En el sistema de seguridad del ciclismo de motocicletas y bicicletas eléctricas, la prueba de rendimiento energético de colisión absorbente bajo el estándar GB 811 - 2022 "casco de ocupante de motocicletas y bicicletas eléctricas" desempeña un papel insustituible. Como equipo central para llevar a cabo esta prueba, el principio de funcionamiento de la máquina de prueba de rendimiento energético de colisión absorbente contiene una profunda connotación científica y tecnológica, que es de gran importancia para evaluar con precisión el rendimiento de seguridad del casco.
1. ideas de diseño para simular escenas de colisión reales
El objetivo principal de diseño de la máquina de prueba de rendimiento energético de absorción de colisión del casco es simular altamente escenas complejas cuando una motocicleta y un ciclista eléctrico se encuentran con una colisión en la realidad. En accidentes reales, la cabeza del ciclista puede chocar con varios objetos en diferentes ángulos y velocidades, y la máquina de prueba debe restaurar estas diversas situaciones de colisión en la medida de lo posible.
En el caso del impacto de caída libre, la máquina de prueba eleva el tipo de cabeza simulada que lleva el casco a la altura prescrita por la norma a través de un dispositivo de Liberación específico, y luego lo deja caer libremente, chocando con el yunque de diferentes materiales y formas debajo. Para los cascos de las categorías A1 y a2, se puede utilizar una velocidad de impacto de 6,0 M / S (altura teórica de caída de 1835 mm) para golpear el yunque de acero plano; Los cascos de la categoría A3 impactan a los Yunques de acero del hemisferio a la misma velocidad. Con esta configuración, se simula la situación en la que la cabeza choca con un plano como el suelo o un objeto similar a un hemisferio cuando el ciclista se cae a gran velocidad. Por ejemplo, el uso de un dispositivo de péndulo puede simular una escena de colisión lateral, el péndulo se balancea a una cierta velocidad inicial y golpea la forma de la cabeza del casco para probar el rendimiento del casco bajo impacto lateral.
2. simulación de transferencia de energía basada en la dinámica de impacto
A partir de la teoría profesional de la dinámica de impacto, cuando el casco choca con el yunque, la enorme fuerza de impacto se transmitirá al casco en muy poco tiempo. La máquina de prueba utiliza hábilmente este principio para simular fuerzas de impacto de diferentes intensidades controlando con precisión los parámetros del dispositivo de impacto.
Los componentes clave del dispositivo de impacto, como la cabeza de impacto que se puede controlar con precisión, pueden golpear el casco a la velocidad y ángulo preestablecidos. Su precisión de control de velocidad Ji es alta, por ejemplo, cuando la velocidad de impacto prescrita se determina en el rango de qian10 mm - 60 mm en el que se produce la colisión y no es inferior al 95% de la velocidad teórica. Durante el impacto, la energía se transmite de la fuente de impacto (como la forma de la cabeza de un cuerpo en caída libre, el péndulo, etc.) al casco, y el material del casco y su estructura comienzan a desempeñar un papel en la absorción y dispersión de energía. La máquina de prueba realiza simulaciones de diferentes niveles de energía y formas de impacto ajustando la masa y la forma de la cabeza de impacto, así como parámetros como la altura de liberación, la longitud del péndulo y el ángulo inicial, examinando así exhaustivamente la capacidad del casco para absorber la energía de colisión en diversas condiciones posibles de colisión.
3. sistema de adquisición y análisis de datos de sensores
Durante todo el proceso de colisión, para obtener datos clave sobre el rendimiento energético del casco para absorber la colisión, la máquina de prueba está equipada con un sistema avanzado de adquisición y análisis de datos de sensores. El sistema es como el "sistema nervioso" de la máquina de prueba, que puede percibir y registrar diversos cambios físicos en tiempo real y con precisión.
El sensor de aceleración es uno de los componentes centrales. En el método de prueba de colisión del sensor de aceleración de un solo eje, se utiliza un tipo de cabeza equipado con un sensor de aceleración de un solo eje para medir la aceleración transmitida instantáneamente de la colisión al tipo de cabeza en tiempo real. En el método de prueba de colisión del sensor de aceleración de tres ejes (método de arbitraje), el sensor de aceleración de tres ejes puede capturar los cambios de aceleración del tipo de cabeza en las direcciones x, y y Z. Estos sensores son capaces de medir con precisión los picos de aceleración en muy poco tiempo y el tiempo de Acción de la aceleración por encima de un umbral específico (como 150g, 200g). A través del análisis de estos datos, se puede comprender intuitivamente el efecto de desaceleración del casco en la fuerza de impacto durante la colisión. Por ejemplo, de acuerdo con el estándar GB 811 - 2022, el pico de aceleración del casco de clase a no es superior a 300g, y el tiempo de Acción de la aceleración superior a 150g tiene las restricciones correspondientes. los datos recogidos a través de los sensores se pueden comparar directamente con el estándar para juzgar si el casco cumple con el estándar.
Además de los sensores de aceleración, la máquina de prueba también puede estar equipada con otros equipos como sensores de desplazamiento para medir la deformación del casco durante la colisión. Al analizar la cantidad de deformación, se puede comprender mejor el rendimiento de amortiguación y la estabilidad estructural del material del casco. Los datos recogidos por estos sensores, después del procesamiento del amplificador de señal, se transmiten a la tarjeta de adquisición de datos, y finalmente son almacenados, analizados y procesados por la computadora. El software informático puede dibujar curvas detalladas de aceleración - tiempo, curvas de deformación - tiempo, etc., proporcionando una referencia de datos intuitiva y completa para investigadores y detectores, con el fin de evaluar en profundidad las ventajas y desventajas del rendimiento del casco para absorber la energía de colisión.
La máquina de prueba de rendimiento energético de colisión absorbente proporciona medios de prueba confiables y precisos para la prueba de rendimiento energético de colisión absorbente bajo el estándar GB 811 - 2022 simulando escenas de colisión reales, realizando simulaciones de transferencia de energía basadas en principios de dinámica de impacto y utilizando sistemas avanzados de adquisición y análisis de datos de sensores, y desempeña un papel clave de apoyo en el campo de garantizar la seguridad del ciclismo de motocicletas y bicicletas eléctricas.