TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7973-3:2013 (ISO 13232-3:2005) 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 3: NGƯỜI NỘM NHÂN TRẮC HỌC LÁI MÔ TÔ TRONG THỬ NGHIỆM VA CHẠM

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7973-3:2013

ISO 13232-3:2005

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 3: NGƯỜI NỘM NHÂN TRẮC HỌC LÁI MÔ TÔ TRONG THỬ NGHIỆM VA CHẠM

Motorcycles – Test and analysis procedures for research evaluation of rider crash protective devices fitted to motorcycles – Part 3: Motorcyclist anthropometric impact dummy

Lời nói đầu

TCVN 7973-3:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 13232-3:2005.

TCVN 7973-3:2013 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 thực tế.

– 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 này 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 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 3: NGƯỜI NỘM NHÂN TRẮC HỌC LÁI MÔ TÔ TRONG THỬ NGHIỆM VA CHẠM

Motorcycles – Test and analysis procedures for research evaluation of rider crash protective devices fitted to motorcycles – Part 3: Motorcyclist anthropometric impact dummy

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu tối thiểu đối với:

– độ tin cậy sinh học của người nộm nhân trắc học lái mô tô trong thử nghiệm va chạm.

– tính tương thích của người nộm với mô tô, mũ bảo hiểm, các va chạm theo nhiều phương và thiết bị.

– khả năng lặp lại và khả năng tái tạo lại của các đặc tính và các đáp ứng của người nộm.

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu tối thiểu đối với việc nghiên cứu tính khả thi của các thiết bị lắp trên xe mô tô để bảo vệ người lái mô tô khi va chạm.

Bộ TCVN 7973 (ISO 13232) áp dụng cho các phép thử 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 tốc độ 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 để 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 7973-4 (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 7973-6 (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 nghiệm và phân tích để đánh giá sự nghiên cứu các thiết bị bảo vệ người điều khiển khi va chạm được lắp trên xe – Phần 8: Tài liệu và báo cáo.

ISO 6487, Road vehicle – Measunement 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):

– tấm đệm bọt ở bụng (abdominal foam insert);

– sản phẩm thay thế (alternative products);

– sự chứng nhận (certification), sự tuân thủ (compliance);

– phần tử mô phỏng đầu gối (knee compliance element);

– thiết bị mô phỏng cảm biến lực (load cell simulator);

– lô (lot);

– mẫu (specimen).

4. Yêu cầu kỹ thuật đối với người nộm lái mô tô trong thử nghiệm va chạm

4.1. Người nộm cơ sở

Người nộm cơ sở là người nộm nam Hybrrid III phân vị 501). Người nộm được trang bị với:

– cấu trúc đứng/ngồi;

– các bộ phận đầu/cổ tương thích với sáu trục cảm biến lực cổ trên đã được quy định trong 4.4.1.2 của TCVN 7973-4 (ISO 13232-4)2);

– các đầu gối không trượt tiêu chuẩn ²⁾.

Các bộ phận quy định của người nộm cơ sở phải được sửa đổi hoặc thay thế như mô tả dưới đây.

4.2. Đầu và da đầu của người nộm lái mô tô

Các bộ phận da đầu bao gồm hai cái da đầu Hybrid III cơ sở, cùng với hai bộ phận mở rộng để lắp mũ bảo hiểm. Hình dạng của da đầu và bộ phận phủ ngoài được thể hiện trên Hình A.1, trong đó 1 và 2 là da đầu Hybrid III cơ sở và da chỏm đầu và 3 và 4 là miếng che hàm và miếng che gáy là các bộ phận dùng để đội mũ bảo hiểm. Khối lượng của miếng che hàm và miếng che gáy tương ứng là 0,27 kg ± 0,05 kg và 0,15 kg ± 0,05 kg ²⁾. Da đầu – cổ được gắn vào đầu Hybrid III bằng một loại keo dán phù hợp. Keo dán phải đảm bảo cho liên kết giữa các phần bổ trợ mà ở đó các vật liệu chính sẽ bị hỏng trước so với sự tự liên kết. Cyanoacrilate là một ví dụ về một loại keo dán phù hợp.

Khối lượng toàn bộ của bộ phận hoàn chỉnh gồm đầu, da đầu, các miếng che, phần lắp gia tốc kế ở đầu, các gia tốc kế và dây cáp ở đầu, cảm biến và các dây cáp ở cổ là 5,35 kg ± 0,1 kg.

4.3. Bộ phận ở cổ người nộm lái mô tô

Khối lượng toàn bộ của bộ phận hoàn chỉnh gồm cổ, khớp cổ, chốt lắp đầu, bộ phận mô phỏng chốt yếm cổ và phần nửa trên của giá cổ dưới có răng cưa phải là 1,55 kg ± 0,1 kg.

4.3.1. Miếng che cổ

Miếng che cổ được quy định trong Hình A.2 ²⁾. Nửa trên của khóa kéo của miếng che cổ được dán vào miếng da che hàm bằng một loại keo dán phù hợp. Keo dán phải đảm bảo cho liên kết giữa các phần bổ trợ mà ở đó các vật liệu chính sẽ bị hỏng trước so với sự tự liên kết.

CHÚ THÍCH: “Loctite ® 401” là ví dụ về một loại keo dán phù hợp.

4.3.2. Giá cổ dưới

Khi lắp cổ người lái mô tô, cổ dưới sẽ được đặt ở vị trí mở ra 5,25 độ. Giá trị này là phù hợp với đa số vị trí các loại người nộm lái xe. Tuy nhiên, trong trường hợp tư thế người nộm cách quá xa, việc lắp đặt cổ người nộm cơ sở Hybrid III có thể được điều chỉnh như thể hiện trên Hình A.3 để tăng khả năng điều chỉnh vị trí đầu ²⁾.

4.3.3. Cổ người nộm lái mô tô

Cổ người nộm Hybrid III tiêu chuẩn và bề mặt với bộ phận đầu và thân trên của nó sẽ được thay thế bằng cổ như thể hiện trên Hình A.4²⁾.

CHÚ THÍCH: Cổ thể hiện trên Hình A.4 được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong phép thử va chạm. Việc sử dụng và các thông tin hạn chế được đề cập ở B.2.5.

4.3.4. Khớp cổ thay thế

Khớp cổ của Hybrid III tiêu chuẩn phải được thay thế bằng cặp khớp cổ như trên Hình A.4.²⁾

4.3.5. Sự phù hợp trong sản xuất lần đầu

Để chứng nhận một thiết kế sản phẩm cổ và khớp cổ mới, đặc tính kỹ thuật của vật liệu hoặc quy trình sản xuất phải phù hợp với các đặc tính kỹ thuật trên Hình A.4, một sản phẩm cổ phải được thử động lực học theo quy trình mô tả trong 6.8. Sự đáp ứng của cổ phải nằm trong vùng mô tả trong 6.8 và thể hiện trên Hình 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7.

4.3.6. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm cổ tiếp theo

Khi thiết kế sản phẩm, đặc tính kỹ thuật của vật liệu hay quy trình sản xuất đã được chứng nhận theo 4.3.5, thì mỗi sản phẩm cổ và khớp cổ được sản xuất ra phải được thử theo quy trình mô tả trong 6.9 để kiểm tra các đặc tính kỹ thuật nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 – Đặc tính kỹ thuật về sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm cổ tiếp theo

Thử tĩnh	Đặc tính kỹ thuật	Giá trị trung bình yêu cầu	Sai lệch tiêu chuẩn yêu cầu
Uốn	Góc uốn	17,6 ± 2,6°	10 % của giá trị trung bình
Uốn	Quãng đường trượt	14,0 ± 3,0 mm	10 % của giá trị trung bình
Mở (ngửa cổ)	Góc mở	30,9 ± 4,6°	10 % của giá trị trung bình
Nghiêng	Góc nghiêng bên cạnh	28,7 ± 4,3°	10 % của giá trị trung bình
Xoắn	Góc xoắn	41,5 ± 6,2°	10 % của giá trị trung bình

4.4. Bộ phận thân trên của người nộm lái mô tô

4.4.1. Xương ngực thay thế

Phải sử dụng một xương ngực của Hybrid III tiêu chuẩn hoặc một xương ngực thay thế. Nếu sử dụng xương ngực thay thế, thì xương ngực thay thế phải tương thích với hệ thống dữ liệu nội bộ thu thập được như mô tả trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4). Khi kết hợp với hệ thống thu thập dữ liệu nội bộ, xương ngực thay thế phải:

– giữ được hình dáng hình học và chiều cao toàn bộ giống như khung xương của Hybrid III tiêu chuẩn bao gồm vai, xương sườn, giá cổ dưới, và các điểm lắp ráp với xương thắt lưng;

– không bị ảnh hưởng bởi các chuyển động của vai;

– tạo ra độ lệch xương ức ít nhất là 75 mm trong mặt phẳng đối xứng dọc, đo theo phương vuông góc, so với bề mặt trước của khung xương;

– chiều rộng ngang không vượt quá 125 mm;

– có khối lượng thân trên và trọng tâm giống như quy định cho thân trên của Hybrid III tiêu chuẩn ngoại trừ sai lệch trọng tâm là ± 30 mm.

4.4.2. Da ngực sửa đổi

Khi da ngực được lắp ráp phù hợp lên thân trên, phía sau của da ngực có thể được sửa đổi với 4 lỗ gồm 2 lỗ phía trên và 2 lỗ phía dưới để lắp đinh vít kẹp xương sườn để cho phép đo góc của thân trên, sử dụng thiết bị đo độ nghiêng của thân như ví dụ trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6) SS, Hình C.1.

4.5. Bộ phận thân dưới của người nộm lái mô tô

Khi lắp đặt hoàn chỉnh, phần thân dưới phải có khối lượng giống như quy định cho phần thân dưới của Hybrid III tiêu chuẩn 3).

4.5.1. Xương sống lưng thẳng sửa đổi

Để sử dụng với cảm biến tải xương sống lưng sáu trục hoặc ba trục, xương sống lưng thẳng và cáp sẽ dùng là chi tiết FTSS số 1260004 và 12600054). Giá lắp bộ chuyển đổi xương sống lưng dưới và khối cân bằng phải được thay thế như thể hiện trên Hình A.5 đối với cảm biến sáu trục và Hình A.6 đối với cảm biến ba trục ²⁾. Một đĩa đỡ bụng sẽ được lắp vào giá lắp bộ chuyển đổi xương sống lưng dưới và khối cân bằng, như thể hiện trên Hình A.7 sửa đổi 1 đối với cảm biến sáu trục hoặc Hình A.8 đối với cảm biến ba trục.

Khi lắp ráp khối gia trọng vào xương chậu, nếu ảnh hưởng của việc lắp ráp cứng làm cản trở việc lắp ráp đúng vị trí một hoặc nhiều phụ tùng khác, thì có thể cắt bớt theo yêu cầu để việc lắp ráp được chính xác.

Khi sử dụng người nộm mà các cảm biến lưng cho phép sử dụng như mô tả trong 4.4.1.4 của ISO 13232-4 không sử dụng được, thì cảm biến lưng đó sẽ được thay thế bằng thiết bị mô phỏng cảm biến lưng ²⁾.

4.5.2. Đệm bụng người nộm lái mô tô

Tấm đệm bụng Hybrid III cơ sở sẽ được thay thế bằng tấm đệm bụng đặc dễ vỡ, như thể hiện trên Hình A.9. Tấm đệm thay thế có khối lượng 53 g ± 3 g.

Khi thử theo phương pháp mô tả trong 6.7, các giá trị lực quy định phải theo Bảng 2²⁾.

Bảng 2 – Giá trị quy định để chứng nhận tấm đệm bụng thay thế

Độ biến dạng (mm)	Lực (N)
20	1 040
40	1 875
60	2 810

4.5.3. Khung xương chậu ngồi/đứng

Hệ thống thu dữ liệu nội bộ có thể được đặt trong khung chậu ngồi/đứng được hiệu chỉnh phù hợp để ăn khớp với hệ thống. Dù có hiệu chỉnh hay không thì khung chậu cũng phải:

– Giữ được hình dáng hình học và các kích thước ngoài giống với khung chậu ngồi/đứng của Hybrid III tiêu chuẩn;

– Không cản trở chuyển động của chân.

4.6. Các cánh tay và ống lót khuỷu tay sửa đổi

Ống lót khuỷu tay Delrin, đoạn Hybrid III số 78051-1995), sẽ được điều chỉnh theo các dấu vạch như thể hiện trên Hình A.10.

Khối lượng của các phần trên và dưới của cánh tay giống như giá trị quy định cho Hybrid III tiêu chuẩn.

4.7. Bàn tay của người nộm lái mô tô

Bàn tay của Hybrid III cơ sở sẽ được thay thế bằng chi tiết số 065-3220486) Itoh-Seiki Co..

4.8. Bộ phận đùi của người nộm lái mô tô

Khối lượng của bộ phận cẳng chân là 4,89 kg ± 0,2 kg.

4.8.1. Xương đùi dễ gẫy và giá lắp đặt

Xương đùi dễ gẫy sẽ được lắp vào khớp gối thông qua giá lắp đặt thể hiện trên Hình A.11²⁾. Xương đùi dễ gẫy này phải phù hợp với các yêu cầu về bề mặt lắp ghép và kích cỡ thể hiện trên Hình A.12, và có khối lượng 85 g ± 10 g. Các vật liệu và thiết kế xương đùi dễ gẫy phải giữ không thay đổi theo hướng dọc trục theo chiều dài dễ gẫy nhỏ nhất, như thể hiện trên Hình A.12.

Khi thử tĩnh theo các phương pháp được mô tả trong 6.1, 6.2 và 6.5, các giá trị quy định cho độ biến dạng tĩnh và độ cứng của xương cho trong Bảng 3. Khi bẻ gẫy động lực học theo các phương pháp mô tả trong 6.3 và 6.4, các giá trị quy định đối với độ cứng tối đa của xương cho trong Bảng 3 ²⁾.

Bảng 3 – Giá trị quy định để chứng nhận các bộ phận xương đùi dễ gẫy

	Độ biến dạng tĩnh	Độ cứng động lực học lớn nhất	Độ cứng tĩnh
Uốn	5,1 mm	360 N.m	–
Xoắn	5,8°	205 N.m	–
Tải dọc trục	–	–	34 680 N

4.8.2. Bộ phận mô phỏng cảm biến xương đùi

Khi sử dụng người nộm không có cảm biến xương đùi phù hợp như mô tả trong 4.4.1.5 của TCVN 7973-4 (ISO 13232-4), cảm biến phải được thay thế bằng một bộ phận mô phỏng cảm biến xương đùi, như thể hiện trên Hình A.13²⁾.

4.9. Bộ phận đầu gối dễ gẫy của người nộm lái mô tô

Bộ phận đầu gối dễ gẫy và chi tiết nối với móc hình chữ U đầu gối như thể hiện trên Hình A.14. Bộ phận đầu gối phải có khối lượng là 1,00 kg ± 0,05 kg.

Khi thử tĩnh theo các phương pháp mô tả trong 6.6, các giá trị quy định của góc xoay cho các mô men xác định được cho trong Bảng 4. Các giá trị quy định cho góc xoay và mô men biểu thị độ cứng lớn nhất khi chốt hãm bị hỏng được cho trong Bảng 4²⁾.

Bảng 4 – Giá trị quy định để chứng nhận các bộ phận đầu gối dễ gẫy

Bậc tự do	Điều kiện	Giá trị quy định
Trệch	Góc xoay ở 89 N.m (trước khi hỏng)	20,0°
	Mô men xoắn lớn nhất	132 N.m
	Góc xoay ở mô men lớn nhất	25,0°
Xoắn	Góc xoay ở 35 N.m (trước khi hỏng)	20,0°
	Mô men xoắn lớn nhất	87 N.m
	Góc xoay ở mô men lớn nhất	40,0°

4.10. Cáp giữ chân

Mỗi xương chân dễ gẫy phải được lắp đặt cùng với các cáp giữ chân để ngăn không cho chân người nộm bị sai lệch vị trí khi các xương dễ gẫy bị gãy. Khối lượng toàn bộ của cáp không được vượt quá 200 g đối với mỗi xương dễ gẫy. Các cáp phải được lắp chùng ít nhất 5 mm.

4.11. Bộ phận cẳng chân của người nộm lái mô tô

Khối lượng bộ phận cẳng chân và bàn chân là 5,29 kg ± 0,2 kg.

4.11.1. Xương ống chân dễ gẫy và giá lắp đặt

Xương ống chân dễ gẫy phải được lắp vào khớp mắt cá chân thông qua chi tiết nối thể hiện trong Hình A.15 ²⁾. Xương phải phù hợp với các yêu cầu về bề mặt lắp ráp và kích thước như thể hiện trong Hình A.16 và phải có khối lượng 120 g ± 10 g. Vật liệu và thiết kế xương dễ gẫy phải giữ không đổi theo hướng dọc theo chiều dài dễ gẫy nhỏ nhất như thể hiện trong Hình A.16.

Khi thử tĩnh theo các phương pháp mô tả trong 6.1 và 6.2, các giá trị quy định độ biến dạng tĩnh của xương được cho trong Bảng 5. Khi bẻ gãy động lực học theo các phương pháp mô tả trong 6.3 và 6.4, các giá trị quy định độ cứng lớn nhất của xương được cho trong Bảng 5 ²⁾.

Bảng 5 – Giá trị quy định để chứng nhận các bộ phận của xương ống chân dễ gẫy

	Độ biến dạng tĩnh	Độ cứng động lực học lớn nhất
Uốn	3,8 mm	280 N.m
Xoắn	7,0°	171 N.m

4.11.2. Da cẳng chân sửa đổi

Da cẳng chân của Hybrid III cơ sở phải được sửa đổi theo Hình A.17:

– có khóa kéo dọc phía sau để cho phép lắp và tháo da chân ra khỏi cẳng chân;

– phù hợp với cấu trúc của đầu gối dễ gẫy.

Khối lượng của da là 1,05 kg ± 0,10 kg.

4.12. Người nộm lái mô tô hoàn chỉnh

Khi lắp đặt hoàn chỉnh, người nộm lái mô tô phải có khối lượng 75,84 kg ± 1,64 kg.

4.13. Tài liệu chứng nhận

Các nhà sản xuất người nộm hoặc các bộ phận của người nộm phù hợp với TCVN 7973 (ISO 13232) phải cung cấp kèm theo các sản phẩm người nộm hoặc bộ phận của người nộm các tài liệu chứng minh rằng người nộm hoặc các bộ phận của người nộm đó thỏa mãn các quy định dưới đây.

5. Lấy mẫu các bộ phận dễ bị gẫy

5.1. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu

Để chứng nhận một thiết kế, đặc tính kỹ thuật của vật liệu hoặc quy trình sản xuất mới của bất kỳ bộ phận dễ gẫy nào và đối với mỗi phương pháp thử mô tả trong Điều 6, phải lấy 10 mẫu bộ phận chưa qua sử dụng để thử và đánh giá sai lệch trung bình và sai lệch tiêu chuẩn của các mẫu. Thí dụ, chứng nhận 3 phương pháp thử khác nhau thì cần có 30 mẫu bộ phận được thử.

Giá trị trung bình của mẫu phải nằm trong phạm vi sai lệch ± 5 % so với giá trị quy định đối với tất cả các độ cứng và các lực tĩnh đệm bụng. Giá trị trung bình của mẫu phải nằm trong phạm vi sai lệch ± 20 % so với giá trị quy định đối với tất cả các biến dạng tĩnh. Sai lệch tiêu chuẩn của mẫu phải nhỏ hơn 7 % so với giá trị trung bình của mẫu đối với tất cả các độ bền và các lực tĩnh tấm đệm bụng. Sai lệch tiêu chuẩn của mẫu phải nhỏ hơn 10 % giá trị trung bình của mẫu đối với tất cả các biến dạng tĩnh.

5.2. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

Mỗi thiết kế cụ thể, đặc tính kỹ thuật của vật liệu, và quy trình sản xuất đều phải được chứng nhận, ba linh kiện lấy từ mỗi lô hàng được nhà sản xuất chỉ định sẽ được thử để kiểm tra các đặc tính kỹ thuật của nó theo Bảng 6.

Bảng 6 – Đặc tính kỹ thuật về sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo của bộ phận dễ gẫy

Bộ phận	Đặc tính kỹ thuật
Tấm đệm bụng dễ vỡ	Lực ở biến dạng 40 mm
Xương ống chân dễ gẫy	Độ bền uốn động lực học
Chốt trượt ở đầu gối	Mô men hỏng được cho trong Bảng 4
Phần tử phù hợp của đầu gối	Góc xoay trước khi bị hỏng được cho trong Bảng 4

Nếu không có sai lệch của bộ phận nào lớn hơn hai lần sai lệch tiêu chuẩn, như quy định trong 5.1, so với giá trị trung bình được thiết lập cho các đặc tính kỹ thuật quy định, thì lô hàng được coi là chấp nhận được đối với phép thử thực tế, tuân theo TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Nếu có một hoặc nhiều bộ phận thử sai lệch lớn hơn 2 lần sai lệch tiêu chuẩn, như quy định trong 5.1, thì từ mỗi giá trị trung bình được thiết lập, từ giá trị trung bình được thiết lập cho đặc tính kỹ thuật quy định, thì phải thử 3 mẫu bộ phận khác nằm trong cùng một lô với bộ phận vừa thử. Nếu có nhiều hơn 2 mẫu trong tổng số 6 mẫu bộ phận có sai lệch lớn hơn 2 lần sai lệch tiêu chuẩn, như quy định trong 5.1, so với các giá trị trung bình được thiết lập, thì kết luận rằng lô hàng không được sử dụng để thử va chạm thực tế.

5.3. Điều kiện của các bộ phận dễ gẫy được lấy mẫu

Để thử theo các quy định trong 5.1 và 5.2, mẫu được lấy phải là các linh kiện dễ gẫy mới, chưa qua sử dụng.

6. Phương pháp thử

6.1. Thử biến dạng uốn tĩnh của xương dễ gẫy

Sử dụng các chốt, các đoạn nối dài lắp cứng có chiều dài bằng nhau (như thể hiện trên Hình A.18) đến mỗi đầu của xương dễ gẫy để chiều dài tổng cộng tối thiểu của xương và đoạn nối dài như cho trong Bảng 7. Để mẫu thử theo hướng tâm ở cả hai đầu ở khoảng cách như thể hiện trên Hình 7. Đặt một thanh hình trụ đặc cứng có đường kính 25 mm ở vị trí giữa mẫu, vuông góc với đường tâm của mẫu để bề mặt cong của xương và thanh tiếp xúc với nhau. Đặt tải trọng hướng tâm như cho trong Bảng 7.

Bảng 7 – Đặc tính kỹ thuật thử biến dạng uốn tĩnh của xương dễ gẫy

	Chiều dài tổng cộng nhỏ nhất (mm)	Khoảng cách giữa các điểm tựa (mm)	Tải hướng tâm đặt vào (N)
Xương đùi	355	341	1 350 ± 25
Xương ống chân	300	286	1 450 ± 25

Đo biến dạng tuyến tính vuông góc ở vị trí giữa nhịp của mẫu so với hai đầu tựa.

6.2. Thử biến dạng xoắn tĩnh của xương dễ gẫy

Đặt một tải trọng xoắn 69 N.m vào xương đùi và 48 N.m vào xương ống chân. Đo biến dạng xoắn của một đầu của xương so với đầu kia.

6.3. Thử gẫy do uốn động lực học của xương dễ gẫy

Sử dụng các chốt, các đoạn nối dài lắp cứng và giá đỡ như mô tả ở 6.1, sử dụng các đoạn kéo dài xương thể hiện trên Hình A.18 và các đầu đỡ cho mẫu như trên Hình A.19. Đặt thẳng mẫu để nó vuông góc với cả hai thanh hình trụ và hướng chuyển động của đầu va chạm, như trên Hình A.20. Lắp đầu va chạm vào thiết bị va chạm, như trên Hình A.21 đến Hình A.24. Va chạm với mẫu ở tốc độ 7,5 m/s ± 0,2 m/s ở điểm giữa mẫu, sử dụng khối lượng va chạm như ở Hình A.21.

Đo gia tốc tịnh tiến của đầu va chạm từ vị trí ngay trước khi chạm vào xương đến ngay chỗ gẫy sau xương, bằng một gia tốc kế Endevco, model 2262A-10007) được lắp cứng vào đầu va chạm ở vị trí như trên Hình A.21. Lọc dữ liệu bằng một bộ lọc tương tự để dữ liệu được làm yếu đến ít nhất là 40 dB ở tần số 7 kHz và cao hơn. Mẫu dữ liệu ở 10 kHz và bộ lọc dữ liệu số để tần số đáp ứng của dữ liệu đầu ra đến đầu vào tương tự chưa được lọc phù hợp với ISO 6487, CFC 600. Xác định gia tốc tịnh tiến lớn nhất khi va chạm với xương. Tính mô men uốn lớn nhất như trong thí dụ dưới đây:

M_x,max = (0,25)(9,807)d_s m a_m,max

trong đó:

M_x,max là mô men uốn lớn nhất, tính bằng Niutơn-mét;

d_s là khoảng cách giữa các điểm tựa, tính bằng mét;

m là khối lượng của đầu va chạm, tính bằng kilôgam;

a_m,max là gia tốc tịnh tiến lớn nhất của khối lượng va chạm, tính bằng đơn vị g;

9,807 là hệ số chuyển đổi từ đơn vị g sang Niutơn.

6.4. Thử gẫy do xoắn động lực học của xương dễ gẫy

Lắp một đoạn nối dài cứng vào mỗi đầu của xương dễ gẫy và giữ một đầu của mẫu bằng một cảm biến Denton, model B-21938). Lắp một cánh tay đòn cứng vào một trong các đoạn nối dài cứng, để nó kéo dài vuông góc với đường tâm của mẫu. Va chạm cánh tay đòn ở 7,5 m/s ± 0,2 m/s ở vị trí 0,150 m ± 0,005 m tính từ đường tâm của mẫu. Va chạm với một thanh hình trụ đặc cứng có đường kính 0,025 m ± 0,003 m và khối lượng va chạm tổng cộng lớn hơn 50 kg. Hướng của thanh hình trụ vuông góc với hướng chuyển động và hướng của cánh tay đòn.

Đo mô men xoắn của xương bằng cảm biến và bộ lọc và lấy mẫu theo với phương pháp mô tả trong 6.3. Xác định mô men xoắn lớn nhất.

6.5. Thử gẫy do tải tĩnh dọc trục của xương đùi dễ gẫy

Lắp một giá cứng vững vào mỗi đầu của xương dễ gẫy để bất kỳ tải trọng nén nào truyền đến xương đều phải thông qua bu lông lắp xương. Đặt mẫu vào một máy ép thủy lực, như trên Hình A.25, để đường tâm của nó thẳng với đường tâm của piston thủy lực và cố định đầu dưới với cảm biến Denton, model B-2193⁸⁾. Đặt một tải tăng đều với tốc độ 6500 N/s ± 2000 N/s đến khi xuất hiện sự hỏng.

6.6. Thử độ bền và biến dạng tĩnh đầu gối dễ gẫy

6.6.1. Thiết bị thử nghiệm

Sử dụng thiết bị như trên Hình A.26 hoặc tương đương, bao gồm:

– cánh tay đòn có chiều dài ít nhất 0,5 m;

– cảm biến đặt ở điểm đặt tải;

– thiết bị đo góc xoay.

6.6.2. Quy trình thử

Tác dụng một mô men tăng liên tục vào xương đầu gối dễ gẫy hoặc trục xoắn, ở tốc độ 30 N.m/s ± 5 N.m/s. Ghi lại góc xoay và tác dụng mô men đến khi chốt trượt bị hỏng.

6.7. Thử bụng dễ vỡ

Sử dụng thiết bị thử nghiệm như trên Hình A.27, hoặc tương đương. Tác dụng một tải tăng liên tục vào tâm của một miếng đệm bụng dễ vỡ ở tốc độ 450 N/s ± 150 N/s. Ghi lại biến dạng do nén và tăng tải đến khi đạt giá trị lớn hơn 3 300 N.

6.8. Thử động lực học cổ người nộm lái mô tô đối với sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu

6.8.1. Thử kéo động lực học

Cụm giá đỡ cổ dưới của Hybrid III (đặt ở góc mở 5,25°), cổ người nộm lái mô tô được thử (có khớp cổ và không có miếng che), một cảm biến Denton ở phần trên cổ (model 17169)) và một đầu Hybrid III tiêu chuẩn. Đặt góc giữa cổ ở vị trí ngả (uốn) về trước hết cỡ.

Lắp cụm trên vào một xe trượt gia tốc và đặt một gia tốc vào giá đỡ cổ phù hợp với tiêu chuẩn trong Bảng 8. Đo mô men cổ trên M_y bằng cảm biến Denton 1716 và sự thay đổi của góc lật (pitch angle).

Bảng 8 – Tiêu chí xung trượt phần nối dài cổ

Gia tốc lớn nhất	5,8 ± 0,5 G
Gia tốc trung bình trên 1,0 G	4,3 ± 0,5 G
Thay đổi vận tốc toàn bộ	4,5 ± 0,3 m/s

Đo sự thay đổi góc lật của cổ một cách trực tiếp bằng một máy đo góc, hoặc thông qua chụp ảnh tốc độ cao.

Sử dụng phim hoặc video tốc độ cao với tốc độ 1 000 khung hình/s. Sử dụng thước vẽ theo tỷ lệ gắn trên đầu người nộm cho phép đo này, hiệu chỉnh đối với các sai lệch do góc nhìn. Đồng bộ hóa theo thời gian dữ liệu này với dữ liệu M_y.

Xử lý dữ liệu mô men theo SAE J211, CFC 600. Xử lý việc đo góc điện tử theo SAE J211, CFC 180.

Vẽ biểu đồ sự thay đổi mô men uốn cổ (M_y) theo sự thay đổi góc lật của đầu ở trên hình, theo vùng được mô tả trong Bảng 9, và thể hiện như trên Hình 1.

Bảng 9 – Vùng uốn phần nối dài cổ

Thay đổi góc của đầu (độ)	Mô men phần nối dài, My, (Nm)
0	0
0	7
– 10	7
– 60	– 15
– 60	– 34
0	0

Hình 1 – Mô men uốn phần nối dài cổ tương ứng với góc lật của đầu

6.8.2. Thử uốn động lực học

Cụm giá đỡ cổ dưới của Hybrid III (đặt ở góc lật 5,25°), cổ người nộm lái mô tô được thử (có khớp cổ và không có miếng che), một cảm biến Denton ở phần trên cổ (model 1716⁹⁾) và một đầu Hybrid III tiêu chuẩn. Đặt góc cổ giữa ở vị trí ngả (uốn) về trước hết cỡ.

Lắp cụm trên vào một xe trượt gia tốc và đặt một gia tốc vào giá đỡ cổ phù hợp với tiêu chí trong Bảng 10.

Bảng 10 – Giá trị tới hạn xung trượt uốn cổ

Gia tốc lớn nhất	24,0 ± 1,5 G
Gia tốc trung bình trên 1,0 G	12,4 ± 1,0 G
Thay đổi vận tốc toàn bộ	16,8 ± 0,3 m/s

Đo các thay đổi sau:

– mô men cổ trên M_y bằng cảm biến Denton 1716;

– thay đổi góc lật của đầu;

– vị trí x và z của chốt xương chẩm;

– vị trí x và z trọng tâm của đầu.

Đo sự thay đổi góc của đầu trực tiếp bằng máy đo góc, hoặc thông qua ảnh chụp tốc độ cao.

Sử dụng phim hoặc video tốc độ cao với tốc độ 1 000 khung hình/s. Sử dụng thước vẽ theo tỷ lệ gắn trên đầu người nộm cho phép đo này, hiệu chỉnh đối với các sai lệch do góc nhìn. Đồng bộ hóa theo thời gian dữ liệu này với dữ liệu M_y.

Xử lý dữ liệu mô men theo SAE J211, CFC 600. Xử lý việc đo góc điện tử theo SAE J211, CFC 180.

Đo góc của cổ dựa vào một đường thẳng tưởng tượng nối tọa độ xương chẩm và T1 (vị trí tưởng tượng của mỏm phía trước của đốt sống ngực). Coi T1 là điểm cố định được đặt một cách danh nghĩa ở vị trí 129,5 mm phía dưới và 11,3 mm phía sau tọa độ ban đầu của xương chẩm. Coi rằng sự thay đổi góc của đường thẳng này là sự thay đổi góc của cổ.

Vẽ biểu đồ sự thay đổi mô men cổ (M_y) theo góc lật của đầu, trọng tâm của đầu và vị trí theo phương Z của xương chẩm theo vị trí theo phương X, và góc của cổ theo góc lật của đầu, theo vùng trong Bảng 11 đến Bảng 14, và thể hiện như trên Hình 2 đến Hình 4.

Bảng 11 – Vùng mô men uốn cổ

Bảng 12 – Vùng trọng tâm của đầu khi uốn cổ

Bảng 13 – Vùng vị trí xương chẩm khi uốn cổ

Bảng 14 – Sự thay đổi góc của cổ tương ứng với vùng thay đổi góc của đầu khi uốn cổ

Hình 2 – Mô men uốn tương ứng với góc của đầu khi uốn cổ

Hình 3 – Vị trí xương chẩm và trọng tâm của đầu khi uốn cổ

Hình 4 – Góc của cổ tương ứng với góc của đầu

6.8.3. Thử động lực học theo phương ngang

Cụm giá đỡ cổ dưới của Hybrid III (đặt ở góc lật 5,25°), cổ người nộm lái mô tô được thử (có khớp cổ và không có miếng che), một cảm biến Denton ở phần trên cổ (model 1716) và một đầu Hybrid III tiêu chuẩn. Đặt góc giữa cổ ở vị trí ngả (uốn) hết cỡ về phía trước.

Lắp cụm trên vào một xe trượt gia tốc và đặt một gia tốc vào giá đỡ cổ phù hợp với tiêu chí trong Bảng 15.

Bảng 15 – Tiêu chí xung trượt nghiêng

Đo góc lắc của đầu, và vị trí y và z của trọng tâm của đầu.

Đo góc của đầu và vị trí trọng tâm thông qua ảnh chụp tốc độ cao. Không sử dụng máy đo góc để đo sự dịch chuyển do sự chuyển động không phẳng của cổ khi uốn ngang. Không sử dụng tấm bia đặt ngoài trên đầu để xác định vị trí trọng tâm do có sự vặn xoắn lớn của đầu khi thực hiện hạng mục này. Chèn một thanh kim loại mảnh (chiều dài danh nghĩa 350 mm và đường kính 1,5 mm) xuyên qua bên cạnh của các lỗ trọng tâm của đầu, đường tâm của thanh, và dán thêm bia vào hai đầu. Đảm bảo rằng cả hai bia phải giữ được ở vị trí có thể quay camera vào được khi thử, do đó vị trí trọng tâm có thể được phân tích dưới dạng điểm giữa của 2 bia ở 2 đầu thanh. Đo góc của đầu bằng cách tham chiếu qua đường giữa 2 bia.

Sử dụng phim hoặc video tốc độ cao có tốc độ 1000 khung hình/s. Hiệu chỉnh sai số do góc nhìn.

Vẽ biểu đồ sự thay đổi góc lắc của đầu theo thời gian và vị trí z tương ứng với vị trí y của đầu, theo quy định mô tả trong các Bảng 16 và Bảng 17, và thể hiện trên Hình 5 và Hình 6.

Bảng 16 – Vùng góc nghiêng theo phương ngang của đầu theo thời gian

Bảng 17 – Vùng trọng tâm của đầu theo phương ngang

Hình 5 – Góc nghiêng theo phương ngang của đầu theo thời gian

Hình 6 – Vị trí trọng tâm của đầu theo phương ngang

6.8.4. Thử xoắn động lực học

Cụm giá đỡ cổ dưới của Hybrid III (đặt ở góc lật 5,25°), cổ người nộm lái mô tô được thử (có khớp cổ và không có miếng che), một cảm biến Denton ở phần trên cổ (model 1716) và một đầu Hybrid III tiêu chuẩn. Đặt góc giữa cổ ở vị trí ngả (uốn) về trước hết cỡ.

Sử dụng con lắc cố định như Hình A.28 hoặc tương đương. Thả con lắc để vận tốc ở vị trí thấp nhất của nó là 4,2 m/s ± 0,2 m/s. Đo vận tốc của con lắc ở 10° cuối cùng trước vị trí thẳng đứng. Đo mô men xoắn ở đỉnh của cổ, sử dụng cảm biến Denton, model 1716⁹⁾). Đo góc xoay của giá đỡ cổ bằng máy đo góc hoặc thiết bị phù hợp khác.

Xử lý dữ liệu mô men theo SAE J211, CFC 600. Xử lý việc đo góc điện tử theo SAE J211, CFC 180.

Vẽ biểu đồ mô men xoắn cổ theo góc xoay của giá đỡ cổ dưới theo vùng trong Bảng 18, và thể hiện như trên Hình 7.

Bảng 18 – Vùng độ cứng xoắn của cổ

Hình 7 – Độ cứng xoắn của cổ

6.9. Thử tĩnh cổ người nộm lái mô tô đối với sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

Thực hiện các phép thử về sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo cổ người nộm lái mô tô theo quy trình mô tả trong Phụ lục C.

7. Ghi nhãn và tài liệu về các bộ phận dễ gẫy

7.1. Ghi nhãn

Tất cả các bộ phận dễ gẫy phải được ghi nhãn bởi nhà sản xuất vào một vị trí không bị hỏng khi thử nghiệm với các số hiệu lô hàng.

7.2. Tài liệu

Nhà sản xuất mỗi bộ phận dễ gẫy phải cung cấp dữ liệu thử nghiệm thể hiện sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu và sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo của sản phẩm đó tuân theo các Điều 4, 5 và 6. Dữ liệu thử nghiệm phải có tài liệu thử va chạm thực tế xem TCVN 7973-8 (ISO 13232-8). Dữ liệu thử nghiệm phải nêu rõ nhà sản xuất và tên số hiệu lô hàng của sản phẩm đó.

 

Phụ lục A

(quy định)

Bản vẽ bộ phận đặc biệt của người nộm nhân trắc học lái mô tô thử va chạm

Các bản vẽ và đặc tính kỹ thuật của các bộ phận đặc biệt để thay thế hoặc hiệu chỉnh các bộ phận Hybrid III cơ sở.

Hình A.1 – Da đầu và các tấm che ở đầu

Hình A.2 – Đặc tính kỹ thuật tấm che cổ

Hình A-3 – Giá đỡ cổ dưới hiệu chỉnh Hybrid III

Hình A.4 – Các yêu cầu đối với cổ và bề mặt của người nộm lái mô tô

Hình A.5 – Giá lắp bộ chuyển đổi xương sống lưng dưới và khối chèn cho cảm biến 6 trục

Hình A.6 – Giá lắp bộ chuyển đổi xương sống lưng dưới và khối chèn cho cảm biến 3 trục

Hình A.7 – Đĩa đỡ bụng ở vùng thắt lưng dùng cho cảm biến 6 trục

Hình A.8 – Đĩa đỡ bụng ở vùng thắt lưng dùng cho cảm biến 3 trục

Hình A.9 – Tấm đệm bụng đặc dễ vỡ thay thế

Hình A.10 – Các dấu vạch trên khớp khuỷu tay để quay cánh tay 10°

Hình A.11 – Đồ gá để lắp xương đùi dễ gẫy vào đầu gối

Hình A.12 – Các yêu cầu đối với bề mặt và kích thước của xương đùi dễ gẫy

Hình A.13 – Mô hình cảm biến tải trọng xương đùi

Hình A.14 – Cụm xương đầu gối dễ gẫy và chốt trượt ở đầu gối

Hình A.15 – Đồ gá để lắp xương ống chân vào khớp mắt cá chân

Hình A.16 – Các quy định về bề mặt và kích thước xương ống chân dễ gẫy

Hình A.17 – Da cẳng chân sửa đổi

Hình A.18 – Phần nối dài của xương chân dễ gẫy dùng để thử uốn xương

Hình A.19 – Giá đỡ mẫu để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.20 – Đầu va chạm để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.21 – Hộp va chạm để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.22 – Giá đỡ gia tốc kế va chạm để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.23 – Giá lắp vòng bi và tấm bao vật va chạm để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.24 – Giá đỡ đường ray va chạm để thử gãy do uốn động lực học xương

Hình A.25 – Thiết bị thử gẫy do tải tĩnh dọc trục của xương đùi dễ gẫy

Hình A.26 – Thiết bị thử xương đầu gối dễ gẫy

Hình A.27 – Thiết bị thử bụng dễ vỡ

Hình A.28 – Sơ đồ thử xoắn cổ

 

Phụ lục B

(Quy định)

Cơ sở lô gíc của TCVN 7973-3 (ISO 13232-3)

Các tài liệu tham khảo trích dẫn trong Phụ lục B đều được liệt kê trong Phụ lục B của TCVN 7973-1 (ISO 13232-1).

B.1. Quy định của phạm vi áp dụng

“Độ chính xác sinh học” liên quan đến cơ thể người như sự đáp ứng với va chạm hoặc các lực khác, của người nộm va chạm, có thể so được với các phép đo người sẵn có. Điều này phản ánh qua các lực thu được qua các cảm biến, độ lệch, và các chuyển động của các phần khác nhau của cơ thể người nộm, những thông số này được sử dụng để đánh giá sự tổn thương của cơ thể. Nói chung, cần phải có độ chính xác sinh học càng cao càng tốt, để có thể suy ra rằng các đáp ứng đo được thể hiện sự đáp ứng và tổn thương của cơ thể người.

“Độ chính xác sinh học” liên quan đến sự lắp đặt cơ thể, thí dụ: mũ bảo hiểm trên đầu của người nộm; người nộm ngồi trên ghế mô tô thực tế và thùng nhiên liệu; hệ thống thiết bị và các cảm biến nằm trong kết cấu của người nộm; và tư thế của người nộm ở các hướng, tốc độ, và đối tượng va chạm khác nhau, theo chú ý thiết kế người nộm cho các thông số cần nghiên cứu.

B.2. Các quy định kỹ thuật đối với người nộm nhân trắc học lái mô tô trong thử nghiệm va chạm

B.2.1. Người nộm cơ sở (xem 4.1)

Việc lựa chọn người nộm cơ sở để thử va chạm mô tô phải xem xét toàn diện các danh mục và phân tích các hệ số (Động lực sinh học 1990). Các hệ số này gồm có: độ chính xác của phép đo người, độ chính xác sinh học của đáp ứng với va chạm, sự đáp ứng theo nhiều hướng (xét về chuyển động lắc ngang, lắc dọc và sự lệch hướng lớn của xe trong va chạm của xe mô tô), sự tương thích với xe mô tô và mũ bảo hiểm, tính sẵn có của tài liệu, tính lặp lại, khả năng sản xuất lại, độ bền, khả năng sửa chữa được,… là những vấn đề phải xem xét toàn diện về người nộm thử nghiệm sử dụng tiêu chuẩn này.

Kết quả là, năm 1989, người nộm nam giới Hybrid III phân vị 50 được chỉ định là người nộm hoàn hảo nhất được nghiên cứu về tính hiện đại, độ chính xác sinh học, có đầy đủ tài liệu, người nộm dựng sẵn là điểm khởi đầu để sử dụng làm người nộm lái mô tô, làm cơ sở phổ biến trên thế giới. Tuy nhiên, cần phải có một số thay đổi nếu cần để có thể sử dụng người nộm trong nghiên cứu va chạm mô tô, và điều này được mô tả kỹ ở dưới đây.

B.2.1.1. Mô tô khác xe ô tô con khá nhiều về vấn đề liên quan đến việc neo giữ và vị trí của người ngồi trên xe; độ lệch lớn, chuyển động lắc ngang, lắc dọc của xe trong khi va chạm và sự đa dạng về đối tượng va chạm, hướng, và tốc độ. Trong thực tế ở người nộm cho xe ô tô con, bao gồm cả người nộm Hybrid III, được thiết kế cho khoảng biến số tương đối hẹp, cần phải có một số thay đổi, và Hybrid III đưa ra một cơ sở về tính sẵn có tốt nhất vào lúc này, vì vậy có thể coi đây là cố gắng đầu tiên ở người nộm va chạm theo nhiều hướng chuyên dụng.

Người mẫu nam giới phân vị 50 được coi là phù hợp với thể hình phổ biến của người lái xe.

Hybrid III là một thiết kế cho phạm vi phổ biến và được cung cấp bởi một số nhà sản xuất, thí dụ, Các hệ thống an toàn đầu tiên.

B.2.1.2. Cấu trúc ngồi/đứng (cấu trúc chân) cho phép người nộm lắp được theo tư thế dạng chân trên xe mô tô thông thường, ở phiên bản người nộm cho xe ô tô con (kiểu ngồi) của Hybrid III, đùi người nộm không quay quanh xương chậu được với góc đủ lớn trong chuyển động với khoảng rộng thường gặp ở va chạm mô tô.

B.2.1.3. Cụm đầu/cổ tương thích với cảm biến phần trên cổ là cần thiết để đánh giá tầm quan trọng của cổ trong nghiên cứu tính khả thi của túi khí cho mô tô và vì không phải tất cả các dạng đầu Hybrid III đều tương thích với các cảm biến như vậy.

B.2.1.4. Các đầu gối không trượt được xác định vì các đầu gối trượt của người ngồi trên ô tô con có xu hướng bị bó cứng trong các va chạm từ bên hông xe, mà đó là va chạm thường gặp trong tai nạn mô tô.

B.2.2. Da đầu người nộm lái mô tô (xem 4.2)

Phần nối dài của da đầu là cần thiết vì da đầu Hybrid III tiêu chuẩn không có bề mặt để giữ được quai mũ bảo hiểm (ở dưới cằm) hoặc để giữ phía sau mũ bảo hiểm.

Phần phụ của gia tốc kế đầu và khối giá đỡ có thể yêu cầu tháo bớt một số gia trọng đầu. Một khối lượng đặc biệt cho linh kiện này sẽ được sử dụng để loại trừ sự khác nhau đáng kể giữa các người nộm. Khối lượng 5,35 kg là dựa vào thiết kế khả thi sẵn có.

B.2.3. Các bộ phận cổ người nộm lái mô tô (xem 4.3)

Một khối lượng đặc biệt được sử dụng cho bộ phận này sẽ làm loại bỏ sự khác nhau đáng kể giữa những người nộm thử nghiệm. Khối lượng 1,55 kg là dựa vào thiết kế hiện đang sử dụng.

B.2.4. Tấm che cổ (xem 4.3.1)

Việc đưa ra một thiết kế tấm che cổ mới khác đáng kể so với thiết kế tấm che cổ Hybrid III cơ sở hiện tại, quy định một tấm che cổ mới. Tấm che cổ mới cần được cải tiến để đạt được sự tương tác thực tế giữa túi khí khi bung ra và cổ người nộm và các vùng xương hàm. Tấm che cổ cần phải kéo dài từ hàm của người nộm, để bao phủ các vùng trống ở sát phía ngoài của cổ.

Thiết kế cổ mới có khớp ở đoạn giữa, yêu cầu phải có một thiết kế tấm che cổ có thể phù hợp được. Hơn nữa, do cổ mới có thể mô phỏng tư thế ngửa lớn, khoảng trống dưới hàm cũng phải được bao phủ. Vì lý do này, thiết kế cổ mới nối trực tiếp với phần ngoài hàm của da đầu người nộm thông qua khóa kéo. Mép của khóa kéo được dán cố định vào phía ngoài của hàm, và mép còn lại được may cố định vào tấm che cổ. Dây khóa bao trùm quanh cổ và dán tấm che cổ vào vị trí của nó.

B.2.5. Giá lắp phần dưới của cổ (xem 4.3.2)

Ở thiết kế Hybrid III cơ sở trước đây, nhiều thông số điều chỉnh đầu hoàn toàn thông qua giá lắp phần dưới của cổ. Đối với phần dưới cổ này, có một phương án thay đổi để cho phép khoảng mở của cổ lớn hơn. Tuy nhiên, toàn bộ thiết kế cổ mới được điều chỉnh ở đoạn giữa, để giá lắp cổ dưới có thể cố định ở độ mở của cổ là 5,25°. Không cần phải điều chỉnh thêm ở phần khác của Hybrid III, nhưng bất kỳ phần được thay đổi nào trước đây vẫn được sử dụng.

B.2.6. Cổ của người lái mô tô (xem 4.3.3)

Nghiên cứu về túi khí của xe mô tô (Rogers, 1991c; Zellner, Newman and Rogers, 1993) đã chỉ ra rằng có khả năng xuất hiện tổn thương cổ nghiêm trọng gây ra do sự bung ra của túi khí. Thí dụ, cổ của các tử thi bị sai vị trí được quan sát là bị gãy do sự bung ra của túi khí từ vùng lắp thùng nhiên liệu của mô tô. Điều này có thể liên quan đến sự khác nhau đáng kể về vị trí ngồi và túi khí của mô tô, trái ngược với xe ô tô, cụ thể là, góc mở lớn hơn của đầu liên quan đến thân người. Vì lý do này hay lý do khác, việc đo và đánh giá các lực và mô men ở cổ theo cách thực tế được coi là rất quan trọng, trong nghiên cứu tính khả thi của hệ thống túi khí của mô tô.

Thiết kế cỡ mới để thử va chạm mô tô xuất phát từ thiết kế Hybrid III cơ sở trước đây. Cổ được thiết kế phải phù hợp đồng thời với các tiêu chí về độ chính xác sinh học khi uốn trước và mở ra sau, mô men uốn và xoắn, như mô tả trong Bảng B.1.

Bảng B.1 – Các tiêu chí về độ chính xác sinh học của cổ

Hướng tải	Mục tiêu thực hiện
Uốn trước	Vùng thay đổi mô men – góc Mertz (Biokinetics R95-26B) Mối liên hệ đầu – góc cổ (Thunnissen, et al., 1995) Mối liên hệ vị trí trọng tâm (c. of g.) và xương chẩm (o.c.) – (Thunnissen, et al., 1995)
Uốn ngang	ISO TC22/SC12/WG5 đường cong trọng tâm lớn nhất ISO TC22/SC12/WG5 góc nghiêng của đầu lớn nhất
Mở ra sau	Vùng thay đổi mô men – góc Mertz (Biokinetics R95-26B)
Xoắn	Mối liên hệ mô men xoắn – góc của độ chính xác sinh học (ISO 13232-3:1995)

Để tham khảo, lịch trình theo thời gian của gia tốc thử trượt ở thiết kế ban đầu và sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm được cho trong Hình B.1, Hình B.2 và Hình B.3. Lịch trình này được thiết kế tương tự như tính toán các gia tốc T1 trong nghiên cứu tình nguyện viên NBDL.

Hình B.1 – Đồ thị (xung) gia tốc kéo dài mẫu

Hình B.2 – Đồ thị (xung) gia tốc uốn của mẫu

Hình B.3 – Đồ thị (xung) gia tốc ngang của mẫu

Có 3 mục tiêu mà cổ cần phải đạt được. Thứ nhất, hiện tượng trễ, được mô tả bằng việc phân tích dữ liệu của tình nguyện viên Naval Biodynamic Lab (phòng thí nghiệm động lực sinh học hải quân) (Wismans và Spenny, 1984) đã sao chép thông qua cơ cấu trượt phần trên của cổ. Hiện tượng trễ này xuất hiện khi gập người ra trước, lúc đó thân của tình nguyện viên phải chịu đựng một gia tốc hướng về phía sau, ban đầu làm cho đầu dịch chuyển về trước giống như cổ bắt đầu quay, về mặt sinh lý học, trạng thái dịch chuyển này giống như do sự nắn thẳng phần cong của đốt sống cổ, cũng như sự tham gia của cơ cổ. Tuy nhiên, để sao chép được trạng thái sinh lý này trong một cổ cơ khí là khá phức tạp. Một hệ thống trượt lò xo hồi vị được sử dụng để mô phỏng hiện tượng này, từ đó mô phỏng được chính xác động lực học của đầu, ở trong một thiết kế đơn giản và thô sơ.

Thứ hai, khoảng điều chỉnh tư thế của người nộm được làm rộng ra để phù hợp với khoảng là 65°. Một nghiên cứu vắn tắt đã hướng dẫn người lái xe về các kiểu xe mô tô khác nhau, ở các tư thế ngồi trên xe khác nhau, từ kiểu ngồi thẳng cho đến kiểu ngồi nghiêng ra trước (Withnall et al., Báo cáo về động lực sinh học R97-01, 1997). Vị trí của đầu người lái mô tô tương ứng với thân người được ghi lại dưới dạng hàm của góc lưng. Như cổ của người lái xe ngửa ra hơn, chiều dài hiệu quả bị thu ngắn lại, cũng như trọng tâm dịch chuyển ra phía sau. Đối với cổ người nộm, việc điều chỉnh góc ở đoạn giữa cổ là đủ để có vị trí thích hợp của đầu tương ứng với thân người. Thiết kế cổ mới chấp nhận sự điều chỉnh ở đoạn giữa thông qua giao diện dạng răng giữa phần cổ trên và dưới. Đây là chức năng điều chỉnh duy nhất yêu cầu để có hướng của cổ thích hợp.

Mục tiêu thứ 3 là kết hợp thực hiện sự xoắn thông qua cấu trúc cổ toàn vẹn, hơn là thêm vào một mô đun xoắn riêng rẽ. Tuy nhiên, người ta phát hiện ra rằng yêu cầu về độ cứng uốn trước và uốn ngang khiến cho các kích cỡ và hình dáng của các linh kiện của cổ không thích hợp với độ cứng xoắn cần thiết. Điều này được khắc phục bằng việc đưa vào các nhân tố biến dạng thêm vào phía trước của mỗi đĩa đàn hồi. Các nhân tố này được gắn vào bề mặt đáy của đĩa, vì vậy khi xoắn hay ngửa cổ, các nhân tố này sẽ không có vai trò gì cả. Tuy nhiên, trong sự uốn, các nhân tố này có thể bị nén lại, góp phần làm tăng độ cứng cần thiết khi uốn.

Các phần tử biến dạng trong thiết kế cổ được làm bằng cao su urethane đúc rất bền chắc và đáng tin cậy. Vật liệu này thể hiện khả năng hấp thụ xung động nhỏ và 06 đặc tính trễ tuyệt vời, thậm chí cả khi có sức căng lớn, kết quả là khả năng lặp lại rất tốt. Hiện nay có 4 nhân tố được đưa ra, các nhân tố này làm tăng kích thước từ đỉnh tới đáy, để giải thích cho việc các tải trọng uốn lớn sẽ nhỏ hơn ở cổ. Mỗi nhân tố, hoặc đĩa, được gắn vào bề mặt liền kề bằng nhôm bằng một loại keo dán nhiều lớp đặc biệt. Keo dán này chắc chắn hơn đúc cao su urethane vào vị trí cần thiết và vật liệu sẽ hỏng trước khi gắn.

Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm, đáp ứng động lực học trong thử thực tế, độ bền của kết cấu, và độ bền động lực học của cổ mới được thử bằng một loạt phép thử.

Khả năng sản xuất những bản sao cổ phức tạp, với mỗi bản sao có các đặc tính độ cứng tương tự nhau (sự phù hợp trong sản xuất) được kiểm tra kỹ qua 4 mẫu cổ được sản xuất, cổ đầu tiên được sử dụng để thử trượt để kiểm tra sự đáp ứng động lực học của thiết kế đối với sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu của sản phẩm. Ba mẫu cổ còn lại được sản xuất sau đó vài tháng với cùng quy trình sản xuất. Sau đó cả 4 cổ được thử theo quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo của sản phẩm.

Các kết quả của phép thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo được cho trong Bảng B.2. Chú ý rằng đối với mỗi cổ, mỗi phép thử được lặp lại 3 lần với giá trị trung bình của 3 phép thử được báo cáo.

Bảng B.2 – Các kết quả thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

Cổ	Góc uốn trung bình (độ)	Dịch chuyển trượt trung bình (cm)	Góc ngửa cổ trung bình (độ)	Góc uốn ngang trung bình (độ)	Góc xoắn trung bình (độ)
Cổ thứ nhất	17,5	13,0	30,9	28,7	41,5
Bản sao 1	16,3	12,4	27,7	26,4	37,9
Bản sao 2	17,1	12,2	28,5	26,3	36,9
Bản sao 3	18,0	14,7	29,7	27,1	38,2
Trung bình của 4 cổ	17,2	13,1	29,2	27,1	38,6
% sai lệch tiêu chuẩn của 4 cổ	4,2 %	8,7 %	4,7 %	4,1 %	5,1 %

Kết quả của những phép thử này thể hiện sự phù hợp chặt chẽ giữa đặc tính độ cứng của tất cả 4 chiếc cổ và do vậy đã chứng minh rằng quá trình thiết kế và sản xuất có thể lặp lại được.

Đáp ứng động lực học của chiếc cổ mới (ảnh 1) trong phép thử thực tế 413-0/30 (FST) đã được thử ở JARI. Chiếc cổ này đã được lắp vào một người nộm lái mô tô theo ISO 13232, người nộm này được lắp trên một xe Kawasaki GPZ500 có trang bị một thiết bị bảo vệ chân UKDS. Hệ thống thử này được chọn vì phép thử trước đây với cổ ISO 13232 ban đầu, xe Kawasaki GPZ500 và thiết bị bảo vệ chân UKDS, và hệ thống va chạm này được tạo ra theo hướng va chạm giữa mũ bảo hiểm với cạnh của xe đối diện đã sinh ra các tải trọng cổ lớn. Va chạm sơ cấp (0-500 ms) của các tải trọng cổ với 2 cái cổ khác nhau được đưa ra để so sánh trong Bảng B.3.

Bảng B.3 – So sánh các tải trọng cổ thử thực tế (FST)

	Fx (kN)		Fy (kN)		Fz (kN)		Mx (Nm)		My (Nm)		Mz (Nm)
	+	–	+	–	+	–	+	–	+	–	+	–
Cũ	4,02	-1,32	0,59	-0,09	1,81	-5,57	27,06	-15,74	62,19	-87,71	34,51	-4,50
Mới	0,53	-1,48	0,30	-0,22	1,58	-1,29	10,47	–33,21	23,45	-67,78	16,77	-14,20

Đối với va chạm phía trước mô tô (MC) này, các giá trị đo chính là F_x, F_y, và M_y. Dữ liệu trên đây chỉ ra rằng việc sử dụng cổ mới mềm hơn làm giảm các tải F_x, F_y, và M_y. Kiểm tra cổ mới sau khi thử thực tế không thấy xuất hiện những phá hỏng nhìn thấy được. Sau khi thử thực tế, cổ được thử theo quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo. Các kết quả đưa ra trong Bảng B.5 dưới đây thể hiện rằng cổ phù hợp với tất cả tiêu chuẩn về độ cứng sau khi thử thực tế.

Trong khi lắp đặt trước khi thử xe Kawasaki GPZ500 và người nộm với thiết kế cổ mới cho thấy việc lắp đặt rất dễ dàng. Tấm che cổ lắp đặt dễ dàng và sự điều chỉnh góc cổ cho phép góc của đầu đặt được ở góc 0° là góc không thể đặt được khi sử dụng cổ cũ, và Kawasaki GPZ trang bị bộ phận bảo vệ chân UKDS tạo thành góc 28° với thân người.

Để thử kỹ hơn cấu trúc và độ bền động lực học của thiết kế cổ mới, sau khi thử thực tế với cổ mới (copy 1), tổ hợp cảm biến đầu và phần trên cổ được sử dụng làm đối tượng cho một loạt phép thử uốn động lực học bằng con lắc thử cổ phần 572. Quy trình thử gồm đối tượng là cổ cho khoảng 15 phép thử con lắc kèm theo sau đó là kiểm tra vật lý để tìm dấu vết hỏng và kiểm tra các đặc tính về độ cứng của cổ theo quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo. Quy trình này được lặp lại đến khi cổ chịu được đến 100 phép thử con lắc. Chiều cao rơi và giá trị giảm tốc của con lắc được chọn cho mô men của cổ sinh ra (Bảng B.4) các giá trị này tương đương với các giá trị thu được trong các phép thử va chạm mạnh.

Bảng B.4 – Mô men cổ sinh ra khi thử rơi con lắc

Chuyển động chính	Uốn	Ngửa cổ	Uốn ngang
Mô men lớn nhất (Nm)	90 – 100	70 – 85	40 – 50
Góc thả rơi (độ)	120	90	90

Sau phép thử con lắc lần thử 24, một vết nứt nhỏ (6 mm) đã xuất hiện ở phía sau của đĩa (đốt sống) thứ 2 tính từ đỉnh của cổ. Việc thử được tiếp tục với sự kiểm tra vết nứt đó một cách cẩn thận sau mỗi lần thử. Vết nứt phát triển chậm đến chiều dài 10 mm. Sau phép thử con lắc lần thứ 60, vết nứt được gắn lại với nhau bằng keo dán có thành phần cơ bản là cyanoacrylat. Việc dán này sẽ làm khép lại phần lớn vết nứt và giữ nó gần kín đến khi việc thử dừng lại ở sau lần thử thứ 100.

Lịch trình các kết quả thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo được cho trong Bảng B.5.

Bảng B.5 – Lịch trình các kết quả thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

Thời gian thử	Góc uốn trung bình (độ)	Dịch chuyển trượt trung bình (cm)	Góc ngửa cổ trung bình (độ)	Góc uốn ngang trung bình (độ)	Góc xoắn trung bình (độ)
Trước khi sử dụng	16,3	12,4	27,7	26,4	37,9
Sau khi thử thực tế	15,5	13,0	27,5	26,4	37,9
Sau 7 E, 10 F, 0 L a	17,7	15,3	30,7	29,4	41,1
Sau 14 E, 10 F, 0 L a	16,9	15,5	29,8	28,7	39,8
Sau 16 E, 16 F, 0 L a	18,1	16,3	31,6	30,0	41,3
Sau 23 E, 23 F, 0 L a	18,3	16,3	31,0	30,2	41,3
Sau 30 E, 30 F, 0 L	18,4	17,3	31,7	30,4	41,8
Sau 30 E, 30 F, 10 L	17,8	16,9	30,9	31,1	41,6
Sau 30 E, 30 F, 25 L	17,8	17,2	31,1	31,5	41,5
Sau 30 E, 30 F, 40 L	18,1	17,0	31,0	31,9	41,9
a 7E, 10F, 0L tức là các phép thử ngả ra 7, uốn 10 và lắc ngang 0.

Các kết quả thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo thể hiện rằng cổ phù hợp với các đặc tính uốn, ngửa cổ, lắc ngang, và xoắn thông qua toàn bộ chương trình thử. Điều này bao gồm cả những lần thử khi đã xuất hiện vết nứt. Khoảng cách dịch chuyển yêu cầu (14 mm ± 3 mm) phù hợp cho đến lần thử thứ 60. Chú ý rằng chi phí thay thế lò xo trượt là nhỏ và chỉ là thêm vào, lò xo trượt để thay thế có thể mua và giữ cùng với người nộm và thay thế tại hiện trường thử nghiệm khi cần. Hơn nữa phải chú ý rằng khi cần thiết có thể thay thế một đĩa urethane riêng thì giá thành cũng rẻ hơn nhiều so với thay cả một cái cổ mới.

Chú ý rằng có thể thay đổi các đặc tính động lực học mà không thay đổi các đặc tính tĩnh. Người dùng nên kiểm tra các cổ về tuổi thọ và những thay đổi liên quan đến việc sử dụng trong các đặc tính động lực học và báo cáo bất kỳ kết quả nào liên quan đến các vấn đề trên cho WG22.

Dựa vào loạt phép thử này ta kết luận về thiết kế cổ mới như sau:

– có thể được sản xuất theo phương pháp lặp lại;

– có thể được sử dụng tốt trong thử nghiệm thực tế;

– điều chỉnh góc đầy đủ theo vị trí đúng của đầu;

– không bị ảnh hưởng nhiều bởi các vết nứt nhỏ;

– phù hợp với các đặc tính kỹ thuật về hiệu chuẩn đến khoảng hơn 60 lần va chạm mạnh;

– có thể sửa chữa tại hiện trường khi xuất hiện các vết nứt nhỏ.

Khi coi tuổi thọ làm việc của cổ và chi phí thấp của việc thay thế hay sửa chữa các phần làm bằng urethane nếu cần, thì chi phí cho vòng đời của một cái cổ mới có thể nhỏ hơn một chút so với thiết kế cổ sẵn có.

B.2.6.1. Sử dụng cổ và các giới hạn (Neck use and limitations) (xem 4.3.3)

Cổ thể hiện trên Hình A.4 được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong nghiên cứu va chạm mô tô. Người dùng có thể xem xét các thông tin sau.

B.2.6.1.1. Độ cứng của cổ MATD dựa vào chuyển động của đầu và cổ đo được trong các phép thử ở tình nguyện viên Navy (Ewing, 1973). Đối với độ dãn dài lớn liên quan đến các điều kiện khắc nghiệt hơn có thể thu được khi so sánh với các thiết kế cổ người nộm (tức là, Hybrid III có một dây cáp bằng thép lắp theo chiều dọc để giới hạn độ dãn dài). Chú ý rằng trên Hình B.4, độ dãn dài cổ tình nguyện viên Navy (thêm vào chuyển động “vươn cổ”) là tương đối rộng.

Hình B.4 – Độ dãn dài cổ người thu được trong phép thử đối với tình nguyện viên Navy

B.2.6.1.2. Chiều dài tĩnh của cổ MATD dựa vào việc nghiên cứu tư thế được thực hiện với 3 người lớn nam giới 50 % và 3 mô tô khác nhau. Nghiên cứu này định lượng vị trí của đầu người lái xe đối với ngực người lái xe đối với khoảng góc của thân người từ khoảng 12° về phía trước đến khoảng 86°0 về phía sau. Chiều dài tĩnh của cổ MATD, chiều dài phân đoạn, và vị trí điểm quay được thiết kế để vị trí đầu tương ứng với ngực đối với các góc thân người lái mô tô khác nhau là điển hình cho mỗi người lái xe. (Shewchenko, 2001).

B.2.6.1.3. Độ dài của cổ HIII và MATD khác nhau do chiều dài đoạn bị bẻ cong của đốt sống cổ, ngực và thắt lưng phụ thuộc vào tư thế. Do vậy, độ dài cổ đối với cổ MATD nghiêng về trước không thể so sánh trực tiếp với độ dài cổ của Hlll nghiêng ra sau.

B.2.6.1.4. Trong các phép thử trượt với ΔV là 9,4 m/s và 45 g, cổ MATD xuất hiện độ uốn do kết quả của sự tiếp xúc giữa “mũi và ngực” hơn là tiếp xúc giữa “cằm và ngực”. Kết quả không mong đợi này có thể do sự khác nhau giữa thiết kế ngực của MATD (Hlll) và ngực của người. Hơn nữa, không có dữ liệu về con người nào sẵn có chỉ ra là có sự tiếp xúc “mũi và ngực” xuất hiện ở những người phải chịu những xung trượt giống nhau hay không, cũng như những xung trượt này có thể có hại cho người hay không.

B.2.6.1.5. Cổ MATD được thiết kế và thử sự phù hợp với phép thử trượt gây ra đáp ứng tải quán tính. Đáp ứng của cổ với các điều kiện va chạm phải phát triển xa hơn, như va chạm với đầu đội mũ bảo hiểm trong thực tế, cần được quan tâm trong tương lai.

B.2.7. Khớp cổ thay thế (xem 4.3.4)

Khớp cổ không dùng để định hướng đầu. Một bộ các khối được sử dụng cho tất cả các tư thế. Tất cả các góc của đầu được điều chỉnh bởi một bộ điều chỉnh ở đoạn giữa của cổ.

B.2.8. Xương ngực thay thế (xem 4.4.1)

Nói chung, việc thay thế hộp xương ngực là cần thiết để tương thích với hệ thống thu dữ liệu nội bộ quy định trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4). Mục đích để nó giữ cho điểm lắp ráp trong kết cấu lưng và cổ và biến dạng của xương ức ở trước/sau giống như ở các linh kiện của Hybrid III tiêu chuẩn, và nó phải tương thích với các xương sườn của Hybrid III tiêu chuẩn. Chiều rộng khuyên dùng cho đường bao của hộp xương ngực là 120 mm để nó có thể tương thích với thiết kế sẵn có của hệ thống thu dữ liệu nội bộ. Đối với khối lượng và các đặc tính quán tính, đặc tính kỹ thuật của Hybrid III chỉ quy định khối lượng và vị trí trọng tâm đối với các linh kiện thân trên dưới dạng chỉnh thế. Khối lượng, trọng tâm và mô ment quán tính của hộp xương không xác định được rõ ràng và có thể thay đổi cũng như các đặc tính kỹ thuật về khối lượng thân trên và trọng tâm phải phù hợp.

Một thiết kế sẵn có phù hợp với khối lượng quy định và các yêu cầu cg của thân trên. Sai số nhỏ hơn là không phù hợp với các thiết kế hiện có.

B.2.9. Da ngực sửa đổi (xem 4.4.2)

Việc sửa đổi da ngực là cần thiết để cho phép sử dụng được thiết bị đo độ nghiêng của thân trên, được quy định trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6), để đo góc của thân trên trong quá trình lắp đặt để thử mô tô.

B.2.10. Xương thắt lưng thẳng sửa đổi (xem 4.5.1)

Cần phải sửa đổi xương thắt lưng thẳng để: có được vị trí ngồi đúng trên mô tô; tương thích với đặc tính kỹ thuật về chiều cao của Hybrid III; có độ chính xác sinh học phù hợp với các đặc tính kỹ thuật về lực – dịch chuyển của người được đưa ra; tạo ra một hệ thống lắp đặt tấm đệm bụng được mô tả dưới đây; và tạo ra một khối lượng phù hợp để giữ cho đúng khối lượng của Hybrid III. Mô men tĩnh đối với đường cong dịch chuyển góc ngực của xương thắt lưng được sửa đổi và cụm cáp (FTSS số phụ tùng 1260004 và 1260005) nằm trong khoảng phạm vi của các tình nguyện viên (Melvin và Weber, 1985). Xem Hình B.5.

Cần có thiết bị mô phỏng cảm biến thắt lưng để tạo thành các kích thước và khối lượng cho thân dưới hợp lý khi không sử dụng cảm biến ở thắt lưng.

B.2.11. Tấm đệm bụng người nộm lái mô tô (xem 4.5.2)

Tấm đệm bụng dễ vỡ dựa vào nghiên cứu của General Motors (Rouhana, et al., 1989). Nó cho phép định lượng các tổn thương bụng tiềm ẩn dưới dạng các lực xuyên qua vật liệu polystyrene. So với thiết kế Rouhana ban đầu, linh kiện quy định là của một cấu trúc dạng miếng đơn giản không có cạnh bên (fins) (nó không phải là độ tin cậy sinh học trong va chạm ngang), và có cặp độ cứng lực/biến dạng của thiết kế ban đầu, dùng để tính toán khoảng trống sẵn có phía dưới ngực người nộm. Khối lượng rất nhẹ nằm trong giới hạn đặc tính kỹ thuật của khối lượng và trọng tâm của Hybrid III. Đặc tính kỹ thuật của phương pháp thử này đưa ra tiêu chuẩn làm việc cho linh kiện này.

B.2.12. Xương chậu ngồi/đứng (xem 4.5.3)

Phần hệ thống thu dữ liệu nội bộ được mô tả trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4) có thể thu được ở xương chậu, và nếu như vậy thì yêu cầu phải giữ không được thay đổi các đặc tính kỹ thuật của xương chậu Hybrid III ngồi/đứng. Chú ý rằng các mô men quán tính ở xương chậu Hybrid III là không xác định rõ ràng được, và có thể thay đổi trong quá trình sản xuất.

B.2.13. Ống lót khuỷu tay sửa đổi (xem 4.6)

Ống lót khuỷu tay Delrin yêu cầu có một dấu vạch trên đường kính ngoài để chỉ ra vị trí để góc khuỷu tay là 10° là góc yêu cầu đối với việc lắp đặt để thử mô tô như quy định trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6). Nó tránh việc vặn quá chốt giữa của khớp khuỷu tay, làm cho chuyển động thân người nộm bị vặn đi.

Trừ trường hợp đối với dấu vạch trên ống lót khuỷu tay và việc sử dụng bàn tay người nộm lái mô tô có thể nắm vào được, còn cánh tay của người lái mô tô giống với Hlll. Việc quy định các đặc tính kỹ thuật về khối lượng cánh tay cho Hlll sẽ loại bỏ được sự khác nhau giữa các người nộm thử.

Hình B.5 – Vùng đáp ứng của cơ thể người và mô men tĩnh của xương thắt lưng sửa đổi đối với dịch chuyển góc ngực

B.2.14. Bàn tay người nộm lái mô tô (xem 4.7)

Bàn tay người nộm cần phải có để đưa ra vị trí ngồi thực tế và vị trí người nộm đối với các đặc tính về lực của tay lái. Bàn tay có dạng bàn tay người, có khung uốn từ dây nhôm và được phủ bằng vật liệu da silicon. Các bàn tay được thiết kế để phủ ngoài tay nắm như mô tả trong TCVN 7973-6 (ISO 13232-6); để giữ người nộm đúng vị trí trong thực tế khi chạy đến chỗ va chạm; và cho phép mở ra dưới tải trọng quán tính sau khi va chạm.

B.2.15. Các bộ phận đùi của người nộm lái mô tô (xem 4.8)

Việc quy định khối lượng cho bộ phận này sẽ loại bỏ được những khác nhau giữa các người nộm thử. Khối lượng 4,89 kg là dựa vào thiết kế thực tế có sẵn.

B.2.15.1. Xương đùi dễ gẫy và giá lắp đặt (xem 4.8.1)

Xương đùi dễ gẫy có độ cứng và chiều dài như xương của người là cần thiết để độ lớn lực va chạm đến khi gãy (độ chính xác sinh học) giống như xương của con người; vết gãy giống như vết gãy ở xương người; và sự kiểm soát liên tục đối với vết gãy theo chiều dài và quanh chu vi của xương. Hơn nữa, xương có thể lặp lại đầy đủ và có thể so sánh được với các đặc tính kỹ thuật, hình học và khối lượng của người nộm va chạm. Khả năng đo, điện tử hóa, tải trọng ở các điểm quan trọng cần phải có, chứ không phải theo nghĩa là biểu thị là có tổn thương (các cảm biến điện tử là chưa đủ, như thảo luận dưới đây), mà với ý nghĩa là dấu vết để tìm ra nguồn gốc bị gãy.

Vì lý do này, xương chân dễ gẫy được sử dụng trong các nghiên cứu về đi bộ và về mô tô trước đây và hiện nay (Uto, 1975; Nyquist, et al., 1985; Tadokoro, et al., 1985; Miyazaki, et al., 1989; Sakamoto, 1989; St. Laurent, et al., 1989a; Newman, et al., 1991; Rogers, 1991a; Gibson, et al., 1992; Mayer và Hochgeschwender, 1993). Có những sự khác nhau trong tổ hợp vật liệu và trục của xương mà ở đó người ra mô phỏng độ cứng và độ bền của xương. Những xương được nói đến trong TCVN 7973 (ISO 13232) là xương làm bằng composite được mô tả bởi St. Laurent, Newman, Rogers, và Gibson, được trích dẫn ở trên.

Xương chân của người nộm dùng để thử va chạm xe ô tô là xương cứng và không dễ gẫy (tức là xương làm bằng kim loại được sử dụng trong người nộm Hybrid III). Loại xương này không phù hợp với nghiên cứu va chạm của xe mô tô vì:

– Xương được thiết kế cho mục đích và môi trường va chạm khác nhau. Cụ thể là, xương chân Hybrid III sử dụng cho va chạm phía trước, thông thường là va chạm ở đầu gối, ngược với hướng đệm hoặc hướng liên quan đến sự biến dạng trong xe ô tô, với người nộm thường được neo giữ bằng đai an toàn quanh thân người. Chân người lái mô tô có thể phải chịu đựng những va chạm phức tạp từ phía trước và từ bên cạnh vào đầu gối, cẳng chân và đùi; vật va chạm thường là vật cứng; và người lái xe thường không được neo giữ.

– Va chạm vào giữa xương cẳng chân của Hybrid III bằng một vật va chạm cứng gây nên lực gây biến dạng lớn (khuếch đại), so với những kết quả ghi lại được ở xương cẳng chân của các tử thi hay thiết kế cẳng chân dễ gẫy thực tế (xem Hình B.6 đến Hình B.10). Sự tương tác cứng/cứng này có thể gây ra lực va chạm lớn hơn trên 100 % so với lực có khả năng bẻ gãy, flesh

– Thực tế, xương chân bằng kim loại không gãy có thể bị biến dạng, trong một số trường hợp, chuyển động của người nộm so với chuyển động với các xương chân người nộm hoặc xương chân người dễ gẫy. Sự biến dạng này được đo bởi Tadokoro (1987) và Miyazaki, et al., (1989). Sự cố khác được mô tả trong Hình B.11 đến Hình B.16, đó là mô phỏng bằng máy tính ba chiều Articulate Total Body (ATB) về một va chạm vào đầu gối người lái xe với góc phía trước của xe ô tô, có và không có xương đùi và xương ống chân, như quy định trong 4.8.1 và 4.11.1, với tất cả các thông số khác vẫn giữ nguyên. Có thể thấy, có sự khác nhau lớn trong đường đi của đầu, vai, hông, đầu gối và mắt cá chân khi có sử dụng xương dễ gẫy với khi không sử dụng xương dễ gẫy. Sự khác nhau lớn trong đường đi được kiểm tra bằng các kết quả về đường đi của xương chậu thử thực tế thể hiện trên Hình B.17, đối với va chạm phía trước song song với chân Hybrid III và với xương chân dễ gẫy ghép lại, quy định ở 4.8.1 và 4.11.1.

– Theo dõi lực bằng cảm biến chỉ đo được các lực ở một vị trí cảm biến cụ thể, mà không theo dõi được ở vị trí khác cạnh chỗ gãy. Điều này có thể thích hợp với việc theo dõi va chạm phía trước đầu gối ở ô tô; mà không thích hợp với các va chạm và hướng va chạm phức tạp trong phép thử va chạm mô tô. Phương pháp này có thể gây ra sự đánh giá không đúng mức về khả năng gãy trong nhiều trường hợp. Một thí dụ đó là va chạm 3 điểm với phần cẳng chân, như mô tả trên Hình B.18. Cẳng chân được tựa sát vào cảm biến tải ở ống chân trên và dưới, khi khối lượng 50 kg va chạm vào giữa ống chân. Một thí dụ thực tế là va chạm với thanh đỡ va (bumper) của xe ô tô, khi đầu gối tựa vào cạnh thùng nhiên liệu và mắt cá chân tựa vào lốc động cơ. Tải cảm biến được thể hiện rằng mô men uốn tác dụng vào xương là nhỏ hoặc không có, trong khi đó trên thực tế, tải này đủ để làm gãy xương chân người hoặc xương dễ gẫy của người nộm. Kết quả này đánh giá về mô men uốn và do đó đánh giá khả năng tổn thương sai lệch đến gần 100 %.

Tổ hợp xương đùi và xương ống chân, yêu cầu về hình dạng và tính năng kỹ thuật được cho trong TCVN 7973 (ISO 13232), được thông qua dựa vào dữ liệu về tử thi của Yamada (1970) và Martens, et al., (1980), cũng như việc kiểm tra tử thi gần đây. Thí dụ, Hình B.19 biểu diễn lực va chạm giữa xương ống chân trong các phép thử động lực học 3 điểm bằng việc lấy mẫu các mẫu ống chân nine-wet (đa số là từ 55 tuổi trở lên) như báo cáo bởi Fuller và Snider (1989). Điển hình là các đáp ứng có độ phân tán đáng kể, nhưng đó không phải là hầu hết các mẫu, xung gây gãy nằm trong khoảng 0,001 s. Hình B.20 biểu diễn vùng đáp ứng theo thời gian của cả 9 mẫu và của 6 mẫu yếu nhất (sau khi hiệu chỉnh đối với sự thay đổi chiều dài tựa). Đồng thời nó biểu diễn biểu đồ lịch trình theo thời gian của lực va chạm đối với 2 xương ống chân ghép lại. Biểu đồ này thể hiện:

– khả năng tái sản xuất cao;

– dạng sóng tương tự như đường bao đối với dữ liệu về tử thi, và nó nằm giữa các mẫu yếu và mạnh (gần các mẫu mạnh hơn). Đây không phải là sự ngoài ý muốn so với mục tiêu thiết kế, như ghi chú dưới đây, nó là các đặc tính của các tử thi là nam giới trẻ được Yamada (1970) mô tả.

Mẫu được thông qua khác được mô tả trên Hình B.21, đó là phép thử va chạm 2 điểm với phần cẳng chân của tử thi mới chết, và phần cẳng chân của xương người nộm phức hợp hoàn toàn mới. Mặt khác, đường cong lịch trình theo thời gian (dạng sóng) là tương tự nhau; và các lực của xương phức hợp cao hơn các lực đối với xác ướp mẫu tử thi xấp xỉ 60 tuổi.

Kết luận của các vấn đề trên là xương chân dễ gẫy có độ cứng và độ bền giống với xương người phù hợp để sử dụng cho các nghiên cứu va chạm xe mô tô; và xương chân cứng Hybrid III tiêu chuẩn không phù hợp để nghiên cứu va chạm mô tô.

Việc lắp đặt xương đùi dễ gẫy và đặc tính kỹ thuật về khối lượng của nó tạo ra sự tương thích với việc giữ các linh kiện của chân Hybrid III.

Thử nghiệm tính năng tĩnh và động lực học được quy định để phục vụ mục đích chứng nhận và kiểm soát chất lượng thiết kế xương chân (mô tả trong Điều 6). Theo quy trình này, các phép thử động lực học trong phòng thí nghiệm đưa ra các điều kiện thích đáng nhất cho việc sử dụng xương chân, cho đến khi các phép đo tĩnh thuận tiện hơn được thực hiện.

Các đặc tính kỹ thuật quy định đối với xương đùi là uốn, xoắn, và các đặc tính kỹ thuật dọc trục, đây là các kiểu tải đã thu được trong các phép thử va chạm mô tô trước đây và trong các nghiên cứu lâm sàng về mô tô. Các đặc tính tĩnh và động lực học đối với một thiết kế xương chân thực tế hiện này nằm trong đặc tính kỹ thuật của nó cùng với dữ liệu kỹ thuật sinh học được công bố, như quy định dưới đây. Các giá trị quy định được cung cấp dưới dạng tài liệu tham khảo để tiêu chuẩn hóa hoạt động của các linh kiện của người nộm để có thể đạt được các giá trị đó trong một thiết kế thực tế. Thiết kế thực tế dựa vào dữ liệu kỹ thuật sinh học công bố (và kết quả đạt được với sai lệch vài phần trăm).

Dữ liệu kỹ thuật sinh học đối với độ cứng và độ bền dựa vào dữ liệu được báo cáo bởi Yamada (1970), được đo bởi Motoshima (1960). Sự biến dạng uốn tĩnh dựa vào các phép đo tĩnh ở các mẫu là các tử thi nam giới trẻ. Độ bền uốn động lực học của đùi cũng dựa vào các phép đo tĩnh của Motoshima trên các mẫu tử thi nam giới trẻ nhân với hệ số 1,4 để tính toán độ cứng động lực học. Hệ số 1,4 là dựa vào tài liệu quan sát của St. Laurent, et al., (1989) trong đó bao gồm dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có của MCEIhaney (1966) và các tài liệu khác. Sự biến dạng xoắn tĩnh dựa vào tài liệu của Martens, et al., (1980). Độ bền xoắn động lực học dựa vào các phép đo tĩnh của Motoshima trên các mẫu tử thi nam giới trẻ nhân với hệ số 1,4 để tính độ cứng động lực học.

Đối với tải hướng trục, các đặc tính về độ cứng và độ bền của cẳng chân phụ thuộc nhiều vào các đặc tính uốn, do sự ảnh hưởng của độ lệch tâm trong các khớp hông của người và người nộm. Độ bền tĩnh dọc trục lớn nhất được quy định để duy trì độ chắc chắn đối với dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có và để đảm bảo tính tương tự đối với thiết kế xương chân thực tế.

B.2.16. Thiết bị mô phỏng cảm biến đùi (xem 4.8.2)

Bộ phận này được quy định để cung cấp các kích thước và khối lượng thích hợp của chân khi không sử dụng cảm biến tải ở đùi.

Hình B.6 – Lực va chạm theo thời gian trong các phép thử động lực học của phần cẳng chân: Hybrid III và chân tử thi

Hình B.7 – Lực va chạm theo thời gian trong các phép thử động lực học của phần cẳng chân: chân Hybrid III và chân dễ gẫy, như quy định trong 4.11.1

Hình B.8 – Mô men ở giữa ống chân theo thời gian ở chiều cao thả rơi = 1,016 m trong các phép thử va chạm ở cẳng chân bằng thiết bị thử: Chân Hybrid III và chân dễ gẫy như quy định trong 4.11.1

Hình B.9 – Mô men ở giữa ống chân theo thời gian ở chiều cao thả rơi = 1,778 m trong các phép thử va chạm ở cẳng chân bằng thiết bị thử: Chân Hybrid III và chân dễ gẫy như quy định trong 4.11.1

Hình B.10 – Mô men uốn giữa ống chân M_y theo vận tốc va chạm trong các phép thử va chạm phần cẳng chân: Chân Hybrid III và chân dễ gẫy, như quy định trong 4.11.1

Hình B.11 – Hình ảnh mô phỏng va chạm phía trước với tường xiên ATB, mô tô hạng trung, có và không có xương chân dễ gẫy, theo quy định trong 4.8.1 và 4.11.1

Hình B.12 – So sánh chân dễ gẫy và chân không dễ gẫy theo vị trí đầu

Hình B.13 – So sánh chân dễ gẫy và chân không dễ gẫy theo vị trí vai

Hình B.14 – So sánh chân dễ gẫy và chân không dễ gẫy theo vị trí hông

Hình B.15 – So sánh chân dễ gẫy và chân không dễ gẫy theo vị trí đầu gối

Hình B.16 – So sánh chân dễ gẫy và chân không dễ gẫy theo vị trí mắt cá chân

Hình B.17 – So sánh xương dễ gẫy và xương không dễ gẫy theo vị trí khung xương chậu, thử với tỷ lệ kích thước thực, va chạm phía trước với tường xiên, mô tô cỡ lớn thông thường

Hình B.18 – Mô men uốn ống chân phía trên và phía dưới thu được qua cảm biến theo thời gian ở ống chân Hybrid III, trong phép thử va chạm 3 điểm với xương ống chân người dễ gẫy

Hình B.19 – Lịch trình theo thời gian của thiết bị va chạm đối với 9 mẫu xương ống chân tử thi theo nghiên cứu của Fuller và Snyder, 1989

Hình B.20 – So sánh sự phản ứng với lực bẻ gẫy xương ống chân composite với sự phản ứng với lực bẻ gẫy xương ống chân của tử thi

Hình B.21 – Lực va chạm theo thời gian trong các phép thử va chạm động lực học với phần cẳng chân: chân dễ gẫy và chân của tử thi

B.2.17. Cụm đầu gối dễ gẫy của người nộm lái mô tô (xem 4.9)

Cụm đầu gối dễ gẫy của người nộm lái mô tô được quy định để kiểm soát những tổn thương dây chằng đầu gối liên quan đến sự uốn và xoắn ngang xương ống chân (M_x, M_z); để có được sự quay khớp đầu gối và chuyển động của người nộm thích hợp khi phần cẳng chân được neo giữ lại; để có các lực thích hợp và kết cấu “fusing” (cầu chì) giữa phần chân trên và phần cẳng chân (tức là các chuyển động quay và mô men thực tế); và tương thích với dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có (St. Laurence, et al., 1989). Hơn nữa, những nghiên cứu trước đây (Tadokoro, et al., 1985) đã chỉ ra khả năng chịu tải xoắn lớn ở dùi. Đầu gối dễ gẫy được dùng để nâng cao độ chính xác sinh học đối với bộ phận này.

Cụm đầu gối dễ gẫy được quy định để tương thích với việc giữ các linh kiện và khối lượng của chân Hybrid III.

Các phép thử tĩnh được sử dụng để phê chuẩn các thiết kế đầu gối và kiểm soát chất lượng đối với các linh kiện của đầu gối dễ gẫy vì dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có thường ở trong trạng thái tĩnh. Sự hỏng trước và hỏng ở các giá trị quay và mô men gây hỏng đối với uốn ngang và xoắn dựa vào các kết quả đo trên tử thi (St. Laurent, et al., 1989), và trong khi các đặc tính đo được đối với thiết kế đầu gối dễ gẫy thực tế sẵn có phù hợp với dữ liệu kỹ thuật sinh học này.

Đối với khái niệm đầu gối dễ gẫy, sự hỏng của chốt trượt bên trong được giải thích là tổn thương của dây chằng đầu gối, theo 5.2.3.2 của ISO 13232-4. “Sự hỏng trước” (trong Bảng 3) liên quan đến điều kiện tải trọng đặt trước vào chỗ gãy của chốt trượt.

B.2.18. Dây giữ chân (xem 4.10)

Dây giữ chân cần được sử dụng để ngăn sự tách rời của chân người nộm khỏi chỗ gãy. Sự rơi ra của chân trong khi thử có thể ảnh hưởng đến toàn bộ chuyển động của người nộm. Chấn thương gây ra sự đứt rời chân là trường hợp hiếm khi xảy ra trong các tai nạn, và trong bất kỳ trường hợp nào chân người nộm cũng không có gân, cơ bắp, và các mô giữ cho chân. Dây giữ chân có khối lượng giới hạn và được lắp chùng để không ảnh hưởng đến lực bẻ gãy của xương đó.

B.2.19. Các linh kiện cẳng chân của người nộm lái mô tô (xem 4.11)

Việc quy định khối lượng cho linh kiện này sẽ loại trừ sự khác nhau giữa các người nộm thử. Khối lượng 5,29 kg là dựa vào thiết kế thực tế đang sử dụng.

B.2.19.1. Xương ống chân dễ gẫy và giá lắp đặt (xem 4.11.1)

Các vấn đề quan tâm giống nhau được áp dụng ở đây cho trường hợp xương đùi dễ gẫy và giá lắp đặt được quy định ở trên, trừ các đặc tính kỹ thuật dọc trục xương ống chân, các đặc tính này được cho là không quan trọng trong các tình huống va chạm điển hình. Đối với cả xương chân phía trên và phía dưới, các biến dạng tĩnh xác định được chiếm 50 % biến dạng ở độ bền lớn nhất, để đưa ra một phép đo trong phạm vi làm việc tuyến tính của vật liệu. Các đặc tính tĩnh và đặc tính động lực học của xương ống chân trong Bảng B.4 dựa vào dữ liệu về các mẫu xương ống chân của Yamada (1970), Martens, et al., (1980) và McElhaney (1966).

B.2.20. Da cẳng chân sửa đổi (xem 4.11.2)

Việc sửa đổi da cẳng chân được quy định nhằm giúp cho việc tháo và lắp da từ xương chân dễ gẫy, nó không khả thi với các da chân của Hybrid III. Đường bao phía trong của da cẳng chân phải thay đổi để phù hợp với việc lắp đặt đầu gối dễ gẫy. Khối lượng của nó phù hợp với quy định về khối lượng của Hybrid III.

B.2.21. Người nộm lái mô tô hoàn chỉnh (xem 4.12)

Khối lượng quy định để lắp đặt người nộm hoàn chỉnh sẽ loại trừ sự khác nhau giữa các người nộm thử. Khối lượng người nộm hoàn chỉnh là 75,84 kg là dựa vào thiết kế thực tế đang sử dụng.

B.3. Lấy mẫu các linh kiện dễ gẫy

B.3.1. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu (xem 5.1)

Mục đích của việc lấy mẫu và đo các linh kiện dễ gẫy là để: thừa nhận quy định kỹ thuật về sự hoạt động của các thiết kế linh kiện dễ gẫy khác nhau và để đảm bảo rằng sự thay đổi của các linh kiện dễ gẫy là kiểm soát được tính khả thi tối thiểu.

Quy định một mẫu có 10 linh kiện dễ gẫy vì đây là số lượng tối thiểu cần thiết để đánh giá sai lệch tiêu chuẩn và sai lệch trung bình, có khả năng sử dụng được. Từ việc các phép thử là thử phá hủy, nên mỗi mẫu riêng lẻ trong 10 mẫu là cần thiết để thử cho một đặc tính. Vùng xiết chặt tương đối là 5 % giá trị trung bình độ bền quy định của mẫu (và các lực tĩnh của tấm đệm bụng) phải được cho vì các giá trị này quyết định sự đánh giá tổn thương. Hơn nữa, giá trị này tương đối nhỏ so với sự thay đổi trong các giá trị đo động lực học khác cũng như gia tốc tổng hợp lớn nhất của đầu. Một khoảng rộng 20 % đối với biến dạng tĩnh được xác định vì các giá trị này ảnh hưởng đến sự đánh giá theo một cách thức gián tiếp hơn. Tương tự như vậy, đặc tính kỹ thuật xiết chặt tương đối trong khoảng sai lệch tiêu chuẩn cho phép được cho để kiểm soát sai sự thay đổi của các mẫu chân được sử dụng trong đánh giá tổn thương. Sai lệch tiêu chuẩn nhỏ hơn 7 % của giá trị trung bình của mẫu được quy định đối với tất cả các độ bền (và các lực tĩnh chèn bụng) và nhỏ hơn 10 % đối với tất cả các biến dạng tĩnh vì điều này phản ánh ranh giới xiết chặt tương đối đã đạt được với các thiết kế khả thi sẵn có. Dữ liệu trong Bảng B.13 và Bảng B.17 đối với các thiết kế khả thi của đùi và ống chân chỉ ra rằng các thiết kế xương này phù hợp với tiêu chuẩn. Dữ liệu trong Bảng B.14, B.15 và B.16 chỉ ra rằng các thiết kế khả thi của tấm đệm bụng và các chi tiết chấp hành của đầu gối phù hợp với tiêu chuẩn.

B.3.2. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo (xem 5.2)

Mục đích thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo là kiểm tra và kiểm soát chất lượng các lô linh kiện, một lần với thiết kế xương, vật liệu, và các quy trình sản xuất đã được chứng nhận bởi nhà sản xuất. Đây là sự cân đối giữa chi phí kiểm soát chất lượng mẫu và độ tin cậy của quy trình lấy mẫu cần đạt được. Đối với lô sản phảm điển hình gồm 30 đến 60 xương, một mẫu 3 xương đại diện cho 5 % đến 10 % mẫu trong lô hàng, đó là chi phí vừa phải. Thừa nhận các mẫu này tuân theo luật phân phối chuẩn và giá trị trung bình giống nhau, người ta kỳ vọng rằng một trong các xương đó có thể đạt yêu cầu về độ lệch tiêu chuẩn trong các đặc tính của nó. Vì vậy, nếu không có độ lệch của chi tiết nào vượt quá 2 lần độ lệch tiêu chuẩn (14 %) thì lô hàng được coi là phân phối chuẩn và có thể thừa nhận được phép thử va chạm. Nếu một hoặc nhiều mẫu có sai lệch lớn hơn 2 lần độ lệch tiêu chuẩn, thì nó vượt ra ngoài giới hạn của phân phối chuẩn, và khi đó sẽ có một số lượng mẫu lớn hơn được sử dụng để tăng thêm độ tin cậy của việc đánh giá. Khi đó cần thêm chi tiết mẫu nữa ở trong cùng lô hàng được thử. Khi đó, nếu một phần ba của tổng số mẫu thử (của 6 linh kiện) có độ lệch lớn hơn 2 lần độ lệch tiêu chuẩn của giá trị trung bình thiết lập được, thì lô hàng được coi là vượt ra ngoài giới hạn của phân phối chuẩn và nó sẽ không được chấp thuận sử dụng vào mục đích thử nghiệm va chạm thực tế.

Bảng B.6 – Độ cứng uốn tĩnh của mẫu đùi composite

Bảng B.7 – Độ cứng xoắn tĩnh của mẫu đùi composite

Bảng B.8 – Độ bền uốn động lực học của mẫu đùi composite

Bảng B.9 – Độ bền xoắn động lực học của mẫu đùi composite

Bảng B.10 – Độ cứng uốn tĩnh của mẫu ống chân composite

Bảng B.11 – Độ cứng xoắn tĩnh của mẫu ống chân composite

Bảng B.12 – Độ bền uốn động lực học của mẫu ống chân composite

Mẫu số	Mô men uốn lớn nhất (Nm)		Mẫu số	Mô men uốn lớn nhất (Nm)
1	286		16	276
2	281		17	289
3	281		18	285
4	267		19	282
5	279		20	265
6	282		21	280
7	287		22	277
8	288		23	294
9	281		24	267
10	281		25	286
11	277		26	266
12	279		27	283
13	281		28	286
14	282		29	279
15	280		30	288
CHÚ THÍCH 1: Giá trị trung bình = 281 Nm. CHÚ THÍCH 2: Sai lệch tiêu chuẩn: 7 Nm (2,5 %).

Bảng B.13 – Độ bền xoắn động lực học của mẫu ống chân composite

Bảng B.14 – Độ lệch mẫu của các tấm đệm bụng

Mẫu số	Lực ở dịch chuyển 20 mm (N)	Lực ở dịch chuyển 40 mm (N)	Lực ở dịch chuyển 60 mm (N)
1	1012	1897	3036
2	1044	1897	3004
3	1075	1897	2973
4	1012	1866	2846
5	980	1897	2783
6	1012	1929	3036
7	1012	1866	2783
8	1012	1866	2751
9	1012	1866	2909
10	1044	1897	2973
Trung bình	1021	1889	2909
Sai lệch mẫu	26,1 (2,56 %)	21,2 (1,12 %)	110,6 (3,80 %)

Bảng B.15 – Độ bền xoắn tĩnh của mẫu và biến dạng của đầu gối

Mẫu số	Góc quay ở 35 Nm (độ)	Mô men xoắn lớn nhất (Nm)	Góc quay ở mô men xoắn lớn nhất (độ)
1	23,00	91,38	40,00
2	22,00	93,90	40,30
3	21,40	91,38	40,30
4	18,20	87,11	36,80
5	19,44	88,82	37,08
6	19,70	88,82	37,98
7	21,06	90,95	40,95
8	21,06	89,67	40,68
9	19,44	87,11	37,98
10	19,80	87,11	39,40
Trung bình	20,51	89,62	39,15
Sai lệch mẫu	1,44 (7,01 %)	2,27 (2,54 %)	1,55 (3,95%)

Bảng B.16 – Độ bền trệch tĩnh của mẫu và biến dạng của đầu gối

Mẫu số	Góc quay ở 89 Nm (độ)	Mô men xoắn lớn nhất (Nm)	Góc quay ở mô men xoắn lớn nhất (độ)
1	20,88	133,22	25,50
2	20,70	129,81	25,74
3	20,20	129,38	24,91
4	20,60	134,08	25,92
5	20,88	131,08	25,81
6	20,08	128,10	25,49
7	19,75	135,36	24,48
8	20,88	129,81	25,92
9	20,88	130,66	26,82
10	20,64	128,53	26,19
Trung bình	20,55	131,00	25,68
Sai lệch mẫu	0,40 (1,95 %)	2,44 (1,86 %)	0,65 (2,53 %)

Bảng B.17 – Độ bền hướng trục tĩnh của mẫu đùi composite

B.4. Phương pháp thử

B.4.1. Thử biến dạng uốn tĩnh xương dễ gẫy (xem 6.1)

Khoảng cách giữa các điểm tựa xác định trong Bảng 7 phù hợp gần đúng với các giá trị được xác định bởi Yamada (1970). Các tải hướng tâm đặt vào xương tương ứng với khoảng 50 % tải trọng cơ bản của mỗi xương nhằm đưa ra một chỉ số về sự biến dạng trong vùng tuyến tính của lực/biến dạng.

B.4.2. Thử biến dạng xoắn tĩnh của xương dễ gẫy (xem 6.2)

Tải trọng xoắn đặt vào xương là 69 N.m và 48 N.m tương ứng với khoảng 50 % tải trọng xoắn cơ sở của mỗi xương nhằm đưa ra một chỉ số về các đặc tính tuyến tính xoắn-biến dạng.

B.4.3. Thử gãy do uốn động lực học xương dễ gẫy (xem 6.3)

Các đặc tính va chạm và các điều kiện tương ứng với các điều kiện đảm bảo cho xương gãy và tương tự như các điều kiện được sử dụng bởi Kress, et al., (1990) trong việc kiểm soát các phép thử ống chân tử thi với 26 mẫu. Khối lượng và tốc độ phải đủ để làm gãy xương ống chân.

Các quy trình đo sử dụng cảm biến sẵn có thông thường và các quy trình thu dữ liệu phù hợp với ISO 6487:1997 và các quy trình đo khác quy định trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4).

Thử động lực học kéo tổng quát của các xương dễ gẫy chỉ ra rằng các lực đo được trong các quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất (CoP) (khi rất phù hợp với sự thay đổi và đọc theo chiều dài của xương) là khá nhạy với sự khác nhau trong các chi tiết của thiết bị thử nghiệm. Sự nhạy này có thể kiểm soát được bằng cách quy định rõ thiết bị sẵn có về chi tiết chính, do đó tất cả các phòng thí nghiệm sẽ có khả năng thực hiện các phép thử chính xác hơn.

Các chi tiết của các thiết bị thí nghiệm chính gồm có các chức năng của thiết bị va chạm được sử dụng để khai thác dữ liệu về sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu bao gồm cả đường ray va chạm và các ô bi, các dụng cụ kéo xương, và các giá đỡ mẫu.

B.4.4. Thử gẫy do xoắn động lực học của xương dễ gẫy (xem 6.4)

Một cảm biến được sử dụng trong thiết bị va chạm tốt hơn một gia tốc kế dùng để loại trừ các tác động của quán tính sinh ra khi tăng tốc của bộ phận cánh tay đòn xoắn. Việc sử dụng một thiết bị va chạm có đường kính 0,025 m ± 0,003 m đảm bảo xác định chính xác điểm va chạm. Mặt khác, các quy trình tương tự như các quy trình thử hỏng do uốn động lực học xương dễ gẫy.

B.4.5. Thử gẫy do tải trọng dọc trục tĩnh của xương đùi dễ gẫy (xem 6.5)

Tiêu chuẩn về độ bền dọc trục tĩnh của đùi dễ gẫy tương tự như tiêu chuẩn được báo cáo bởi Yamada (1970). Sử dụng tiêu chuẩn này nhằm ngăn chặn hư hỏng dọc trục của xương ở các lực dọc trục thấp hoặc cao bất thường. Các lực dọc trục cao rõ ràng có ảnh hưởng không tốt đến thiết kế của thiết bị bảo vệ.

B.4.6. Thử biến dạng và độ bền tĩnh của đầu gối dễ gẫy (xem 6.6)

Đầu gối dễ gẫy sử dụng các linh kiện được sản xuất theo kiểu các đặc tính đàn hồi và độ bền của đầu gối tử thi theo cả hướng uốn và xoắn. Các khối lò xo chấp hành được sử dụng để mô phỏng đặc tính đàn hồi của đầu gối tử thi, và các chốt trượt bằng đồng thau được sử dụng để mô phỏng những tải trọng gây hỏng cơ bản ở cụm đầu gối. Phép thử điển hình các bộ phận đầu gối dễ gẫy được sản xuất được quy định để đảm bảo rằng những đáp ứng của đầu gối dễ gẫy phù hợp với dữ liệu về đầu gối của tử thi.

B.4.6.1. Thiết bị thử nghiệm (xem 6.6.1)

Kết cấu cơ khí của đầu gối dễ gẫy gây nên sự quay quanh chốt quay thiết kế. Theo nghĩa hẹp, mô men xoắn có thể tác dụng lên đầu gối dễ gẫy của MATD thông qua một cánh tay đòn đơn giản thể hiện trên Hình A.26.

Chiều dài nhỏ nhất được quy định là 0,5 m cho cánh tay đòn sao cho độ lớn của tải trọng yêu cầu để làm gãy các chi tiết của đầu gối dễ gẫy đạt đến giới hạn có thể đặt tải được bằng tay.

Tải trọng đặt vào và sự quay của đầu gối theo hướng uốn và xoắn đo được bằng cảm biến và thiết bị đo phân thế góc quay, tương ứng. Các bộ chuyển đổi cho phép kiểm soát liên tục và ghi lại các tải và dịch chuyển trong các phép thử để chứng nhận. Giá trị tải trọng lớn nhất và góc quay tương ứng có thể được trích ra từ dữ liệu ghi được và chỉ số tải trọng có thể xác định được từ độ dốc của tải theo thời gian.

B.4.6.2. Quy trình thử (xem 6.6.2)

Do độ nhạy với hệ số đàn hồi của khối lò xo được sử dụng trong thiết kế đầu gối, chỉ số tải trọng gần tĩnh sử dụng được chọn để đảm bảo sự phù hợp trong các kết quả chứng nhận chi tiết của đầu gối dễ gẫy. Một chỉ số tải trọng là 30 N.m/s ± 5 N.m/s được coi là tải gần tĩnh khi đạt đến giá trị tải trọng lớn nhất là 87 N.m đến 132 N.m được yêu cầu để làm gãy các chi tiết chốt trượt của đầu gối dễ gẫy. Một chỉ số được cho là phù hợp với thiết bị thử nghiệm được sử dụng để thử các bộ phận của đầu gối dễ gẫy.

B.4.7. Thử bụng dễ gẫy (xem 6.7)

Sử dụng một đe ép 25 mm để thử chứng nhận bụng vì nó cho phép các kết quả có thể so sánh trực tiếp được với các giá trị tương quan lực/biến dạng được đề xuất bởi Cavanaugh, et al., (1986). Các giá trị tương quan của Cavanaugh bắt nguồn từ các va chạm động lực học bụng ở các tử thi bằng một thanh thép đường kính 25 mm giống như một cái đe va chạm. Đe 25 mm này cũng đại diện cho bề mặt va chạm với bụng, và nó được gọi là tay lái xe mô tô.

Sự đáp ứng lực/biến dạng của vật liệu polystyrene được sử dụng để làm tấm đệm bụng dễ gẫy hầu như hoàn toàn phụ thuộc vào tốc độ. Do đó chỉ số tải trọng gần tĩnh được sử dụng để thử chứng nhận bụng dễ gẫy, và các kết quả có thể so sánh được với các giá trị tương quan lực/biến dạng động lực học bụng của Cavanaugh. Chỉ số tải trọng gần tĩnh là 450 N/s ± 150 N/s được chọn vì nó là chỉ số có thể áp dụng được với các thiết bị thử được sử dụng khi triển khai các phép thử chứng nhận tấm đệm bụng.

B.4.8. Thử xoắn động lực học dọc trục cổ người nộm lái mô tô (xem 6.8)

Thiết bị thử xoắn cổ được thiết kế để đo độ cứng dọc trục khi xoắn của một cổ người nộm thử và chạm. Một đầu của cổ được xoắn với một chỉ số tải trọng ổn định trong khi mô men đáp ứng được đo ở đầu kia của cổ bằng một cảm biến. Công suất yêu cầu để xoắn cổ động lực học được cung cấp bằng cách sử dụng một năng lượng nhỏ của con lắc xoắn. Con lắc có khối lượng 40 kG ± 0,5 kg và chuyển động quả lắc với tốc độ 4,2 m/s ± 0,2 m/s, tạo ra năng lượng 352 J. Chỉ khoảng 35 J năng lượng được dùng để xoắn cổ, vì vậy khi sử dụng năng lượng từ con lắc này sẽ có ảnh hưởng không đáng kể đến tốc độ con lắc.

Con lắc được nối bằng một cái dây đến một đĩa có đường kính 40 cm được lắp trên một trục quay. Trục quay này được giữ bởi một ống lót dày và có một khớp thông thường nằm thẳng hàng với nó trước khi được lắp cứng vào giá treo của cổ người nộm thử va chạm đảo ngược. Đỉnh của cổ, được đặt theo hướng dốc xuống, được nối với một cảm biến phần trên cổ được lắp như một khớp thông thường. Theo kiểu lắp này, cổ sẽ chịu một mô men xoắn thuần túy truyền giữa các chốt mà không phải chịu ứng suất uốn do ảnh hưởng của sự xoắn do thiết bị. Ở cuối hành trình dao động của con lắc, con lắc làm cho dây bị xiết chặt và đẩy đĩa chuyển động quay. Điều này làm cho cổ xoắn với tốc độ tương ứng với tốc độ cố định của con lắc. Dây móc qua một cái móc trên đĩa và nhả ra khi đĩa quay gần 115°.

Điều này cho phép con lắc tiếp tục quay mà không bị gián đoạn. Có một điểm dừng để chặn đĩa lại ở điểm bật lại (rebound). Sơ đồ thiết bị thử được cho trong Hình A.28.

B.5. Ghi nhãn (xem 7.1)

Mục đích của việc dán nhãn tất cả các bộ phận dễ gẫy là mô tả các dữ liệu về quá trình sản xuất và sự phù hợp của sản phẩm.

B.6. Phụ lục A (quy định) Bản vẽ về các bộ phận đặc biệt trong phép đo va chạm với người lái mô tô.

Đây là các bản vẽ được yêu cầu để sản xuất lại các bộ phận của Hybrid III được thay đổi để phù hợp với các quy định kỹ thuật trong Điều 4 và các phương pháp thử mô tả trong Điều 6.

 

Phụ lục C

(quy định)

Quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo của cổ người lái mô tô

C.1. Thử tĩnh mô men uốn cổ và sự dịch chuyển về trước của đầu

Thực hiện theo quy trình cho trong Bảng C.1.

Bảng C.1 – Quy trình thử mô men uốn cổ tĩnh và sự dịch chuyển về trước của đầu

Thứ tự	Quy trình
1	Gắn thiết bị mô phỏng cảm biến cổ trên Hình C.1 và đồ gá hiệu chuẩn cổ trên Hình C.2 vào đỉnh của cổ người lái mô tô. Khối lượng tổng cộng của thiết bị mô phỏng cảm biến tải và đồ gá hiệu chuẩn cổ, chốt quay đầu, và thiết bị đo là 850 g ± 50 g.
2	Chêm các khớp cổ nếu cần để loại trừ bất kỳ khe hở nào giữa khớp cổ và mặt dưới của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
3	Kiểm tra để xác nhận là thiết bị mô phỏng cảm biến cổ quay tự do đối với cổ.
4	Chú ý: Nếu chốt cổ quá chặt thì sự quay có thể bị hạn chế.
5	Lắp nửa trên của cổ dưới dạng răng cưa Hlll và thiết bị mô phỏng chốt yếm cổ của Hlll vào đáy của cổ.
6	Điều chỉnh góc giữa cổ đến vị trí ngả (uốn) ra trước hết cỡ
7	Lắp nửa dưới của cổ dưới dạng răng cưa Hlll vào một bề mặt thẳng đứng với giao diện dạng răng hướng theo chiều từ trên xuống dưới.
8	Điều chỉnh thiết bị để bề mặt thẳng đứng của mép dưới là 90° ± 1° so với phương nằm ngang
9	Điều chỉnh thiết bị để mặt phẳng ngang của mép dưới của nó là 0° ± 1° so với phương nằm ngang.
10	Lắp cụm cổ với thanh răng của cổ dưới đặt ở góc mở khoảng 7° (sau đầu).
11	Điều chỉnh thiết bị để mặt trên của cảm biến cổ là 90° ± 2° so với phương nằm ngang
12	Lắp một khối lượng 20 kg ± 1 kg (khối lượng tổng cộng bao gồm khối lượng giá treo và các dây đai hoặc cáp) lên đồ gá thử ở điểm đặt tải quy định trong Hình C.4.
13	Ấn vào phía sau của thanh trượt cổ và nhả ra để tháo các linh kiện lắp lỏng trên thanh trượt vào lò xo.
14	Lắc và xoay cảm biến cổ quanh cổ để làm cân bằng các lực nén trên khớp cổ.
15	Đo góc ban đầu (tính bằng độ) của mặt trên của cảm biến cổ so với mặt phẳng ngang.
16	Đo vị trí theo phương x ban đầu (tính bằng mm) của thanh trượt cổ đối với phần cố định của cổ.
17	Đặt tải từ từ vào cụm cổ. Tải trọng đặt vào tăng từ 0 kg đến toàn tải trong thời gian không nhỏ hơn 3 s và không lớn hơn 8 s.
18	Đo góc biến dạng của mặt trên của cảm biến cổ so với mặt phẳng ngang ở 15 s ± 1 s sau khi đặt tải đầu tiên.
19	Đo biến dạng theo phương x của thanh trượt cổ đối với cùng một phần cố định của cổ được sử dụng để đo vị trí ban đầu ở 30 s ± 5 s sau khi đặt tải đầu tiên.
20	Tháo tải ra khỏi cổ.
21	Tính sự thay đổi về góc của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
22	Tính sự thay đổi theo phương x của thanh trượt cổ.
23	Lặp lại việc đặt tải và quy trình đo (C.1.11 đến C.1.21) tổng cộng 5 lần, khoảng thời gian cho phép giữa các lần đặt tải là 5 min ± 1 min.
24	Tính sự thay đổi trung bình về góc và sai lệch tiêu chuẩn của 3 lần đo cuối cùng dưới dạng % của giá trị trung bình.
25	Tính thay đổi vị trí theo phương x và sai lệch tiêu chuẩn của 3 lần đo dưới dạng % của giá trị trung bình.
a Danh sách mô tả một hoặc nhiều mẫu sản phẩm phù hợp với các yêu cầu được lưu trữ bởi Ban thư ký của ISO và Thư ký của ISO/TC 22/SC 22. Danh sách được lưu trữ để tiện cho người sử dụng ISO 13232 và không phải là tài liệu chứng nhận của ISO về các sản phẩm trong danh sách. Các sản phẩm được lựa chọn có thể được sử dụng nếu nó có thể đưa đến những kết quả giống nhau.

C.2. Thử uốn-kéo

Thực hiện theo quy trình cho trong Bảng C.2.

Bảng C.2 – Quy trình thử uốn–kéo tĩnh

Thứ tự	Quy trình
1	Gắn thiết bị mô phỏng cảm biến cổ trên Hình C.1 và đồ gá hiệu chuẩn cổ trên Hình C.2 vào đỉnh của cổ. Khối lượng tổng cộng của thiết bị mô phỏng cảm biến tải và đồ gá thử hiệu chuẩn cổ, chốt quay đầu, và thiết bị đo là 850 g ± 50 g.
2	Chêm các khớp cổ nếu cần để loại trừ bất kỳ khe hở nào giữa khớp cổ và mặt dưới của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
3	Kiểm tra để xác nhận là thiết bị mô phỏng cảm biến cổ quay tự do đối với cổ.
4	Chú ý: Nếu chốt cổ quá chặt thì sự quay có thể bị hạn chế.
5	Lắp nửa trên của cổ dưới dạng răng cưa Hlll và thiết bị mô phỏng chốt yếm cô của Hlll vào đáy của cổ.
6	Điều chỉnh khớp thanh răng giữa cổ đến vị trí ngả (uốn) ra trước hết cỡ.
7	Lắp nửa dưới của cổ dưới dạng răng cưa Hlll vào một bề mặt thẳng đứng với giao diện dạng răng hướng theo chiều từ trên xuống dưới.
8	Điều chỉnh thiết bị để bề mặt thẳng đứng của mép dưới là 90° ± 1°so với phương nằm ngang.
9	Điều chỉnh thiết bị để mặt phẳng ngang của mép dưới của nó là 0° ± 1° so với phương nằm ngang.
10	Lắp cụm cổ với thanh răng của cổ dưới đặt ở góc mở khoảng 3,5° (đầu hướng ra sau).
11	Điều chỉnh thiết bị để mặt trên của cảm biến cổ là 90° ± 2°so với phương nằm ngang.
12	Lắp một khối lượng 20 kg ± 1 kg (khối lượng tổng cộng bao gồm khối lượng giá treo và các dây đai hoặc cáp) lên đồ gá thử ở điểm đặt tải quy định.
13	Lắc và xoay cảm biến cổ quanh cổ để làm cân bằng các lực nén trên khớp cổ
14	Đo góc ban đầu (tính bằng độ) của mặt trên của cảm biến cổ so với phương nằm ngang.
15	Đặt tải từ từ vào cụm cổ. Tải trọng đặt vào tăng từ 0 kg đến toàn tải trong thời gian không nhỏ hơn 3 s và không lớn hơn 8 s.
16	Đo góc biến dạng của mặt trên của cảm biến cổ so với phương nằm ngang ở 15 s ± 1 s sau khi đặt tải đầu tiên.
17	Tháo tải ra khỏi cổ.
18	Tính sự thay đổi về góc của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
19	Lặp lại việc đặt tải và quy trình đo (C.2.11 đến C.2.17) tổng cộng 5 lần, khoảng thời gian cho phép giữa các lần đặt tải là 5 min ± 1 min.
20	Tính sự thay đổi trung bình về góc và sai lệch tiêu chuẩn của 3 lần đo cuối cùng dưới dạng % của giá trị trung bình.
a Danh sách mô tả một hoặc nhiều mẫu sản phẩm phù hợp với các yêu cầu được lưu trữ bởi Ban thư ký của ISO và Thư ký của ISO/TC 22/SC 22. Danh sách được lưu trữ để tiện cho người sử dụng ISO 13232 và không phải là tài liệu chứng nhận của ISO về các sản phẩm trong danh sách. Các sản phẩm được lựa chọn có thể được sử dụng nếu nó có thể đưa đến những kết quả giống nhau.

C.3. Thử uốn ngang

Thực hiện theo quy trình cho trong Bảng C.3.

Bảng C.3 – Các quy trình thử uốn ngang tĩnh

Thứ tự	Quy trình
1	Lắp ráp thiết bị mô phỏng cảm biến cổ trên Hình C.1 và đồ gá hiệu chuẩn cổ trên Hình C.2 vào đỉnh của cổ. Khối lượng tổng cộng của thiết bị mô phỏng cảm biến tải và đồ gá hiệu chuẩn cổ, chốt quay đầu, và thiết bị đo là 850 g ± 50 g.
2	Chêm các khớp cổ nếu cần để loại trừ bất kỳ khe hở nào giữa khớp cổ và mặt dưới của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
3	Kiểm tra để xác nhận là thiết bị mô phỏng cảm biến cổ quay tự do đối với cổ (nếu chốt cổ quá chặt thì sự quay có thể bị hạn chế)
4	Lắp nửa trên của cổ dưới dạng răng cưa Hlll và thiết bị mô phỏng chốt yếm cổ của Hlll vào đáy của cổ.
5	Điều chỉnh khớp thanh răng giữa cổ đến vị trí ngả (uốn) ra trước hết cỡ.
6	Lắp nửa dưới của cổ dưới dạng răng cưa HIII vào một bề mặt thẳng đứng với giao diện dạng răng hướng theo chiều từ dưới lên trên.
7	Điều chỉnh thiết bị để bề mặt thẳng đứng của mép dưới là 90° ± 1° so với phương nằm ngang.
8	Điều chỉnh thiết bị để mặt phẳng ngang của mép dưới của nó là 0° ± 1° so với phương nằm ngang.
9	Lắp cụm cổ với thanh răng của cổ dưới đặt ở góc mở khoảng 0°.
10	Mặt trên của cảm biến cổ đặt ở 87° ± 2° so với phương nằm ngang.
11	Lắp một khối lượng 20 kg ± 1 kg (khối lượng tổng cộng bao gồm khối lượng giá treo và các dây đai hoặc cáp) lên đồ gá thử ở điểm đặt tải quy định.
12	Lắc và xoay cảm biến cổ quanh cổ để làm cân bằng các lực nén trên khớp cổ.
13	Đo góc ban đầu của mặt trên của cảm biến cổ so với phương nằm ngang.
14	Đặt tải từ từ vào cụm cổ. Tải trọng đặt vào tăng từ 0 kg đến toàn tải trong thời gian không nhỏ hơn 3 s và không lớn hơn 8 s.
15	Đo góc biến dạng của mặt trên của cảm biến cổ so với phương nằm ngang ở 15 s ± 1 s sau khi đặt tải đầu tiên.
16	Tháo tải ra khỏi cổ.
17	Tính sự thay đổi về góc của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
18	Lặp lại việc đặt tải và quy trình đo (C.3.11 đến C.3.17) tổng cộng 5 lần, khoảng thời gian cho phép giữa các lần đặt tải là 5 min ± 1 min.
19	Tính sự thay đổi trung bình về góc và sai lệch tiêu chuẩn của 3 lần đo cuối cùng dưới dạng % của giá trị trung bình.

C.4. Thử xoắn

Thực hiện theo quy trình cho trong Bảng C.4.

Bảng C.4 – Quy trình thử xoắn tĩnh

Thứ tự	Quy trình
1	Kiểm tra rằng khối lượng cánh tay đòn xoắn trên Hình 3 là 920 g ± 10 g và có vị trí a c.g. là 348 mm ± 4 mm tính từ tâm của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ (khi lắp vào thiết bị mô phỏng cảm biến cổ).
2	Kiểm tra rằng khi lắp thiết bị mô phỏng cảm biến cổ như trên Hình C.4, thì cánh tay đòn xoắn có điểm đặt tải ở 700 mm ± 5 mm tính từ tâm của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
3	Kiểm tra rằng khi lắp vào thiết bị mô phỏng cảm biến cổ, điểm đặt tải trên cánh tay đòn xoắn là 18 mm ± 5 mm phía trên tâm của chốt quay đầu.
4	Gắn thiết bị mô phỏng cảm biến cổ và đồ gá hiệu chuẩn cổ vào đỉnh của cổ. Khối lượng tổng cộng của thiết bị mô phỏng cảm biến tải và đồ gá thử hiệu chuẩn cổ, chốt quay đầu, và thiết bị đo là 850 g ± 50 g.
5	Chêm các khớp cổ nếu cần để loại trừ bất kỳ khe hở nào giữa khớp cổ và mặt dưới của thiết bị mô phỏng cảm biến cổ.
6	Kiểm tra để xác nhận là thiết bị mô phỏng cảm biến cổ quay tự do đối với cổ. (nếu chốt cổ quá chặt thì sự quay có thể bị hạn chế).
7	Lắp nửa trên của cổ dưới dạng răng cưa Hlll và thiết bị mô phỏng chốt yếm cổ của Hlll vào đáy của cổ.
8	Điều chỉnh khớp thanh răng góc giữa cổ đến vị trí (uốn) ra trước hết cỡ.
9	Lắp nửa dưới của cổ dưới dạng răng cưa Hlll vào một bề mặt thẳng đứng với giao diện dạng răng hướng theo chiều từ dưới lên trên.
10	Điều chỉnh thiết bị để bề mặt thẳng đứng của mép dưới là 90° ± 1° so với phương nằm ngang.
11	Điều chỉnh thiết bị để mặt phẳng ngang của mép dưới của nó là 0° ± 1° so với phương nằm ngang.
12	Lắp cụm cổ với thanh răng của cổ dưới đặt ở góc mở khoảng 0°
13	Điều chỉnh thiết bị để mép phẳng ở phía sau của cảm biến cổ là 90° ± 2° so với phương nằm ngang.
14	Lắp một khối lượng 3,2 kg ± 0,2 kg (khối lượng tổng cộng bao gồm khối lượng giá treo và các dây đai hoặc cáp) lên cánh tay đòn ở điểm đặt tải quy định trong Hình C.4.
15	Lắc và xoay cảm biến cổ quanh cổ để làm cân bằng các lực nén trên khớp cổ.
16	Đo góc ban đầu của mép phẳng phía sau của cảm biến cổ so với mặt phẳng ngang.
17	Lắp cánh tay đòn xoắn (không có tải trọng phụ 3,2 kg) để thanh này ở phía trước của cổ
18	Đặt từ từ tải 3.2 kg vào cánh tay đòn ở 700 mm từ tâm của cảm biến cổ. Tải trọng phụ được đặt vào cổ sẽ tăng từ 0 kg đến toàn tải trong thời gian không nhỏ hơn 3 s và không lớn hơn 8 s.
19	Đo góc biến dạng của mép phẳng phía sau của cảm biến cổ so với phương ngang ở 15 s ± 1 s sau khi đặt tải 3,2 kg lần đầu tiên.
20	Tháo tải trọng ra khỏi cánh tay đòn.
21	Tháo cánh tay đòn.
22	Tính sự thay đổi tổng cộng về góc do tải trọng của cánh tay đòn và tải trọng phụ 3,2 kg.
23	Lặp lại việc lắp cánh tay đòn, tải trọng đặt vào và quy trình đo góc tổng cộng (14 đến 22) tổng cộng 5 lần, khoảng thời gian cho phép giữa các lần đặt tải là 5 min ± 1 min.
24	Tính sự thay đổi tổng cộng trung bình về góc và sai lệch tiêu chuẩn của 3 lần đo cuối cùng dưới dạng % của giá trị trung bình.
a Danh sách mô tả một hoặc nhiều mẫu sản phẩm phù hợp với các yêu cầu được lưu trữ bởi Ban thư ký của ISO và Thư ký của ISO/TC 22/SC 22. Danh sách được lưu trữ để tiện cho người sử dụng ISO 13232 và không phải là tài liệu chứng nhận của ISO về các sản phẩm trong danh sách. Các sản phẩm được lựa chọn có thể được sử dụng nếu nó có thể đưa đến những kết quả giống nhau.

Hình C.1 – Thiết bị mô phỏng cảm biến cổ

Hình C.2 – Đồ gá hiệu chuẩn cổ

Hình C.3 – Cánh tay đòn xoắn hiệu chuẩn cổ

Hình C.4 – Cụm thử cổ tĩnh

 

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 kỹ thuật đối với người nộm lái mô tô trong thử nghiệm va chạm

4.1. Người nộm cơ sở

4.2. Đầu và da của người nộm lái mô tô

4.3. Bộ phận ở cổ người nộm lái mô tô

4.4. Bộ phận trên thân của người nộm lái mô tô

4.5. Bộ phận thân dưới của người nộm lái mô tô

4.6. Các cánh tay và ống lót khuỷu tay sửa đổi

4.7. Bàn tay của người nộm lái mô tô

4.8. Bộ phận đùi của người nộm lái mô tô

4.9. Bộ phận đầu gối dễ gẫy của người nộm lái mô tô

4.10. Cáp giữ chân

4.11. Bộ phận cẳng chân của người nộm lái mô tô

4.12. Người nộm lái mô tô hoàn chỉnh

4.13. Tài liệu chứng nhận

5. Lấy mẫu các bộ phận dễ bị gãy

5.1. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu

5.2. Sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

5.3. Điều kiện của các bộ phận dễ gẫy được lấy mẫu

6. Phương pháp thử

6.1. Thử biến dạng uốn tĩnh của xương dễ gẫy

6.2. Thử biến dạng xoắn tĩnh của xương dễ gẫy

6.3. Thử gẫy do uốn động lực học của xương dễ gẫy

6.4. Thử gẫy do xoắn động lực học của xương dễ gẫy

6.5. Thử gẫy do tải tĩnh dọc trục của xương đùi dễ gẫy

6.6. Thử độ bền và biến dạng tĩnh đầu gối dễ gẫy

6.7. Thử bụng dễ vỡ

6.8. Thử động lực học cổ người nộm lái mô tô đối với sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm lần đầu

6.9. Thử tĩnh cổ người nộm lái mô tô đối với sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo

7. Ghi nhãn và tài liệu về các bộ phận dễ gẫy

7.1. Ghi nhãn

7.2. Tài liệu

Phụ lục A (quy định) Bản vẽ bộ phận đặc biệt của người nộm nhân trắc học lái mô tô thử va chạm

Phụ lục B (quy định) Cơ sở lô gíc của TCVN 7973-3 (ISO 13232-3)

Phụ lục C (quy định) Quy trình thử sự phù hợp trong sản xuất sản phẩm tiếp theo của cổ người lái mô tô

---