Trong hệ thống an toàn và an toàn đi xe máy và xe đạp điện, thử nghiệm hiệu suất năng lượng va chạm hấp thụ theo tiêu chuẩn "Mũ bảo hiểm dành cho người đi xe máy, xe đạp điện" GB 811-2022 đóng một vai trò không thể thay thế. Máy kiểm tra hiệu suất năng lượng va chạm hấp thụ là thiết bị cốt lõi để thực hiện thử nghiệm này. Nguyên tắc làm việc của nó có ý nghĩa khoa học và công nghệ sâu sắc. Nó có ý nghĩa rất lớn trong việc đánh giá chính xác hiệu suất an toàn của mũ bảo hiểm.
1. Mô phỏng ý tưởng thiết kế cho các kịch bản va chạm thực tế
Mục tiêu thiết kế hàng đầu của máy kiểm tra hiệu suất năng lượng va chạm hấp thụ mũ bảo hiểm là mô phỏng cao cảnh phức tạp khi xe máy và người đi xe đạp điện gặp va chạm trong thực tế. Trong sự cố thực tế, đầu của người lái xe có thể va chạm với các loại vật thể ở các góc độ và tốc độ khác nhau, máy bay thử nghiệm phải cố gắng giảm thiểu những tình huống va chạm đa dạng này.
Lấy tác động rơi tự do làm ví dụ, máy thử nghiệm, thông qua một thiết bị phát hành cụ thể, sẽ kéo loại đầu mô phỏng đội mũ bảo hiểm lên độ cao quy định tiêu chuẩn, sau đó để nó rơi tự do, va chạm với vật liệu khác nhau, hình dạng đe bên dưới. Đối với mũ bảo hiểm loại A1, A2, tốc độ tác động 6,0m/s (chiều cao rơi lý thuyết 1835mm) có thể được sử dụng để tác động vào đe thép phẳng; Mũ bảo hiểm loại A3 thì dùng tốc độ tương tự đánh vào cái đe thép bán cầu. Thông qua thiết lập như vậy, mô phỏng tình trạng đầu va chạm với các mặt phẳng như mặt đất hoặc các vật thể giống như bán cầu khi người lái xe chạy với tốc độ cao và ngã xuống. Lại ví dụ như, lợi dụng thiết bị lắc lư, có thể mô phỏng cảnh tượng va chạm bên cạnh, lắc lư với tốc độ ban đầu nhất định, va chạm với kiểu đầu đội mũ bảo hiểm, dùng cái này kiểm nghiệm tính năng của mũ bảo hiểm dưới tác động bên cạnh.
2. Mô phỏng truyền năng lượng dựa trên động lực tác động
Xuất phát từ lý thuyết động lực học tác động chuyên nghiệp, khi mũ bảo hiểm va chạm với giá đe, lực tác động cực lớn sẽ truyền lên mũ bảo hiểm trong thời gian cực ngắn. Máy thử đã khéo léo sử dụng nguyên tắc này để mô phỏng lực tác động ở các cường độ khác nhau bằng cách kiểm soát chính xác các thông số của thiết bị va chạm.
Các thành phần quan trọng trong thiết bị va chạm, chẳng hạn như đầu va chạm có thể được kiểm soát chính xác, có khả năng va chạm với mũ bảo hiểm ở tốc độ, góc đặt trước. Độ chính xác điều khiển tốc độ của nó là Ji cao, ví dụ, trong phạm vi tác động quy định được xác định trong phạm vi tác động qian10mm-60mm và không nhỏ hơn 95% tốc độ lý thuyết. Trong tác động, năng lượng được truyền từ nguồn tác động (chẳng hạn như kiểu đầu rơi tự do, con lắc, v.v.) đến mũ bảo hiểm, và vật liệu mũ bảo hiểm và cấu trúc của nó bắt đầu hoạt động để hấp thụ và phân tán năng lượng. Máy thử nghiệm thực hiện mô phỏng các mức năng lượng khác nhau và các dạng tác động bằng cách điều chỉnh khối lượng, hình dạng của đầu va chạm và các thông số như chiều cao phát hành, chiều dài con lắc và góc ban đầu, do đó kiểm tra toàn diện khả năng hấp thụ năng lượng va chạm của mũ bảo hiểm trong các điều kiện va chạm có thể xảy ra khác nhau.
3. Hệ thống thu thập và phân tích dữ liệu cảm biến
Trong suốt quá trình va chạm, để thu thập dữ liệu quan trọng về hiệu suất hấp thụ năng lượng va chạm của mũ bảo hiểm, máy bay thử nghiệm được trang bị hệ thống phân tích và thu thập dữ liệu cảm biến tiên tiến. Hệ thống này giống như "hệ thần kinh" của máy thí nghiệm, có thể cảm nhận và ghi lại các biến đổi vật lý trong thời gian thực, chính xác.
Cảm biến gia tốc là một trong những thành phần cốt lõi của nó. Trong phương pháp thử nghiệm va chạm cảm biến gia tốc trục đơn, loại đầu được trang bị cảm biến gia tốc trục đơn được sử dụng để đo thời gian thực gia tốc được truyền ngay lập tức cho loại đầu. Trong phương pháp thử nghiệm va chạm cảm biến gia tốc ba trục (trọng tài), cảm biến gia tốc ba trục có thể bắt được sự thay đổi gia tốc của loại đầu theo ba hướng X, Y và Z. Các cảm biến này có thể đo chính xác các đỉnh gia tốc trong một khoảng thời gian rất ngắn, cũng như thời gian tác động khi gia tốc vượt quá một ngưỡng cụ thể (ví dụ: 150g, 200g). Bằng cách phân tích dữ liệu này, bạn có thể hiểu trực quan hiệu quả làm chậm của mũ bảo hiểm đối với lực va chạm khi va chạm. Ví dụ, theo tiêu chuẩn GB 811-2022, gia tốc mũ bảo hiểm loại A đạt đỉnh không quá 300g, thời gian tác dụng của gia tốc vượt quá 150g có giới hạn tương ứng, dữ liệu thu thập được thông qua cảm biến có thể so sánh trực tiếp với tiêu chuẩn, phán đoán mũ bảo hiểm có đạt tiêu chuẩn hay không.
Ngoài cảm biến gia tốc, máy bay thử nghiệm có thể được trang bị các thiết bị khác như cảm biến dịch chuyển để đo mức độ biến dạng của mũ bảo hiểm trong quá trình va chạm. Bằng cách phân tích số lượng biến dạng, có thể hiểu thêm về hiệu suất đệm và độ ổn định cấu trúc của vật liệu mũ bảo hiểm. Dữ liệu được thu thập bởi các cảm biến này, sau khi được xử lý bởi bộ khuếch đại tín hiệu, được truyền đến thẻ thu thập dữ liệu và cuối cùng được máy tính lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu. Phần mềm máy tính có khả năng vẽ các đường cong gia tốc-thời gian chi tiết, biến dạng-thời gian và nhiều hơn nữa, cung cấp cho các nhà nghiên cứu và người phát hiện một tài liệu tham khảo dữ liệu trực quan, toàn diện để đánh giá sâu về hiệu suất tốt và xấu của mũ bảo hiểm hấp thụ năng lượng va chạm.
Máy kiểm tra hiệu suất năng lượng va chạm hấp thụ bằng cách mô phỏng các kịch bản va chạm thực tế, thực hiện mô phỏng truyền năng lượng dựa trên nguyên tắc động lực tác động và sử dụng hệ thống phân tích và thu thập dữ liệu cảm biến tiên tiến, cung cấp phương tiện kiểm tra hiệu suất năng lượng va chạm hấp thụ theo tiêu chuẩn GB 811-2022, đóng vai trò hỗ trợ quan trọng trong việc đảm bảo an toàn đi xe máy và xe đạp điện.