Im Sicherheitssystem für Motorräder und Elektroräder spielen die Prüfungen der Absorptionsleistung der Kollisionsenergie nach der Norm GB 811-2022 "Motorräder und Elektroräder Passagierhelme" eine unersetzliche Rolle. Absorptionskollisionsenergieprüfmaschine als Kernausrüstung für die Durchführung des Tests enthält sein Arbeitsprinzip eine tiefe wissenschaftliche und technische Konnotation, die für die genaue Bewertung der Sicherheitsleistung von Helmen von großer Bedeutung ist.
1. Designideen zur Simulation einer realen Kollisionsszene
Das primäre Entwurfsziel der Helm Absorption Crash Energy Performance Tester ist die hoch simulierende Realität der komplexen Szenarien eines Kollisions zwischen einem Motorrad und einem E-Radfahrer. Bei Unfällen kann der Kopf eines Fahrers in unterschiedlichen Winkeln und Geschwindigkeiten mit einer Vielzahl von Objekten kollidieren, und die Testmaschine muss diese vielfältigen Kollisionssituationen so weit wie möglich reduzieren.
Beispielsweise bei einem freien Fallstoß zieht die Testmaschine durch eine spezifische Freigabevorrichtung den simulierten Kopf, der einen Helm trägt, auf die von der Norm vorgeschriebene Höhe und lässt ihn dann frei fallen und kollidiert mit verschiedenen Materialien und Formen des Untersitzes. Für Helme der Klassen A1 und A2 kann eine Schlaggeschwindigkeit von 6,0 m/s (theoretischer Rückgang von 1835 mm) verwendet werden, um den Flachstahl zu treffen; Der Helm der Klasse A3 trifft mit der gleichen Geschwindigkeit auf den Halbkugelstahl. Mit einer solchen Einstellung simuliert man die Situation, in der ein Fahrer mit hoher Geschwindigkeit stürzt und seinen Kopf mit einem ebenen oder ähnlichen halbkugelförmigen Objekt wie dem Boden kollidiert. Zum Beispiel kann die Schaukelhammer-Einrichtung die Seitenkollisionsszene simulieren, der Schaukelhammer schwankt mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit und trifft auf den Kopf des Helms, um die Leistung des Helms unter dem Seitenstoß zu prüfen.
2. Simulation der Energieübertragung auf der Grundlage der Stoßdynamik
Aus der professionellen Theorie der Schlagdynamik ausgehend, wird eine enorme Schlagkraft in sehr kurzer Zeit auf den Helm übertragen, wenn der Helm mit dem Trinksitz kollidiert. Die Testmaschine nutzt dieses Prinzip geschickt und simuliert durch präzise Steuerung der Parameter der Aufprallvorrichtung Schlagkräfte unterschiedlicher Intensität.
Schlüsselkomponenten des Schlaggerätes, wie z.B. ein präzise steuerbarer Schlagkopf, können den Helm mit der vorgegebenen Geschwindigkeit und Winkel treffen. Die Genauigkeit der Geschwindigkeitssteuerung ist hoch, z. B. wenn die vorgeschriebene Schlaggeschwindigkeit im Bereich Qian 10 mm-60 mm gemessen wird und nicht weniger als 95% der theoretischen Geschwindigkeit ist. Während des Aufprallprozesses wird die Energie von der Aufprallquelle (wie der freifallende Kopf, der Schaukelhammer usw.) auf den Helm übertragen, und das Helmmaterial und seine Struktur beginnen, Energie zu absorbieren und zu streuen. Die Testmaschine ermöglicht die Simulation verschiedener Energieniveaus und Schlagformen durch die Anpassung von Schlagkopfqualität, Form und Freigabeparametern wie Höhe, Schwinghammerlänge und Anfangswinkel, um die Fähigkeit des Helms, Kollisionsenergie unter verschiedenen möglichen Kollisionsbedingungen zu absorbieren, umfassend zu untersuchen.
Sensordatenerfassung und -analyse
Um während des gesamten Kollisionsprozesses wichtige Daten über die Aufnahmeenergieleistung des Helms zu erfassen, ist die Testmaschine mit einem fortschrittlichen Sensordatenerfassungs- und Analysesystem ausgestattet. Das System ist wie das „Nervensystem“ einer Testmaschine in der Lage, physikalische Veränderungen in Echtzeit und genau zu erkennen und zu dokumentieren.
Der Beschleunigungssensor ist eines der Kernbauteile. Bei der Kollisionsprüfung mit einachsigem Beschleunigungssensor wird die Beschleunigung in Echtzeit gemessen, die sofort an den Kopftyp übertragen wird, indem der Kopftyp mit einem einachsigen Beschleunigungssensor ausgestattet ist. In der Kollisionsprüfmethode des Drei-Achs-Beschleunigungssensors (Arbitrationsmethode) erfasst der Drei-Achs-Beschleunigungssensor die Beschleunigungsänderungen des Kopftyps in den drei Richtungen X, Y und Z. Diese Sensoren ermöglichen die genaue Messung von Beschleunigungsspitzen in extrem kurzer Zeit sowie der Wirkzeit, wenn Beschleunigungen bestimmte Schwellenwerte überschreiten (z. B. 150 g, 200 g). Durch die Analyse dieser Daten kann man intuitiv verstehen, wie sich der Helm bei einem Kollision auf die Schlagkraft verlangsamt. Zum Beispiel nach GB 811-2022 Standard, Klasse A Helm Beschleunigung Spitze nicht größer als 300 g, Beschleunigung größer als 150 g hat eine entsprechende Einschränkung der Wirkzeit, können die Daten, die durch den Sensor erfasst werden, direkt mit dem Standard verglichen werden, um zu beurteilen, ob der Helm die Norm erfüllt.
Neben Beschleunigungssensoren können Testmaschinen auch mit anderen Geräten wie Verschiebungssensoren ausgestattet sein, um die Deformationsmenge des Helms bei einem Kollisionsprozess zu messen. Durch die Analyse der Verformungsmenge können Sie mehr über die Puffereigenschaften und die Strukturstabilität des Helmmaterials erfahren. Die Daten, die diese Sensoren erfassen, werden von den Signalverstärkern verarbeitet, an die Datenerfassungskarte übertragen und schließlich vom Computer gespeichert, analysiert und verarbeitet. Die Computersoftware zeichnet detaillierte Beschleunigungen - Zeitkurven, Verformungen - Zeitkurven usw. ab und bietet Forschern und Prüfern eine intuitive, umfassende Datenreferenz, um die Leistung des Helms bei der Aufnahme von Kollisionsenergie zu beurteilen.
Durch die Simulation realer Kollisionsszenarien, die Simulation der Energieübertragung auf der Grundlage der Impaktdynamik und den Einsatz fortschrittlicher Sensordatenerfassungs- und Analysesysteme bietet die Absorptionskollisionsleistungsprüfung nach GB 811-2022 ein zuverlässiges und präzises Prüfmittel, das eine entscheidende Unterstützungsrolle bei der Sicherheit von Motorrädern und Elektrorädern spielt.