHẢO SÁT XE KHÁCH SAMCO 29/34 CHỖ DÙNG LÀM CƠ SỞ PHÂN TÍCH

TỔN THƯƠNG KHI XẢY RA VA CHẠM TRỰC DIỆN

Để nắm bắt cấu trúc của xe khách Samco 29/34 chỗ ngồi, nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát thực tế tại Nhà máy Ô tô Củ Chi, tọa lạc tại Tổ 7, ấp 12, Tân Thạnh Đông, Huyện Củ Chi, TP Hồ Chí Minh Tại đây, các kích thước và thông số của khung xe đã được đo đạc kỹ lưỡng nhằm phục vụ cho công tác mô phỏng sau này.

Hình 3.1: Hình ảnh thực tế xe khách Samco 29/34 chỗ ngồi

Mô hình tổng thể xe khách 29 chỗ ngồi đã được nghiên cứu kỹ lưỡng nhằm đảm bảo tính chính xác và thực tiễn Người thực hiện đã tiến hành khảo sát, thu thập các thông số về kết cấu và vật liệu của xe, đồng thời đo đạc kích thước thực tế của ghế ngồi dành cho hành khách và người lái, tạo nền tảng vững chắc cho quá trình nghiên cứu.

Mẫu xe khách được khảo sát là xe khách SAMCO 29/34 chỗ ngồi, có trọng lượng toàn bộ 8.700 kg và trọng lượng không tải 6.000 kg Hình 3.2 dưới đây minh họa mô hình tổng thể của xe khách SAMCO.

Hình 3.2: Mô hình tổng thể xe khách 29/34 chỗ ngồi 3.3 Bố trí khung xương:

Khung xương xe khách gồm 6 mảng chính: Mảng đầu, mảng đuôi, mảng xương mui, mảng hông trái và phải và các mảng phụ (sàn, ghế ngồi sau)

Khung xương xe được chế tạo từ nhiều bộ phận khung bằng các loại thép có tiết diện đa dạng, đảm bảo nguồn cung cấp ổn định từ nhà cung cấp Thiết kế này không chỉ mang lại sự cứng vững mà còn đảm bảo độ bền và an toàn cho xe khi di chuyển trên đường.

Khung xương các mảng được chế tạo bằng thép D135 (Nhật Quang), thép D159 (nhập khẩu từ Malaysia) và phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau:

- Sử dụng phương pháp hàn hồ quang điện liên kết các thanh thép

- Mối hàn đảm bảo ngấu đều, chắc chắn, không bị rỗ, nứt gãy Chiều cao mối hàn phải lớn hơn 2 mm

- Sơn chống gỉ toàn bộ khung xương

- Dung sai lắp ghép hàn ±2mm

Khung xương đầu là một thành phần quan trọng của xe, ảnh hưởng lớn đến sức cản gió, khí động học, độ an toàn và tính thẩm mỹ Thiết kế khung xương đầu bao gồm hai thanh chính liên kết từ dưới sàn xe lên, được uốn cong để tạo kiểu dáng và giảm sức cản gió Ngoài ra, các thanh ngang và thanh gia cố được thêm vào để tăng cường độ cứng vững cho khung đầu xe.

Khung xương đầu được xây dựng từ một loại thép hộp 40x40x1.7mm

Bảng 3.1: Bảng thống kê tính chất vật liệu các loại thép

Mật độ phân bố RHO, g/mm 3

Giới hạn bền chảy  c , Mpa Ứng suất cho phép

Hình 3.3: Bố trí khung đầu xe

Khung xương đuôi xe được thiết kế với một khung kính quan sát nhỏ hơn đầu xe và một ô để lắp cửa cốp sau, đảm bảo tính cân đối và thẩm mỹ Nó bao gồm 2 thanh đứng chính và 4 thanh uốn cong, cùng với các thanh dọc và xiên để tăng cường độ cứng vững cho khung Chất liệu sử dụng cho khung xương đuôi là thép hộp có kích thước 40x40x1.7mm.

Hình 3.4: Bố trí khung xương đuôi

3.3.3 Khung xương hông bên trái:

Khung xương mảng trái được thiết kế với 4 cửa lớn, được phân cách bằng thép hộp 40x80x1.9mm Phần thân dưới của cửa sổ được gia cố bằng nhiều thanh xiên, giúp tăng cường độ cứng vững cho hông xe.

Khung xương đuôi được xây dựng từ loại thép hộp 40x40x1.7mm và thép hộp 80x40x1.9mm Những kích thước có giá trị 80 trong hình 3.5 sẽ sử dụng thép hộp

Hình 3.5: Khung xương hông trái xe khách

3.3.4 Khung xương hông bên phải: Được bố trí giống như khung xe bên trái tạo sự đối xứng đảm bảo tính thẩm mỹ

Mui xe là một cấu trúc liên kết được tạo thành từ nhiều thanh thép, nhằm tăng cường độ bền và độ cứng vững cho khung xe, từ đó nâng cao mức độ an toàn Khung xương mui xe bao gồm 4 thanh dọc chính được hàn cố định thành 2 thanh chính, cùng với nhiều thanh ngang được uốn cong tạo hình vòng trên mui Một số thanh được cắt ngắn để lắp đặt điều hòa và cửa thông gió.

Khung xương mui được xây dựng từ loại thép hộp 40x40x1.7mm và thép hộp 40x20x1.4mm Những kích thước có giá trị 40 trong hình 3.6 sẽ sử dụng thép hộp 40x20x1.4mm

Hình 3.6: Bố trí mui xe

Sát-xi xe khách được chế tạo từ thép D357 nhập khẩu từ châu Âu, với hai đà chính bằng thép hộp 60x100x4mm nằm ngang trên sàn xe, tạo liên kết vững chắc cho sát-xi Ngoài ra, nhiều thanh thép được bố trí hợp lý để phù hợp với cầu xe và các vị trí lắp đặt như động cơ và thùng dầu Các thanh gia cường và bát tăng cứng được bố trí tại những vị trí chịu lực lớn, giúp liên kết nhiều thành phần lại với nhau, đảm bảo độ bền và an toàn cho xe.

Sát-xi được dựng từ nhiều loại thép hộp: 60x100x4, 60x60x4, 40x60x4

Hình 3.7: Bố trí khung sát-xi

Hình 3.8: Mô hình 3D sát-xi

Khung xương ghế ngồi phía sau xe được xây dựng từ các thành thép hộp 40x40x1.7mm và thép hộp 20x40x1.4mm

Hình 3.9: Khung xương ghế ngồi sau xe khách

Khung sương sàn xe được cấu tạo từ các thanh thép hộp có kích thước 40x40x1.7mm, được liên kết theo dạng đan lưới, mang lại sự vững chắc cho sàn xe và phù hợp với vị trí ghế ngồi dọc theo thân xe.

Hình 3.10: Bố trí sàn xe khách

3.3.8 Bản vẽ bố trí ghế ngồi xe khách Samco 29 chỗ ngồi:

Hình 3.11: Bố trí ghế ngồi nhìn từ hông xe

Hình 3.12: Bố trí ghế ngồi nhìn từ trên

3.4 Thống kê thép hình xây dựng khung xương:

Những loại thép sử dụng để xây dựng khung xương xe khách

Bảng 3.7: Bảng thống kê tính chất vật liệu các loại thép khung xương và sát-xi ôtô khách

Từ bảng trên ta thấy được giá trị  c = 341 ÷ 470, do đó chọn giá trị ứng suất chảy

 c = 341 để xác định ứng suất cho phép chung của toàn bộ khung xương

[σ] =σ c n 411,2 285 Mpa Giới hạn chuyển vị cho phép toàn bộ khung xương là 20mm

XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN CHO

MÔ PHỎNG TỔN THƯƠNG 4.1 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn trong tính toán:

Định dạng
Số trang	108
Dung lượng	6,72 MB