TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7973-7:2013 (ISO 13232-7:2005) VỀ MÔ TÔ – QUY TRÌNH THỬ VÀ PHÂN TÍCH ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC THIẾT BỊ LẮP TRÊN MÔ TÔ ĐỂ BẢO VỆ NGƯỜI LÁI KHI ĐÂM XE – PHẦN 7: QUY TRÌNH CHUẨN ĐỂ THỰC HIỆN CÁC MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH CÁC PHÉP THỬ VA CHẠM MÔ TÔ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7973-7:2013

ISO 13232-7:2005

MÔ TÔ – QUY TRÌNH THỬ VÀ PHÂN TÍCH ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC THIẾT BỊ LẮP TRÊN MÔ TÔ ĐỂ BẢO VỆ NGƯỜI LÁI KHI ĐÂM XE – PHẦN 7: QUY TRÌNH CHUẨN ĐỂ THỰC HIỆN CÁC MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH CÁC PHÉP THỬ VA CHẠM MÔ TÔ

Motorcycles – Test and analysis procedures for research evaluation of rider crash protective devices fitted to motorcycles – Part 7: Standardized procedures for performing computer simulations of motocycles impact tests

Lời nói đầu

TCVN 7973-7:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 13232-7:2005.

TCVN 7973-7:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường bộ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 7973 (ISO 13232) Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe, gồm các phần sau:

– TCVN 7973-1:2008 (ISO 13232-1:2005) – Phần 1: Định nghĩa, ký hiệu và yêu cầu chung.

– TCVN 7973-2:2008 (ISO 13232-2:2005) – Phần 2: Định nghĩa các điều kiện va chạm liên quan đến số liệu tai nạn.

– TCVN 7973-3:2013 (ISO 13232-3:2005) – Phần 3: Người nộm nhân trắc học lái mô tô trong thử nghiệm va chạm.

– TCVN 7973-4:2008 (ISO 13232-4:2005) – Phần 4: Biến số cần đo, thiết bị và quy trình đo.

– TCVN 7973-5:2008 (ISO 13232-5:2005) – Phần 5: Chỉ số chấn thương và phân tích rủi ro/lợi ích.

– TCVN 7973-6:2013 (ISO 13232-6:2005) – Phần 6: Quy trình thử nghiệm va chạm với tỷ lệ kích thước thực.

– TCVN 7973-7:2013 (ISO 13232-7:2005) – Phần 7: Quy trình chuẩn để thực hiện các mô phỏng trên máy tính của các phép thử va chạm mô tô.

– TCVN 7973-8:2013 (ISO 13232-8:2005) – Phần 8: Tài liệu và báo cáo.

Lời giới thiệu

Bộ TCVN 7973 (ISO 13232) đã được soạn thảo dựa trên nền tảng kỹ thuật hiện tại. Mục đích của bộ tiêu chuẩn là định ra các phương pháp nghiên cứu chung và cách thức để thực hiện đánh giá toàn diện tác động đối với các chấn thương mà đã lắp các thiết bị trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe, khi các thiết bị này được đánh giá theo một dải các điều kiện va chạm dựa trên dữ liệu tai nạn.

Tất cả các phương pháp và khuyến cáo trong bộ TCVN 7973 (ISO 13232) được dự kiến là nên được áp dụng trong tất cả các nghiên cứu khả thi cơ bản. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng nên tính đến những sự khác nhau trong các điều kiện đã nêu (ví dụ như kích cỡ người lái) khi đánh giá tính khả thi toàn diện của bất cứ thiết bị bảo vệ nào. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu có thể mong muốn thay đổi hoặc mở rộng các yếu tố về mặt phương pháp luận nhằm mục đích nghiên cứu các vấn đề họ đặc biệt quan tâm. Trong tất cả những trường hợp vượt ra ngoài các nghiên cứu cơ bản như vậy, nên cung cấp sự giải thích rõ ràng về việc các quy trình được sử dụng sai khác như thế nào so với phương pháp luận cơ bản.

Bộ TCVN 7973 hoàn toàn tương đương với ISO 13232. Bộ tiêu chuẩn quốc tế ISO này được Tiểu ban ISO/TC 22/SC 22 biên soạn theo yêu cầu của Nhóm Châu Âu về An toàn chung Phương tiện giao thông đường bộ của Ủy ban Kinh tế Liên hợp quốc (UN/ECE/TRANS/SCI/WP29/GRSG), dựa trên cơ sở các tài liệu được đệ trình của Hiệp hội Các nhà sản xuất mô tô Quốc tế (International Motorcycle Manufacturers Association – IMMA) và bao gồm tám phần có quan hệ với nhau.

Để áp dụng một cách đúng đắn bộ tiêu chuẩn TCVN 7973 (ISO 13232), chúng tôi khuyến cáo rằng toàn bộ tám phần nên được sử dụng đồng bộ, đặc biệt nếu các kết quả được dùng để công bố.

MÔ TÔ – QUY TRÌNH THỬ VÀ PHÂN TÍCH ĐỂ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC THIẾT BỊ LẮP TRÊN MÔ TÔ ĐỂ BẢO VỆ NGƯỜI LÁI KHI ĐÂM XE – PHẦN 7: QUY TRÌNH CHUẨN ĐỂ THỰC HIỆN CÁC MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH CÁC PHÉP THỬ VA CHẠM MÔ TÔ

Motorcycles – Test and analysis procedures for research evaluation of rider crash protective devices fitted to motorcycles – Part 7: Standardized procedures for performing computer simulations of motocycles impact tests

1. Phạm vi áp dụng

Mục đích của tiêu chuẩn này là cung cấp:

– các quy ước chuẩn để hiệu chuẩn và lập tài liệu về các đặc tính quan trọng của các mô hình mô phỏng;

– hướng dẫn để xác định và sử dụng các mô hình toán học mô phỏng va chạm mô tô, có thể liên quan đến dữ liệu của các phép thử với tỷ lệ kích thước thực;

– cách thức để nhận biết các điều kiện va chạm mở rộng có thể xảy ra đối với phép thử với tỷ lệ kích thước thực; và

– công cụ tiêu chuẩn, được sử dụng tùy chọn, để phân tích các rủi ro/lợi ích của các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe, dựa vào thống kê các điều kiện va chạm được nêu trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2).

TCVN 7973 (ISO 13232) quy định các yêu cầu tối thiểu đối với việc nghiên cứu tính khả thi của các thiết bị bảo vệ lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe trong trường hợp xảy ra va chạm.

TCVN 7973 (ISO 13232) có thể áp dụng cho các thử nghiệm về va chạm, bao gồm:

– mô tô hai bánh;

– kiểu loại xe đối diện được quy định;

– một xe đứng yên và một xe chuyển động hoặc hai xe chuyển động;

– một xe bất kỳ đang chuyển động với vận tốc không đổi trên một đường thẳng ngay trước khi va chạm;

– một người nộm đội mũ bảo hiểm ngồi ở vị trí thông thường trên mô tô đặt thẳng đứng;

– phép đo khả năng xảy ra các loại chấn thương theo quy định trên vùng cơ thể;

– đánh giá kết quả của các phép thử va chạm theo từng cặp (nghĩa là so sánh giữa các mô tô có lắp và không lắp các thiết bị được đề xuất).

Bộ TCVN 7973 (ISO 13232) không áp dụng cho việc thử nghiệm phục vụ yêu cầu quản lý nhà nước.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 7973-1 (ISO 13232-1), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 1: Định nghĩa, ký hiệu và yêu cầu.

TCVN 7973-2 (ISO 13232-2), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 2: Định nghĩa các điều kiện va chạm liên quan đến dữ liệu tai nạn.

TCVN 7973-3 (ISO 13232-3), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 3: Người nộm nhân trắc học lái mô tô trong thử nghiệm va chạm.

TCVN 7973-4 (ISO 13232-4), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 4: Biển số cần đo, thiết bị và quy trình đo.

TCVN 7973-5 (ISO 13232-5), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 5: Chỉ số chấn thương và phân tích rủi ro/lợi ích.

TCVN 7973-6 (ISO 13232-6), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 6: Quy trình thử nghiệm va chạm với tỷ lệ kích thước thực.

TCVN 7973-8 (ISO 13232-8), Mô tô – Quy trình thử và phân tích để nghiên cứu đánh giá các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe – Phần 8: Tài liệu và báo cáo.

ISO 6487, Road vehicle – Measurement techniques in impact test – Instrumentation (Phương tiện giao thông đường bộ – Kỹ thuật đo trong thử nghiệm va chạm – Thiết bị đo).

49 CRF Part 572 subpart E: 1993, Anthropometric test dummies, United State of America Code of Federal Regulation issued by National Highway Trafic Safety Adminitration (NHTSA) Washington, D.C. Phép nhân trắc học người nộm thử nghiệm, bộ luật liên bang Mỹ, được Ủy ban quốc gia về an toàn giao thông đường cao tốc (HNTSA) Washington, D.C ban hành.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Các thuật ngữ sau đây đã được định nghĩa trong TCVN 7973-1 (ISO 13232-1) và được áp dụng cho tiêu chuẩn này. Tiêu chuẩn này cũng áp dụng bổ sung các định nghĩa khác với các thuật ngữ đã được liệt kê trong TCVN 7973-1 (ISO 13232-1):

– thân (body);

– phân tích các ảnh hưởng và kiểu lỗi (FMEAP);

– độ dày lớn nhất (maximum thickness);

– chuyển động (motion);

– phân tích nguy cơ/ lợi ích; đánh giá tổng thể (Risk/benefit analysis; overall evaluation);

– hệ thống (system).

4. Yêu cầu

4.1. Mô hình hóa

Mô hình mô phỏng phải dựa trên các quy luật và nguyên lý của vật lý và cơ học đã được chấp nhận. Mô hình phải gồm có các bộ phận mô tả mô tô (MC) và xe đối diện (OV), như được mô tả trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6), người nộm như được mô tả trong TCVN 7973-3 (ISO 13232-3), vị trí lắp đặt người nộm, lực kéo khớp và mũ bảo hiểm, thiết bị bảo vệ nếu có và bề mặt đường như được mô tả trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Trong mô hình, các điều kiện va chạm phải có khả năng thay đổi qua một số (dải) điều kiện như mô tả Phụ lục B của TCVN 7973-2 (ISO 13232-2):

– tốc độ va chạm của mô tô, MC;

– tốc độ va chạm của xe đối diện, OV;

– điểm chạm của mô tô, MC;

– điểm chạm của xe đối diện, OV;

– góc va chạm tương đối.

Mô hình người nộm phải gồm tối thiểu các bộ phận sau đây:

a) đầu đội mũ bảo hiểm;

b) cổ;

c) phần thân trên;

d) phần thân dưới;

e) bên trái và bên phải:

1) đùi;

2) cẳng chân;

3) bàn chân;

4) cánh tay;

5) cẳng tay;

6) bàn tay.

Mô hình của mô tô bao gồm tối thiểu các bộ phận sau:

– bánh trước;

– bánh sau;

– khung xe;

– phần trên càng trước;

– phần dưới càng trước;

Mô hình xe đối diện bao gồm tối thiểu các bộ phận sau:

– bốn cụm bánh xe không được treo;

– phần thân xe được treo.

Các bộ phận đùi, cổ và cẳng chân phải được mô hình hóa sao cho sự sai trật khớp nối/ rạn nứt xương do ảnh hưởng động lực học được mô phỏng (ví dụ kết quả tại thời điểm bị uốn trên chân tại vùng tương ứng sau khi gãy).

Nếu bất kỳ bộ phận nào liệt kê trong Bảng 1 và Bảng 2 bị rạn nứt, khối lượng của các bộ phận nứt gãy phải được mô hình hóa.

Đối với một cụm thiết bị bảo vệ/mô tô, một mô hình mô phỏng chung phải được sử dụng trong tất cả các cấu hình va chạm. Những sự khác biệt giữa mẫu mô tô có thiết bị bảo vệ và mẫu mô tô không có thiết bị bảo vệ phải có trong những phần liên quan trực tiếp đến thiết bị bảo vệ.

4.2. Thông số

Giá trị các thông số được sử dụng phải phù hợp với phép đo thực tế, với mỗi phần được liệt kê trong 4.1:

– khối lượng;

– vị trí trọng tâm;

– mô men quán tính;

– hướng trục cơ sở;

– vị trí khớp nối;

– số bậc tự do của khớp nối;

– hướng khớp nối;

– độ dày lớn nhất của mỗi bộ phận không biến dạng.

Đối với một cụm mô tô/thiết bị bảo vệ đã cho, giá trị các thông số như vậy phải được sử dụng trong tất cả các cấu hình va chạm. Tất cả giá trị các thông số để đưa ra đối với cụm thiết bị bảo vệ/mô tô phải phù hợp với giá trị các thông số được dùng để hiệu chỉnh mô phỏng như mô tả trong 4.5. Những khác biệt giữa thông số chỉnh đặt đối với mô tô có thiết bị bảo vệ và thông số chỉnh đặt cho mô tô không có thiết bị bảo vệ phải nằm trong các thông số trực tiếp liên quan đến thiết bị bảo vệ.

4.3. Dữ liệu đầu ra

Lực, mô men và trình tự thời gian hoạt động phù hợp với các biến số chấn thương và các chỉ số chấn thương được nêu trong TCVN 7973-5 (ISO 13232-5) phải được cung cấp để cho phép tính toán các giá trị chấn thương. Các biểu mẫu phải phù hợp với trình tự thời gian thử nghiệm thực tế được ghi lại như mô tả trong TCVN 7973-8 (ISO 13232-8). Dữ liệu phải được đưa ra và được biểu đồ hóa theo các khoảng thời gian cách nhau 0,001 s đối với khoảng thời gian đến lúc người nộm bắt đầu chạm đất hoặc 0,5 s sau khi mô tô và xe đối diện bắt đầu chạm nhau, tùy theo thời gian nào đến trước.

Dấu hiệu hư hỏng dễ gãy phải được chỉ ra đối với tất cả các bộ phận dễ gãy được định nghĩa trong TCVN 7973-3 (ISO 13232-3), song song với thời gian mà hư hỏng xuất hiện trong giai đoạn được mô tả ở trên. Hư hỏng phải được biểu diễn như hiện tượng hỏng các bộ phận đối với gãy xương đùi, đầu gối (trệch hoặc xoắn) và xương ống chân dễ gãy cũng như sự đâm xuyên lớn nhất đối với tấm chèn bụng dễ gãy.

Trình tự thời gian của dịch chuyển dài, dịch chuyển góc và vận tốc của khung mô tô tương ứng với trọng tâm đầu đội mũ bảo hiểm và vai, khung xương chậu, đầu gối và mắt cá chân được dùng trong phép thử nghiệm thực tế phải được đưa ra và phân chia thành những khoảng thời gian đối với các giai đoạn được mô tả ở trên.

Đối với mỗi mô phỏng và tương tác xuất hiện giữa bất kỳ bộ phận nào của mô tô trong Bảng 1 và bất kỳ bộ phận nào của xe đối diện trong Bảng 2, thì phải đưa ra được lực lớn nhất và biến dạng lớn nhất của bộ phận thân mô tô và bộ phận thân xe đối diện theo phương được chỉ ra trong Bảng 1 và Bảng 2.

Bảng 1 – Các phép thử bộ phận của mô tô trong phòng thử

Bảng 2 – Các phép thử các bộ phận của xe đối diện trong phòng thử

Tấm va chạm phẳng

	(Các kích thước phải được tính toán để mép của tấm va chạm bộ phận va chạm không chạm vào nhau trong mỗi phép thử)
	(Chiều dài phải được tính toán để phần cuối của tấm va chạm và bộ phận va chạm không bị chạm vào nhau đối với các va chạm Zcyl)

CHÚ DẪN:

1. Các kích thước tính theo mm.

2. Không vẽ theo tỷ lệ.

Hình 1 – Các vật va chạm và trục được sử dụng trong phép thử các bộ phận

4.4. Xử lý dữ liệu

Các vấn đề sau phải áp dụng đối với xử lý dữ liệu sau thử nghiệm liên quan đến hình ảnh động ba chiều, phân tích chấn thương, phân tích rủi ro/ lợi ích, kiểu lỗi và phân tích tác động của các thiết bị bảo vệ khi va chạm được đề xuất.

4.4.1. Hình ảnh động ba chiều

Hình ảnh động ba chiều được dùng để hiển thị ở dạng đồ họa các chuyển động của mô tô, xe đối diện và thiết bị bảo vệ. Hình ảnh động sẽ chỉ hiển thị các bề mặt bộ phận cứng được mô hình hóa và/hoặc các phần tử hữu hạn trong hình dạng thích hợp của chúng liên quan đến các vị trí và hướng. Dấu hiệu bổ sung có thể được cung cấp để hỗ trợ sự so sánh giữa các phép thử vật lý và các mô phỏng. Chúng phải phù hợp với mục tiêu ảnh được dùng trong bất kỳ phép thử va chạm thực tế tương ứng nào, bao gồm những mục tiêu ảnh được định nghĩa trong 4.3 của TCVN 7973-4 (ISO 13232-4). Nếu có thêm các dấu hiệu thì chúng phải có màu sắc tương phản với bề mặt bộ phận cứng được mô hình hóa hoặc các phần tử hữu hạn và trạng thái này phải được tạo ra trước hình ảnh động tiếp theo.

Hình ảnh động chỉ được điều khiển theo trình tự thời gian của vị trí góc và đường như được mô tả trong 4.3. Khi sự so sánh được đưa ra bằng các đoạn băng thử nghiệm thực tế, hình ảnh động với cùng điểm nhìn và tiêu cự như máy quay chuyên dùng cho thử nghiệm thực tế (xem 4.6.2 của TCVN 7973-4 (ISO 13232-4).

Ảnh tĩnh của hình ảnh động từ góc quay của máy quay quan sát bên cạnh mô tô được chụp lại và được chứa trong tài liệu mô phỏng. Những ảnh này sẽ bao gồm vị trí của người nộm ở các thời điểm sau:

– Trước thời điểm mô tô và xe đối diện chạm nhau đầu tiên;

– Tại thời điểm đầu người nộm tiếp xúc với xe đối diện (nếu có);

– Tại thời điểm 0,25 s và 0,5 s sau thời điểm mô tô và xe đối diện chạm nhau đầu tiên.

4.4.2. Phân tích chấn thương

Có thể thực hiện việc đánh giá dữ liệu đầu ra mô phỏng trên máy tính để phân tích các chỉ số chấn thương và chi phí chấn thương. Nếu thực hiện phân tích như vậy phải sử dụng các quy định được mô tả trong TCVN 7973-5 (ISO 13232-5).

4.4.3. Phân tích rủi ro/lợi ích, kiểu lỗi và phân tích hiệu quả của các thiết bị bảo vệ va chạm đề xuất

Phân tích rủi ro/lợi ích và/hoặc kiểu lỗi và phân tích hiệu quả của thiết bị được lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi va chạm phải được thực hiện bằng mô phỏng trên máy tính thông qua các điều kiện va chạm. Nếu kiểu lỗi và phân tích hiệu quả được thực hiện bằng mô phỏng trên máy tính thì phân tích đó phải sử dụng các phương pháp được mô tả trong 5.1. Nếu phân tích rủi ro/lợi ích thực hiện bằng mô phỏng trên máy tính thì phân tích đó phải sử dụng phương pháp mô tả trong 5.10 của TCVN 7973-5 (ISO 13232-5).

Nếu phân tích lợi ích/rủi ro và/hoặc phân tích hiệu quả và kiểu lỗi thực hiện bằng mô phỏng trên máy tính, chứng chỉ được bao gồm các cấu hình va chạm mà trong đó các lực và biến dạng được mô phỏng của các bộ phận được liệt kê trong Bảng 1 và Bảng 2 thỏa mãn các tiêu chí sau:

– đối với tất cả các bộ phận dễ gẫy, các lực mô phỏng lớn nhất được quy định trong 4.3 không được bằng hoặc lớn hơn các lực lớn nhất đo được trong các phép thử tương ứng trong phòng thử nghiệm được quy định trong 4.5.1 và 4.5.2;

– đối với các bộ phận còn lại, các lực hoặc biến dạng mô phỏng lớn nhất được quy định trong 4.3 không được bằng hoặc lớn hơn lực lớn nhất hoặc độ lệch lớn nhất tương ứng đo được trong các phép thử trong phòng thử nghiệm theo quy định trong 4.5.1 và 4.5.2.

Nếu trong bất cứ một cấu hình va chạm được mô phỏng nào, các lực đo được hoặc độ lệch xảy ra giữa các phần liệt kê trong Bảng 1 và Bảng 2 bị vượt quá, cấu hình va chạm này chỉ có thể nằm trong các phân tích nếu các thí nghiệm bổ sung và các hiệu chỉnh mô phỏng được thực hiện trên các phần đã xác định đó. Mỗi thí nghiệm bổ sung và hiệu chỉnh mô phỏng phải sử dụng tốc độ ban đầu tương ứng với tốc độ va chạm tương đối lớn nhất của các phần riêng được quan sát trong cấu hình va chạm mô phỏng.

4.5. Hiệu chỉnh mô phỏng

Mô phỏng phải được hiệu chỉnh ít nhất với các phép thử dưới đây, và các kết quả hiệu chỉnh phải được ghi thành tài liệu theo TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

4.5.1. Hiệu chỉnh phép thử bộ phận trong phòng thử

Mô phỏng phải được sử dụng để tính toán các đặc tính của người nộm, xe đối diện, mô tô được liệt kê tương ứng trong Bảng 1, Bảng 2 và Bảng 3, theo các phương pháp được quy định trong 5.2. Các kết quả phải được ghi vào tài liệu theo mẫu mô tả trong Phụ lục A và phù hợp với TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

Nếu đối với bất kỳ phép thử bộ phận nào trong phòng thử nghiệm, dữ liệu thử nghiệm được sử dụng như các giá trị thông số đầu vào của phép mô phỏng, thì chỉ các dữ liệu thử liên quan được ghi lại trong tài liệu mô phỏng (vì các giá trị thông số đầu vào bằng dữ liệu thử).

4.5.2. Thử động lực học mô tô trong phòng thử

Phải thực hiện một phép thử mô tô trong phòng thử và phép mô phỏng tương ứng để tính toán theo trình tự thời gian của mô tô, theo các phương pháp được quy định trong 5.3:

– dịch chuyển trục trước của mô tô;

– sự nén hệ thống treo trước;

– góc uốn càng xe;

– gia tốc theo trục x, y và z của mô tô (phía bên trái và bên phải của mô tô, gần trọng tâm nhất có thể);

– dịch chuyển theo trục x và z của trọng tâm mô tô;

– góc lắc dọc của mô tô;

– lực chặn.

4.5.3. Tương quan của phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực

Đối với một mô tô được lắp hoặc không được lắp thiết bị bảo vệ người lái, phép mô phỏng phải tương quan với bất kỳ dữ liệu sẵn có, tương ứng với các phép thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực đã được thực hiện theo TCVN 7973 (ISO 13232). Phép mô phỏng phải được tiến hành với các điều kiện ban đầu giống như các điều kiện đã được sử dụng trong các phép thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực, các rằng buộc về mô hình và thông số được nêu trong 4.1 và 4.2, các đặc trưng phép thử bộ phận trong phòng thử được chỉ rõ trong 4.5.1 và các thông số của mô tô dùng trong phép thử động lực học trong phòng thử được chỉ ra trong 4.5.2. Trình tự thời gian yêu cầu phải được đưa ra phù hợp với 4.3. Với mối tương quan này, các kết quả phải được ghi lại như sau:

– Nếu có dữ liệu cho ít hơn 14 phép thử, thì phải vẽ các đồ thị so sánh tổng thể của phép thử với tỷ lệ kích thước thực tương ứng và thực hiện mô phỏng theo trình tự thời gian và quỹ đạo, theo mô tả dưới đây. Đối với mỗi phép thử với tỷ lệ kích thước thực được mô phỏng, phải lập bảng sự xuất hiện và/hoặc mức độ chấn thương đối với các phần tử dễ gẫy, theo mô tả trong 5.2.3 của TCVN 7973-4 (ISO 13232-4). Trong trường hợp này, không nên thực hiện phép phân tích tương quan thống kê.

– Nếu có dữ liệu cho 14 phép thử trở lên, thì phải thực hiện việc vẽ đồ thị so sánh tổng thể và lập bảng chấn thương nói trên, và ngoài ra phải phân tích tương quan thống kê các dữ liệu theo quy trình mô tả trong 5.4.

Bảng 3 – Các phép thử bộ phận người nộm trong phòng thử

Tất cả các phép thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực sử dụng để mô phỏng tương ứng được chọn từ 200 cấu hình va chạm được nêu trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2) và mỗi phép thử (ngoại trừ các phép thử thứ hai trong mỗi cặp so sánh) phải có cấu hình va chạm khác nhau.

4.5.4. So sánh phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực

Ngoài ra, mỗi biến số mô phỏng được liệt kê trong Bảng 4 phải được vẽ đồ thị bằng cách sử dụng các phương pháp trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4) và A.8.3 và B.6.3 của TCVN 7973-8 (ISO 13232-8) và bao hàm các biến số thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực tương ứng, trong khoảng thời gian từ khi mô tô và xe đối diện bắt đầu chạm nhau đến 0,010 s trước khi mũ bảo hiểm và xe đối diện chạm nhau, hoặc cho đến khi mũ bảo hiểm rời khỏi tầm nhìn, tùy theo điều kiện nào xảy ra sớm hơn. Các đồ thị phải được đưa vào tài liệu theo TCVN 7973-8 (ISO 13232-8). Ngoài ra, tính toán theo hệ số tương quan đối với mỗi biến trong Bảng 4:

trong đó:

C hệ số tương quan;

i chỉ số dưới dòng của mỗi điều kiện va chạm;

k chỉ số dưới dòng của mỗi bước thời gian;

d_i,k = r_i,k – ;

giá trị trung bình của d_i,k (quá thời gian);

r_i,k giá trị của biến số đối với phép thử thứ i tại bước thời gian k;

r_i giá trị trung bình của biến ở phép thử thứ i (quá thời gian);

 giá trị của biến thứ i tại bước thời gian k trong mô phỏng trên máy tính.

Các giá trị của phép thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực và mô phỏng trên máy tính phải được lấy mẫu tại các khoảng thời gian 0,001 s. Dữ liệu có thể được nội suy tuyến tính nếu cần thiết để đạt được khoảng thời gian lấy mẫu 0,001 s. Giá trị trung bình của tất cả các hệ số tương quan qua tất cả các phép thử và tất cả các biến trong Bảng 4 phải lớn hơn hoặc bằng 0,80. Giá trị của các hệ số tương quan phải được ghi lại trong tài liệu phù hợp với B.6.3.4.1 của TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

Ngoài ra, vai, hông, đầu gối và quỹ đạo mục tiêu mắt cá chân trong mặt phẳng dọc thẳng đứng ban đầu của dịch chuyển (theo phương x – z) của mô tô phải được vẽ mô phỏng và bao hàm dữ liệu thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực tương ứng đối với cạnh bên người nộm gần nhất với máy quay tốc độ cao quay cạnh bên mô tô và trong khoảng thời gian từ lần chạm mô tô/xe đối diện đầu tiên đến lần chạm mũ bảo hiểm/xe đối diện đầu tiên hoặc cho đến khi mũ bảo hiểm ra khỏi tầm quay, tùy theo điều kiện nào đến trước. Các đồ thị được lập văn bản theo TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

Bảng 4 – Thông số so sánh

5. Phương pháp

5.1. Kiểu lỗi và sự phân tích các ảnh hưởng

Phân tích kiểu lỗi và dữ liệu ảnh hưởng như mô tả dưới đây

5.1.1. Tính toán các chỉ số chấn thương và các biến số đánh giá chấn thương

Đối với mỗi 200 cấu hình va chạm chỉ ra trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2) và mô phỏng được hiệu chỉnh theo 4.5, tính toán các giá trị các số biến số đánh giá chấn thương và các chỉ số chấn thương trong Bảng 5, khi sử dụng các biến số đánh giá chấn thương và chỉ số chấn thương quy định trong TCVN 7973-5 (ISO 13232-5).

5.1.2. Các kiểu lỗi tiềm ẩn và ảnh hưởng

Lập bảng các kết quả của Bảng 5 trên tất cả 200 cấu hình va chạm. Chỉ định các cấu hình va chạm có thay đổi rõ ràng do thiết bị bảo vệ trên một hoặc nhiều các biến số đánh giá chấn thương hoặc chỉ số chấn thương, như kiểu lỗi tiềm tàng của thiết bị bảo vệ để xem xét thêm khả năng có thể xảy ra.

5.2. Các đặc tính được mô phỏng đối với các phép thử bộ phận trong phòng thứ

Hoàn thành các quy trình mô phỏng và thử nghiệm dưới đây. Sau đó vẽ đồ thị kết quả phép thử và các đặc tính mô phỏng theo định dạng chỉ ra trong Phụ lục A. Bộ lọc xung alias, mẫu, và bộ lọc dải tần số tại CFC 1000 tất cả dữ liệu thử nghiệm theo quy trình trong ISO 13232-4. Sử dụng các vật va chạm mà có tần số cộng hưởng nhỏ nhất lớn hơn 1650 Hz. Hoàn thành các thông tin miêu tả thân, vật va chạm, các trục được bố trí, khối lượng, vận tốc ban đầu và đưa ra bản phác thảo chỉnh đặt các thiết bị máy móc.

Bảng 5 – Các biến số đánh giá chấn thương và chỉ số chấn thương được tính toán với mỗi cấu hình va chạm

5.2.1. Các phép thử lực tĩnh/dịch chuyển

Đối với mỗi bộ phận được liệt kê trong Bảng 1, Bảng 2 và Bảng 3 thực hiện các phép thử trong phòng thử nghiệm. Thực hiện các phép thử gần như tĩnh, trừ khi có chỉ định khác và với các vật va chạm, các điểm tiếp xúc, định tâm trục, các hướng và các bệ đỡ được chỉ định trong Bảng 6. Đo lực đối với đặc tính dịch chuyển đến mức lực tương ứng với chấn thương nghiêm trọng nhất của các phần người nộm và tương đương với lực và độ lệch dự tính lớn nhất của mô tô và các phần của xe đối diện.

Sử dụng mô phỏng để tính toán lực đối với đặc tính dịch chuyển tương ứng các bộ phận liệt kê trong Bảng 1, Bảng 2 và Bảng 3.

5.2.2. Các phép thử động lực học/thời gian và lực/dịch chuyển

Thực hiện các phép thử động lực học theo Bảng 7, 8 và 9 đối với người nộm, mô tô và xe đối diện tương ứng. Sử dụng các bộ phận và vật va chạm đưa ra trong Hình 1; và các điểm va chạm, các căn chỉnh trục, các hướng, các bệ đỡ và các tốc độ ban đầu danh định liệt kê trong Bảng 7, 8 và 9.

5.3. Thử va chạm của mô tô với chướng ngại vật

Va chạm trực giao với tấm chắn phẳng, cứng có chiều rộng và cao ít nhất 2 m mỗi chiều với mô tô tại vận tốc 13,4 m/s ± 5 % và góc va chạm tương đối, góc quay mô tô và sai lệch tốc độ mô tô phù hợp với 4.5.4.3 của TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Đo dữ liệu thử với hai gia tốc kế ba trục gắn trên hai bên của mô tô, gần trọng tâm của xe nhất có thể dọc theo trục y của xe và với tấm kim loại cứng trên bề mặt tấm chắn có ba hoặc nhiều cảm biến lực. Lọc dữ liệu phù hợp với ISO 6487 tại tần số đáp ứng loại 60.

Sử dụng các quy trình phù hợp với TCVN 7973-4 (ISO 13232-4), xác định dịch chuyển các phần của mô tô tương ứng từ hai máy ảnh tốc độ cao có tốc độ chụp 1 000 hình/s: một cái góc nhìn rộng bên trái quan sát toàn bộ mô tô; máy ảnh còn lại có góc nhìn hẹp quan sát càng trước và bánh xe trước.

Bảng 6 – Thiết lập các phép thử tĩnh của bộ phận trong phòng thử

Bảng 7 – Thiết lập các phép thử động của bộ phận người nộm trong phòng thử

Bảng 8 – Thiết lập các phép thử động của bộ phận mô tô trong phòng thử

Bảng 9 – Thiết lập các phép thử động của bộ phận xe đối diện trong phòng thử

Đối với mỗi biến trong 4.5.2, vẽ biểu đồ trình tự thời gian của đầu ra từ phép thử và từ mô phỏng trên cùng một đồ thị.

5.4. Tương quan thống kê phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực

Xác định các giá trị của các biến số đánh giá chấn thương và các chỉ số chấn thương dưới đây theo TCVN 7973-5 (ISO 13232-5), với mỗi 14 hoặc nhiều hơn các phép thử mô phỏng, từ thời điểm mô tô và xe đối diện chạm nhau đầu tiên, cho đến khoảng 0,001 s cuối trước khi người nộm chạm mặt đất, hoặc 0,500 s sau khi mô tô và xe đối diện chạm nhau lần đầu, tùy thuộc cái nào xảy ra trước:

– gia tốc dài tổng hợp lớn nhất của đầu, a_r,H.max;

– sự gãy xương đùi trái và phải;

– sự gãy xương ống chân trái và phải;

– Sự trệch khớp đầu gối trái và phải.

So sánh và lập bảng dữ liệu đối với 14 hoặc nhiều hơn các phép thử mô phỏng dựa vào dữ liệu thực tế đo được, sử dụng các quy trình sau:

5.4.1. Tương quan gia tốc dài tổng hợp lớn nhất của đầu

Tính toán hệ số tương quan r² như sau:

trong đó:

r² hệ số tương quan;

N_fs số phép thử nghiệm thực tế riêng biệt;

a_r,H,fs gia tốc dài lớn nhất của đầu từ phép thử nghiệm thực tế;

a_r,H,es gia tốc dài lớn nhất của đầu từ mô phỏng tương ứng;

5.4.2. Tương quan chấn thương chân

Đối với sáu bộ phận của chân, tính toán hệ số phù hợp được dự báo trước, bằng cách sử dụng Bảng 10 và sau đó áp dụng công thức sau:

trong đó:

f hệ số phù hợp được dự báo trước;

N_ci tổng số các chấn thương chính xác;

N_fs số các phép thử nghiệm thực tế riêng.

Bảng 10 – Bảng thực tế đối với tương quan chấn thương chân

6. Tài liệu

6.1. Mô phỏng

Đối với mỗi bộ hiệu chỉnh mô phỏng, phân tích rủi ro/lợi ích hoặc mã lỗi, phân tích hiệu quả được đưa ra, mẫu mô phỏng và các tham số phải được lập thành tài liệu phù hợp với TCVN 7973-8 (ISO 13232-8). Thông tin liệt kê trong Bảng 11 phải có trong văn bản này.

6.2. Hiệu chỉnh phép thử bộ phận trong phòng thử

Báo cáo các đặc tính mô phỏng đối với các phép thử bộ phận trong phòng thử như nêu trong Phụ lục A và tài liệu các phép thử bộ phận phù hợp với TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

6.3. Thử động mô tô trong phòng thử

Ghi vào tài liệu các kết quả thử động mô tô trong phòng thử phù hợp với TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

6.4. Tương quan phép thử với tỷ lệ kích thước thực

Ghi vào tài liệu các kết quả tương phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực phù hợp với TCVN 7973-8 (ISO 13232-8).

Bảng 11 – Thông tin phải có trong tài liệu mô phỏng

Phụ lục A

(quy định)

Ví dụ về báo cáo các đặc tính của bộ phận được mô phỏng

A.1. Nguyên lý

Ví dụ về báo cáo và tài liệu các đặc tính mô phỏng đối với các phép thử bộ phận trong phòng thử.

A.2. Quy trình

Báo cáo kết quả các phép thử mô phỏng các bộ phận trong phòng thử sử dụng các mẫu trong Hình A.1.

Các đặc trưng bộ phận

Bộ phận …………………………………………………………………………………………………….

Vật va chạm ……………………………………………………………………………………………….

Các trục được căn chỉnh ……………………………………./ ………………………………………….

Khối lượng ………………………………………………………… kg

Vận tốc ban đầu danh định ……………………………………… m/s

Phác thảo thiết lập phép thử

Mô tả/chú thích:

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Lớp phủ dữ liệu phép thử và dữ liệu mô phỏng

Hình A.1 – Định dạng đồ thị đặc tính của bộ phận

Phụ lục B

(tham khảo)

Cơ sở lý luận của TCVN 7973-7 (ISO 13232-7)

Mọi tham khảo trích dẫn trong Phụ lục B này được liệt kê trong Phụ lục B của TCVN 7973-1 (ISO 13232-1).

B.1. Quy định của phạm vi áp dụng

“Các quy ước cho việc hiệu chỉnh và lập tài liệu các tính năng quan trọng của mô hình mô phỏng” đề cập đến các phương pháp để so sánh phản ứng của các mô hình mô phỏng với phản ứng đo được trong phòng thử và trong các phép thử nghiệm thực tế (nhằm đảm bảo độ chính xác của chúng) và các phương pháp để lập tài liệu các mô hình để các nhà nghiên cứu khác có thể hiểu được chúng. Phần này đưa ra “hướng dẫn cho việc định nghĩa và sử dụng các mô hình toán học” để đảm bảo rằng tất cả các nhà nghiên cứu đều sử dụng một phương pháp luận chung cơ bản cho “phép mô phỏng va chạm xe mô tô”. “Một cách để xác định các điều kiện bổ sung của va chạm đối với thử nghiệm thực tế” đề cập đến “các cấu hình cho phép từ phép phân tích chế độ thất bại và hiệu ứng” đã mô tả trong 4.3.2 của TCVN 7973-2 (ISO 13232-2). Một công cụ tùy chọn được tiêu chuẩn hóa cho “phép phân tích rủi ro/lợi ích của các thiết bị lắp trên mô tô để bảo vệ người lái khi đâm xe” đề cập đến “sự đánh giá tổng thể” qua 193 điều kiện va chạm được mô tả trong 4.5 của TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Tiêu chuẩn TCVN 7973 (ISO 13232) khuyến nghị sử dụng một mô hình mô phỏng trên máy tính được hiệu chuẩn và tương tác thích hợp để thực hiện phép đánh giá tổng thể đó.

B.2. Mô hình hóa (xem 4.1)

Mô hình mô phỏng cần được dựa trên “các định luật và nguyên tắc của vật lý và cơ học đã được chấp nhận” hơn là một “hộp đen” hoàn toàn theo thống kê kinh nghiệm (nói ví dụ), hoặc các phương pháp tiếp cận khác. Cũng cần phải coi mô hình “bao gồm các phần mô tả xe mô tô, xe đối diện,… và người nộm” là cần thiết vì đây là những phần cần thiết để mô tả các hiện tượng cơ bản cũng như để so sánh định lượng và mối tương quan với dữ liệu thử nghiệm thực tế và thử nghiệm trong phòng thử. Ngoài ra, các điểm quan trọng khác của quy trình thử nghiệm, bao gồm vị trí đặt người nộm, ứng suất tại các khớp nối, mũ bảo hiểm, thiết bị bảo vệ và bề mặt đường, đều gây ảnh hưởng lớn đến phép mô phỏng cũng như kết quả thử nghiệm và do đó phải đưa vào trong phần mô hình hóa. Khả năng thay đổi năm biến số điều kiện va chạm cũng rất cần thiết để có thể áp dụng mô hình đối với 200 cấu hình va chạm được định nghĩa trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2).

Phải quy định số lượng tối thiểu các bộ phận cơ thể của mô hình người nộm vì: người nộm va chạm thực tế, được định nghĩa trong TCVN 7973-3 (ISO 13232-3), có cùng danh sách các bộ phận lắp ráp có thể tháo rời; các bộ phận lắp ráp có các bậc tự do tương đối so với nhau; và các dữ liệu thử nghiệm, mà phép mô phỏng tương tác, có số bậc tự do và các biến số đo được khác nhau đối với đa số các bộ phận lắp ráp khác nhau.

Tương tự như vậy, mô hình xe mô tô được khuyến nghị nên bao gồm ít nhất là năm bộ phận, đây là các bộ phận lắp ráp có thể được quan sát để có các bậc tự do tương đối với nhau trong một phép thử va chạm. Khuyến nghị rằng xe đối diện có ít nhất là năm bộ phận để mô phỏng một cách đúng đắn các chuyển động của phần thân xe có lắp nhíp của xe đối diện trong phép thử va chạm, mà có thể khá lớn so với bốn bộ phận được lắp nhíp có xu hướng ở lại trên bề mặt đường. Đặc biệt, chuyển động tương đối của cấu trúc nóc xe đối diện so với mặt đất, ví dụ sau va chạm, có thể quan trọng trong sự tương tác của nó với chuyển động của người lái, và do đó người lái có thể chịu chấn thương tiềm năng.

Động lực học của xương dễ gẫy và đầu gối phải được mô hình hóa bởi vì chúng có thể ảnh hưởng đến chuyển động của hình nộm (như đã mô tả trong phần cơ sở lôgíc của TCVN 7973-3 (ISO 13232-3) cũng như đến các lực mà phần còn lại của chi dưới phải chịu trong phép thử va chạm. Một mô hình mô phỏng chỉ dự đoán đơn thuần về một “chỗ gẫy” mà không mô phỏng các hậu quả của chỗ gẫy đó sẽ không đảm bảo cho kết quả chính xác.

Về hành vi gẫy của các bộ phận mô tô và xe đối diện, có thể, mặc dù không giống như đối với một trong những bộ phận bị gãy và khi làm như vậy, đối với lực trên phần bị gẫy sẽ tăng (do sự gia tăng đột ngột của nó) và đối với dịch chuyển của nó sẽ tăng không có giới hạn. Để tính đến khả năng này, mà có thể có ảnh hưởng đến việc sử dụng dự đoán của mô hình trong 4.4.3, yêu cầu mô hình hóa khối lượng của bộ phận còn lại sau khi gãy phải được mô hình hóa.

B.3 Dữ liệu đầu ra (xem 4.3)

Trong một mô phỏng đa bộ phận điển hình, có hàng trăm hoặc có thể hàng nghìn kết quả đầu ra theo trình tự thời gian. Tuy nhiên cần cân nhắc rằng những kết quả đó liên quan đến các biến số và chỉ số chấn thương và các biến số và chỉ số này là một tập hợp cần thiết tối thiểu. Lưu ý rằng “chuyển động” và trình tự thời gian tham chiếu đến các biến động lực học (ví dụ, gia tốc, vận tốc và chuyển vị). Các dữ liệu là “đầu ra và được biểu đồ hóa” trong khoảng thời gian 0,001 s bởi vì đây được coi là có đủ ngắn để mô tả các hiện tượng va chạm điển hình, nhưng không quá ngắn để cho kết quả có khối lượng dữ liệu không thực tế. “Khoảng thời gian tăng lên nhưng không bao gồm thời gian người nộm chạm đất” bởi vì tại thời điểm phát triển của TCVN 7973 (ISO 13232), không có sẵn dữ liệu chỉ ra mức độ tương quan đạt được khi người nộm chạm đất. (Tuy nhiên, người nộm chạm đất đã được mô hình hóa và bao gồm một vài khả năng chấn thương được dự đoán). Một phương án thay thế là 0,5 s cũng được khuyến nghị bởi vì nó bao gồm tất cả giai đoạn tác động đầu tiên và các tình huống trong đó người nộm không bao giờ có thể chạm đất (ví dụ, người nộm có thể dừng lại trên xe đối diện hoặc mô tô).

Hư hỏng gẫy, vỡ được yêu cầu là dữ liệu đầu ra vì nó là một khía cạnh thiết yếu của phân tích chấn thương và thời gian xảy ra hư hỏng là đầu ra để giúp xác định mối quan hệ giữa nguyên nhân/kết quả.

“Dịch chuyển dài, dịch chuyển góc và trình tự thời gian của vận tốc” của các mô tô khác nhau và các điểm chuẩn của người nộm là dữ liệu đầu ra để hỗ trợ các thủ tục hiệu chỉnh yêu cầu.

Lực lớn nhất và dịch chuyển lớn nhất của mỗi bộ phận của mô tô và xe đối diện theo các hướng xác định là cần thiết để cung cấp thông tin được sử dụng trong việc kiểm tra “giới hạn dự đoán” được thực hiện theo 4.4.3.

B.4. Hình ảnh động ba chiều (xem 4.4.1)

Điều quan trọng là hiển thị đồ họa ba chiều của đầu ra mô phỏng phải được trình bày một cách khách quan và khoa học, cách này chỉ thể hiện hình dạng và chuyển động thực tế được sử dụng và tính toán bằng các phương trình chuyển động. Điều quan trọng là các hình ảnh động không được làm người xem nhầm lẫn về sự phức tạp hoặc hoạt động của mô hình. Ở đây không mong muốn để thêm thắt nghệ thuật hoặc làm tăng tính chủ quan của các hình ảnh được hiển thị vì điều này có thể bóp méo và làm nhầm lẫn cách hiểu mô hình hoặc kết quả. Cụ thể, việc sử dụng một mô tả chi tiết của một mô tô với nhiều yếu tố hiển thị chi tiết khi mô hình trong mô phỏng có thể rất thô hoặc đơn giản là không thích hợp. Mối quan hệ khách quan qua lại giữa đồ họa và mô hình là điều được mong muốn. Điều này cũng được áp dụng cho trình tự thời gian chuyển động được sử dụng để dẫn động đồ họa và cho góc nhìn và độ dài tiêu cự được sử dụng để biểu diễn đồ họa.

B.5. Phân tích rủi ro/lợi ích, kiểu lỗi và phân tích hiệu quả của các thiết bị va chạm bảo vệ được đề xuất (xem 4.4.3)

“Kiểu lỗi và phân tích hiệu quả” đề cập đến việc xác định các cấu hình va chạm bổ sung cho phép đối với thử nghiệm thực tế, như mô tả trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2).

Phân tích rủi ro/lợi ích “đề cập đến việc đánh giá tổng thể của các hiệu quả có lợi và có hại tiềm năng của một thiết bị bảo vệ được đề xuất, qua 200 cấu hình va chạm được mô tả trong 5.10 của TCVN 7973-5 (ISO 13232-5); và phải được thực hiện bằng cách sử dụng mô phỏng trên máy tính (theo 4.5 của TCVN 7973-6 (ISO 13232-6)).

Nếu phân tích rủi ro/lợi ích hoặc kiểu lỗi và phân tích hiệu quả được thực hiện bằng cách mô phỏng trên máy tính, sau đó là một tập hợp các tiêu chí được áp đặt, để đảm bảo rằng các dự đoán mô phỏng được chứng minh bởi các đặc tính của xe được đo (kiểm tra “giới hạn dự đoán”). Điều này được thực hiện ở mức độ thành phần của mô tô và xe đối diện (từ lúc mô phỏng được xây dựng từ các thuộc tính về lực của các bộ phận riêng biệt). Chỉ các cấu hình va chạm có thể được sử dụng là các cấu hình mà ở đó các lực được mô phỏng (cho từng thành phần) nhỏ hơn giá trị lớn nhất đo được trong thử nghiệm bộ phận trong phòng thử tương ứng (tức là, nó nằm trong phạm vi của dữ liệu đo). Các quy định khác đối với các phần dễ gãy là khối lượng của phần bị gãy phải được đưa vào (vì từ lúc đó sẽ có xu hướng gia tăng lực tới trên phạm vi đo được nếu các phần bị gãy); và đối với phần không gãy là dịch chuyển mô phỏng được nhỏ hơn giá trị đo được trong các thử nghiệm trong phòng thử (để ngăn chặn mô hình “giới hạn lực” không phù hợp được sử dụng).

Đối với các cấu hình va chạm không đáp ứng các tiêu chí này, việc phân tích có hai lựa chọn: loại trừ cấu hình va chạm đó khỏi phân tích rủi ro/lợi ích hoặc FMEA, hoặc tiến hành các thử nghiệm bổ sung trong phòng thử và hiệu chỉnh mô phỏng, ở tốc độ va chạm cao hơn (từ lúc đó, về mặt nguyên tắc, là cách dễ nhất để gia tăng lực đo được và phạm vi dịch chuyển). Nếu tùy chọn sau được chọn, thì tốc độ va chạm các bộ phận trong phòng thử phải tương ứng với tốc độ cao nhất “tương đối” quan sát được trong cấu hình mô phỏng mà không đáp ứng tiêu chí. Ví dụ, nếu tốc độ va chạm danh định trong phòng thử đối với thùng nhiên liệu mô tô là 2 m/s và các mô phỏng trên máy tính thực tế (biểu diễn tại tốc độ mô tô là 20,1 m/s) đối với các lực của thùng cao hơn so với giá trị đo tại 2 m/s, thì thử nghiệm thùng nhiên liệu trong phòng thử cũng phải tiến hành ở tốc độ va chạm tương đối cao nhất quan sát được trong những mô phỏng này (tương ứng với khi nói, tốc độ tương đối của khung thùng là 6 m/s). Mô phỏng được hiệu chỉnh tiếp theo so với các dữ liệu mới đo được (ngoài ra, dữ liệu tốc độ thấp hơn dữ liệu nguyên gốc) và sau đó các cấu hình va chạm này có thể được sử dụng một cách phù hợp trong phân tích rủi ro/lợi ích hoặc FMEA.

B.6. Hiệu chỉnh mô phỏng (xem 4.5)

“Việc hiệu chỉnh liên quan đến một quy trình đảm bảo chất lượng được áp dụng cho mô phỏng trên máy tính, cho phép các nhà nghiên cứu khác đánh giá mức độ mà mô hình mô tả một cách chính xác hành vi động lực học của người nộm, mô tô và xe đối diện, các bộ phận thiết yếu của chúng trong cả thử nghiệm va chạm thực tế và trong phòng thử.

B.7. Hiệu chỉnh phép thử bộ phận trong phòng thử (xem 4.5.1)

Các bộ phận của mô tô, xe đối diện và người nộm trong Bảng 1, 2 và 3 được coi là các bộ phận thiết yếu tối thiểu cần thiết để dự đoán các tương tác của mô tô/xe đối diện/người nộm trong một thử nghiệm va chạm, ngoài thử nghiệm toàn bộ mô tô với rào chắn được mô tả trong 4.5.2. Vật va chạm được sử dụng (cả mô phỏng và thử nghiệm thực tế trong phòng thử) được xác định là một bề mặt cứng là đại diện chung cho đối tượng va chạm trong thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực. Trong một số trường hợp, đối với người nộm, vật va chạm và vật được sử dụng để xác định các thuộc tính của người nộm thực tế như trong TCVN 7973-3 (ISO 13232-3) và TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Các đặc tính đo được nói chung là lực tác dụng vuông góc giữa vật va chạm và phần thân người nộm và cần thiết đối với động lực học va chạm dự kiến.

Trong một số công thức mô phỏng, các thuộc tính lực/chuyển vị đo được trong các thử nghiệm trong phòng thử có thể kết hợp trực tiếp. Trong trường hợp này, mô hình mô phỏng của các bộ phận tương ứng là giống theo các dữ liệu thử nghiệm có liên quan.

B.8. Thử động mô tô trong phòng thử (xem 4.5.2)

Một thử nghiệm mô tô/chướng ngại vật được sử dụng để định lượng lực/độ võng và động của mô hình mô tô và các bộ phận liên quan. Các phép đo theo yêu cầu có thể được sử dụng để xác nhận (và định lượng) các đặc tính của bánh xe, càng xe, hệ thống giảm xóc trước và khung chính của mô tô trong quá trình va chạm.

B.9. Tương quan của phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực (xem 4.5.3)

Ngoài việc so sánh mô phỏng và dữ liệu thử nghiệm đối với các bộ phận cụ thể và toàn bộ mô tô như mô tả ở trên, cần phải so sánh mô phỏng với “bất kỳ thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực tương ứng được thực hiện theo TCVN 7973 (ISO 13232), nếu có”. Điều này rất hữu ích để thiết lập tính chính xác của mô phỏng trong việc dự đoán các tương tác động lực học của mô tô/xe đối diện/người nộm trong thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực trên thực tế. Rõ ràng là sự phù hợp giữa trình tự thời gian mô phỏng và thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực càng gần nhau và số lượng các thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực càng lớn mà trong đó những so sánh này được thực hiện, thì độ tin cậy của mô phỏng, một công cụ mô tả và dự đoán càng lớn (vì kết hợp được các định luật cơ bản của vật lý). Đối với “các tương quan” như vậy, điều quan trọng là sử dụng các thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực tuân theo các quy trình chi tiết của TCVN 7973 (ISO 13232), do đó các điều kiện chi tiết ban đầu của thử nghiệm và thiết bị được sử dụng được biết đến và do đó có thể được mô hình hóa một cách chính xác trong mô phỏng bằng máy tính.

Khi có dữ liệu của dưới 14 phép thử thì “biểu đồ so sánh tổng thể” của nhiều phép thử và mô phỏng cho mỗi thử nghiệm theo trình tự thời gian là cần thiết và được coi là một cơ sở thích hợp cho phép các nhà nghiên cứu khác đánh giá độ chính xác của mô phỏng (theo cách chủ quan). Một phương pháp định lượng để đánh giá mức độ tương hợp giữa trình tự thời gian là điều mong muốn, nhưng chưa có một phương pháp chung nào tại thời điểm phát triển của TCVN 7973 (ISO 13232). Việc “Xảy ra và/hoặc mức độ hư hỏng đối với các bộ phận có thể gãy” cũng được bao gồm trong so sánh này vì đây là một khía cạnh quan trọng và là mục đích của các thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực và mô phỏng trên máy tính.

Khi có dữ liệu của 14 thử nghiệm trở lên thì phải thực hiện thêm một phân tích thống kê định lượng về mức độ tương quan. “Mười bốn” được quy định bởi vì nó tương ứng với số lượng thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực được yêu cầu trong một “đánh giá tổng thể” như mô tả trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6) và bởi vì phân tích thống kê đối với quy mô lấy mẫu nhỏ hơn nó là rất vô nghĩa.

Các thử nghiệm được sử dụng để so sánh tương quan được lựa chọn từ 200 cấu hình va chạm quy định bởi vì người ta muốn mô phỏng cho các trường hợp này. Mỗi thử nghiệm (hoặc thử nghiệm theo cặp) “sẽ có đối với mỗi cấu hình va chạm khác nhau” để đảm bảo rằng một loạt các động lực va chạm khác nhau được kiểm tra.

B.10. So sánh thử nghiệm va chạm với tỷ lệ kích thước thực (xem 4.5.4)

Việc so sánh định lượng bổ sung giữa các chuyển động mô phỏng và đo cũng được yêu cầu như là một biện pháp bổ sung để đảm bảo chất lượng. Trong thực tế, điều này liên quan đến việc so sánh các chuyển động của đầu, xương chậu, thân và mô tô tại thời điểm mũ bảo hiểm và xe đối diện bắt đầu va chạm và yêu cầu mô phỏng nằm trong một dung sai nhất định của dữ liệu thử nghiệm đo được tại thời điểm này theo thời gian. Các giá trị dung sai được dựa trên các kết quả thu được bởi TRL đối với một loạt ba hoặc nhiều thử nghiệm mô phỏng và thực tế.

Ngoài ra, quỹ đạo toàn bộ của vai, hông, đầu gối và mắt cá chân đối với thử nghiệm mô phỏng và thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực cũng được bao trùm để cung cấp thêm cơ sở để đánh giá độ chính xác của mô phỏng.

B.11. Kiểu lỗi và phân tích hiệu quả (xem 5.1)

Phương pháp được sử dụng để định lượng các kiểu lỗi bao gồm: mô phỏng 200 va chạm so sánh cặp (mỗi va chạm có và không có thiết bị bảo vệ được lắp trên mô tô); khi định lượng các biến số và chỉ số chấn thương cho mỗi va chạm; và xác định các cấu hình va chạm trong đó có một hoặc nhiều các biến số hoặc chỉ số chấn thương được tăng lên do có các thiết bị bảo vệ (chỉ ra tác hại tiềm ẩn).

B.12. Các đặc tính được mô phỏng đối với các phép thử bộ phận trong phòng thử (xem 5.2)

Các đặc tính thiết yếu được đo trong các thử nghiệm trong phòng thử và có trong mô phỏng trên máy tính là các thuộc tính lực/dịch chuyển của các bộ phận quan trọng, đối với hầu hết các chi tiết, trong điều kiện va chạm động lực học. Người ta muốn rằng các phép đo động lực học như vậy được chính xác đến tần số khoảng 1 000 Hz mô tả phản ứng của va chạm) và quy trình tương ứng được quy định cụ thể. Nó rất hữu ích đối với các thử nghiệm được chứng minh bằng tài liệu ở một số chi tiết vì có rất nhiều cách khác nhau để làm các thử nghiệm như vậy và cũng bởi vì các nhà nghiên cứu khác có thể muốn lặp lại các thử nghiệm.

Các thử nghiệm tĩnh được sử dụng trong một số trường hợp vì dữ liệu cơ sinh học hiện tại đối với các vùng cơ thể có thể có trong các điều kiện này và/hoặc để thuận tiện cho thử nghiệm. Thông tin chi tiết của các thử nghiệm tĩnh (và thử nghiệm động) được quy định cụ thể để có một mức độ so sánh giữa các kết quả của các nhà nghiên cứu khác nhau và để duy trì tính nhất quán với các quy trình đã được tiêu chuẩn hóa hiện có.

B.13. Thử va chạm của mô tô với chướng ngại vật (xem 5.3)

Tốc độ 13,4 m/s ± 5 % được sử dụng cho các thử nghiệm với chướng ngại vật để phù hợp với phạm vi tốc độ của mô tô được sử dụng trong bảy cấu hình va chạm thực tế yêu cầu được quy định trong TCVN 7973-2 (ISO 13232-2). Các đặc tính góc va chạm, góc quay và tốc độ, hoặc tương tự được quy định để phù hợp với các quy trình thử nghiệm với tỷ lệ kích thước thực. Máy đo gia tốc hai trục cũng như các vị trí của nó được quy định để đưa ra một vài giá trị trung bình của các đặc tính lực/chuyển vị của mô tô và cũng với nguyên nhân tương tự ba cảm biến lực hoặc nhiều hơn được xác định trên bề mặt rào chắn. Các dữ liệu được lọc ở tần số thấp tương ứng vì các đặc tính lực/chuyển vị tổng thể được quan tâm (chứ không phải là kiểu cấu trúc chi tiết của khung mô tô).

Chuyển vị được đo với hai máy ảnh tốc độ cao 1 000 hình/s để nắm bắt những chuyển động nhanh được quan tâm của cả khung chính mô tô và cụm bánh xe/càng trước.

B.14. Tương quan thống kê phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực (xem 5.4)

Các tương quan định lượng của các biến số chấn thương tích được tiến hành đối với đầu và chi dưới vì xu hướng đó là các vùng chấn thương chính như đã nêu trong các dữ liệu chấn thương (TCVN 7973-2 (ISO 13232-2), Phụ lục D) và trong các mô hình chi phí chấn thương TCVN 7973-5 ISO 13232-5). Ngoài ra, các biến cụ thể này đã được sử dụng trong nghiên cứu trước đây cho các mục đích tương quan (Zellner, et al, 1991).

Đối với gia tốc dài lớn nhất của đầu, tương quan được thể hiện trong phần thống kê tiêu chuẩn “hệ số tương quan”.

Đối với những chấn thương chi dưới tương quan được thể hiện trong kết quả “bảng sự thật” (ví dụ, lỗi loại 1 và loại 2 ) với các “phần dự báo chính xác” là tham số.

B.15. Tài liệu (xem Điều 6)

Các thông tin quy định trong Bảng 11 cho xe đối diện, mô tô, người nộm, thiết bị bảo vệ là để cung cấp một cái nhìn tổng quan về các tính năng chính của mô hình mô phỏng.

Các kết quả chi tiết của các thử nghiệm hiệu chỉnh thực tế và trong phòng thử và sự so sánh quy định trong 6.2, 6.3 và 6.4 là để cung cấp tài liệu về các đặc tính cần thiết và thuộc tính chủ yếu của mô hình mô phỏng.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Yêu cầu

4.1. Mô hình hóa

4.2. Thông số

4.3. Dữ liệu đầu ra

4.4. Xử lý dữ liệu

4.5. Hiệu chỉnh mô phỏng

5. Phương pháp

5.1. Kiểu lỗi và sự phân tích các ảnh hưởng

5.2. Các đặc tính được mô phỏng đối với các phép thử bộ phận trong phòng thử

5.3. Thử va chạm của mô tô với chướng ngại vật

5.4. Tương quan thống kê phép thử va chạm với tỷ lệ kích thước thực

6. Tài liệu

6.1. Mô phỏng

6.2. Hiệu chỉnh phép thử bộ phận trong phòng thử

6.3. Thử động mô tô trong phòng thử

6.4. Tương quan phép thử với tỷ lệ kích thước thực

Phụ lục A (quy định) Ví dụ về báo cáo các đặc tính của bộ phận được mô phỏng

Phụ lục B (tham khảo) Cơ sở lý luận của TCVN 7973-7 (ISO 13232-7)