Bài viết tập trung vào việc khảo sát các vụ tai nạn ô tô tải trên 10 tấn với các xe cở nhỏ ở phía sau. Khảo sát các nghiên cứu trên thế giới về hệ thống cản trước và cản sau của các dòng xe du lịch, sử dụng phần mềm catia để thiết kế cản sau, công cụ chia lưới Altair Hyper và mô phỏng bằng phần mềm LS-Dyna. Mời các bạn cùng tham khảo!
KHẢO SÁT THIỆT HẠI TAI NẠN Ô TÔ DO VA CHẠM TỪ PHÍA SAU XE TẢI VÀ CÁC BIỆN PHÁP CẢI TIẾN NÂNG CAO AN TOÀN Nguyễn Phụ Thƣợng Lƣu1, Trần Thế Anh2 Ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô, Trƣờng Đại học Công nghệ TP.HCM Khoa Cơ khí Động Lực, Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Email: *npt.luu@hutech.edu.vn, **trantheanhxl@gmail.com TÓM TẮT Bài viết tập trung vào việc khảo sát vụ tai nạn ô tô tải 10 với xe cở nhỏ phía sau Khảo sát nghiên cứu giới hệ thống cản trƣớc cản sau dòng xe du lịch, sử dụng phần mềm catia để thiết kế cản sau, công cụ chia lƣới Altair Hyper mô phần mềm LS-Dyna Các số liệu từ việc phân tích phân tích đƣợc va chạm với tốc độ khác nhau, vật liệu khác độ dày khác Từ việc phân tích rút kết biến dạng cản sau, kiểu hấp thụ lƣợng cản sau để lựa chọn vật liệu thiết kế tối ƣu trƣớc thử nghiệm Từ khóa: Va chạm, ls-dyna, hypermesh, cản tơ, tai nạn ô tô GIỚI THIỆU Trong năm gần đây, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh nhu cầu đời sống ngƣời dân đƣợc nâng cao Kéo theo ngành công nghiệp ô tô phát triển mạnh Đặc biệt ô tô phục vụ cho nghành kinh doanh vận tải hàng hố tơ cá nhân Các xe ô tô tải bán thị trƣờng nhiều, theo báo cáo hiệp hội nhà sản xuất ô tô Việt Nam ( VAMA) thị trƣờng Việt Nam tiêu thụ 288.683 ô tô loại [ ], Theo số liệu thống kê từ Hiệp hội Các nhà sản xuất xe máy Việt Nam (VAMM), năm 2018 nhà sản xuất xe máy bán đƣợc 3.386.097 xe [2] Theo thống kê, tốc độ tăng trƣởng lƣợng xe ô tô Việt Nam 16%, đó, tốc độ phát triển hạ tầng giao thơng 0,25% [3] Từ thấy hệ thống giao thơng đƣờng ngày đông đúc, kéo theo vụ tai nạn dể xảy Theo thống kê tồn quốc năm 2018 xảy 18.700 vụ làm 8.200 ngƣời chết khoảng 14.800 ngƣời bị thƣơng [4] Trong vụ tai nạn giao thơng va chạm xe máy xe tải, ô tô xe tải đa số dẫn đến tử vong Điển hình vụ tai nạn giao thơng ngày 03/03 Thái Bình [5], tai nạn xe máy xe tải ngày 10/06 TP.HCM [6], tai nạn ngày 11/01 Bến Tre [7] Vụ tai nạn 18/01/2017 Hà Nội [8] Tai nạn ngày 18/11 tai Hà Nội [9] Từ số liệu thống kê vụ tai nạn chết ngƣời nhiều, gây bao mát đau thƣơng cho nhiều gia đình, gây hệ luỵ cho xã hội Trong vụ tai nạn va chạm phía sau xe tải hầu hết gây chết ngƣời Nguyên nhân xe tải lớn khơng gắn cản sau có gắn cản sau nhƣng khơng đảm bảo an tồn Theo thực tế khảo sát khu vực quốc lộ 1A khu vực quận 12 100 tơ tải 10 có khoản 70 xe khơng có gắn cản sau gắn cản sau không theo quy định cục đăng kiểm Việt Nam Dƣới số hình ảnh tai nạn giao thơng xe tải tham gia giao thơng 1416 Hình 1.1: Tai nạn xe máy chui gầm xe tải (xe tải không gắn cản sau) Hình 1.2: Tai nạn xe máy chui gầm xe tải (xe tải có gắn cản sau nhƣng khơng đảm bảo an tồn) Hình 1.3: Tai nạn xe tơ chui gầm xe tải (xe tải có gắn cản sau nhƣng khơng đảm bảo an tồn) Hình 1.4 Xe tải lớn không gắn cản tham gia giao thông quốc lộ 1A 1417 Hình 1.5: xe tải có gắn cản sau nhƣng khơng đảm bảo an tồn (nếu va chạm góc bên trái bên phải tơ bị chui gầm xe) Hình 1.6: Xe tải không gắn cản sau Các nguyên nhân xe tải lớn không gắn cản gắn cản sau không đảm bảo an tồn Do cản sau thiết kế khơng đảm bảo chất lƣợng sử dụng thời gian bị hƣ hỏng xe tải lớn đuôi xe dài nên gắn cản sau thấp ảnh hƣởng đến góc thoát sau xe qua dốc cao dể bị va chạm Từ nguyên nhân trên, báo nghiên cứu ―KHẢO SÁT THIỆT HẠI TAI NẠN Ô TÔ DO VA CHẠM TỪ PHÍA SAU XE TẢI VÀ CÁC BIỆN PHÁP CẢI TIẾN NÂNG CAO AN TOÀN‖ đƣợc thực nhằm mục đích khảo sát nghiên cứu ngồi nƣớc, từ đƣa hƣớng tích cực để cải tiến cản sau cho phù hợp với thực trạng Việt Nam CƠ SỞ LÝ THUYẾT Va chạm tiếp xúc vật rắn gây nên thay đổi đặc trƣng học chúng Vận tốc điểm vật rắn thay đổi lƣợng hữu hạn thời gian nhỏ Quan hệ chuyển động xe suốt trình va chạm [10]: Giả sử cho hai xe chuyển động trục tọa độ OX v1 vận tốc xe v2 vận tốc xe p vận tốc tƣơng đối hai xe trƣớc va chạm p‘ vận tốc tƣơng đối hai xe sau va chạm Hình 2.1 Hai xe chuyển động trục tọa độ OX Khi hai xe chuyển động xảy va chạm trƣờng hợp xảy đƣợc thể bảng 2.1 1418 Bảng 2.1 Trƣờng hợp xảy va chạm tâm Trƣờng hợp : Va chạm xe xe 2, xe chuyển động xe đứng yên Khi hai xe chuyển động xảy va chạm với (va chạm tâm) xuất lƣợng, lƣợng gọi lƣợng va chạm Năng lƣợng va chạm phụ thuộc vào tốc độ va chạm, kết cấu khung xƣơng vật liệu chế tạo xe Với vận tốc khơng thay đổi lƣợng va chạm lớn kết cấu khung xƣơng vật liệu chế tạo xe tuyệt đối cứng Nhƣng thực chất trình va chạm hai xe biến dạng kết cấu vật liệu chế tạo hấp thụ khoảng lƣợng, lƣợng gọi lƣợng hấp thụ MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN Ngày nay, giới ngành ô tô phát triển mạnh, thiết bị an toàn cho ngƣời sử dụng ô tô đƣợc nghiên cứu nhiều Trong nghiên cứu thiết bị đại mang tính chất bảo bảo vệ tính mạng cho ngƣời Ch ng hạn nhƣ : túi khí bảo vệ ngƣời va chạm, hệ thống ABS để kiểm sốt hệ thống phanh , hệ thống cản bảo vệ phí trƣớc phía sau khơng ngoại lệ Hệ thống cản phía trƣớc phía sau tơ có mục đích hấp thụ lƣợng va chạm Nên việc thiết kế cản trƣớc sau đƣợc trọng Ngoài việc hấp thụ lƣợng va chạm cản trƣớc sau cịn có mục đích th m mỹ Đối với loại ô tô nhỏ cản trƣớc sau thông thƣờng đƣợc làm thép để chịu lực va chạm Cịn đối loại tơ tải nặng lắp cản trƣớc sau thấp chassis để hấp thụ lực va chạm Nên cách bố trí chiều cao, chiều rộng, cách thiết kế tính th m mỹ vấn đề đƣợc quan tâm nƣớc Anh D Ngo, Chalapati Rao, Nguyen Phuong Hoa, Damian G Hoy, Khieu Thi Quynh Trang and Peter S Hill [19], thống kê đƣợc số ngƣời tử vong tai nạn giao thông Việt Nam, Nguyên nhân trực tiếp gây tử vong đƣợc xác định cho 446 trƣờng hợp tử vong (42%) với chấn thƣơng đầu nguyên nhân phổ biến thƣơng tích giao thơng đƣờng nói chung (79%) tai nạn xe máy nói riêng (78%) Alok Kumar Khore1, Tapan Jain2, Kartikeya Tripathi3 [20], sử dụng phần mềm Finite Elements (LSDyna), công cụ chia lƣới Altair Hyper lƣới Mơ hình hóa Pro-E để mơ va chạm cản sau với xe cở nhỏ Phƣơng pháp giúp tiết kiệm chi phí trƣớc thử nghiệm sản ph m 1419 Hình 3.10: Mơ va chạm phần mềm Hình 3.11: kết mơ Min LI [21] đề cập đến vấn đề giải khiếm khuyết thiết bị bảo vệ phía sau xe tải khơng có chức rào cản hấp thụ lƣợng đệm, thiết bị bảo vệ phía sau tháo rời gắn xe tải đƣợc thiết kế sử dụng phần mềm PRO / E ANSYS / LS-DYNA mang mơ hình mô Kết cho thấy, thiết bị hấp thụ lƣợng đƣợc phân hủy lƣợng va chạm dùng lần, giảm dần lực va chạm hấp thụ lƣợng, tránh việc khoan xe vào đáy xe tải để giảm tổn thất bảo vệ va chạm Bài báo nói rỏ chức cản sau xe tải: ngăn không cho xe chui vào gầm xe, đệm hấp thụ lƣợng va chạm, thay đổi chiều cao tuỳ theo đƣờng chạy Để bảo vệ tốt hơn, độ hở đƣờng thiết bị Trạng thái thấp đƣợc xác định 300 mm Cản sau hấp thụ lƣợng lực cắt bu long Hình 3.12: thiết kế cản sau Hình 3.13: mơ phần mềm 1420 Hình 3.14: kết cản sau va chạm Từ tổng quan nghiên cứu cản sau để hạn chế va chạm nghiên cứu trƣớc thiết kế mô đến vật liệu cản, chiều cao loại xe khác phần chịu lực cản khác thiết kế cản sau tự thay đổi chiều cao chƣa nghiên cứu chƣa đề cập Do việc nghiên cứu thiết kế cản sau tự thay đổi chiều cao va chạm để chịu lực va chạm với xe cở nhỏ cần thiết KẾT LUẬN Với mục đích nghiên cứu giải toán xe tải lớn Việt Nam lắp cản sau v n đảm bảo góc sau theo quy định cục đăng kiểm Việt Nam Đảm bảo an toàn xe cở nhỏ va chạm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://xe.baogiaothong.vn/thi-truong-o-to-viet-nam-khong-tang-truong-nhu-ky-vong-d407400.html [2] https://bizlive.vn/phuong-tien/dat-doanh-so-ky-luc-33-trieu-xe-thi-truong-xe-may-viet-nam-sapbao-hoa-3493302.html [3] http://www.qdnd.vn/kinh-te/chinh-sach/gia-tang-o-to-ca-nhan-va-bai-toan-ha-tang-giao-thong504898 [4] https://vnexpress.net/thoi-su/hon-8-200-nguoi-chet-do-tai-nan-giao-thong-trong-nam-20183863087.html [5] https://www.nguoiduatin.vn/xe-may-ruc-gam-xe-tai-dang-do-ven-duong-nam-thanh-nien-chettham-a424327.html [6] https://baomoi.com/xe-may-chui-vao-gam-xe-tai-1-nguoi-nguy-kich/c/26366889.epi [7] https://plo.vn/an-ninh-trat-tu/xe-may-gam-vao-gam-o-to-tai-tren-quoc-lo-2-nguoi-trong-thuong812457.html [8] https://plo.vn/an-ninh-trat-tu/xe-may-gam-vao-gam-o-to-tai-tren-quoc-lo-2-nguoi-trong-thuong812457.html [9] https://autopro.com.vn/tai-nan-kinh-hai-xe-taxi-nat-buom-trong-gam-xe-tai20170118205657765.chn [10] P T L NGUYEN(Kookmin University), J Y LEE(Kookmin University), H J YIM(Kookmin University), S B LEE(Kookmin University), S J HEO(Kookmin University), ―Analysis of vehicle structural performance during small-overlap frontal impact‖ [11] Nguồn từ trang Web: http://www.ijat.net/publication/publication.php?subid=7&no=25226&vol=6 1421 [12] P T L NGUYEN(Kookmin University), J Y LEE(Kookmin University), H J YIM(Kookmin University), S B LEE(Kookmin University), S J HEO(Kookmin University), ―Optimal design of vehicle structure for improving small-overlap rating‖ [13] Nguồn từ trang Web: http://www.ijat.net/publication/publication.php?subid=7&no=25948&vol=6 [14] P T L NGUYEN(Kookmin University), J Y LEE(Kookmin University), H J YIM(Kookmin University), S B LEE(Kookmin University), S J HEO(Kookmin University), ―An optimisation approach to choose thickness of three members to improve IIHS small-overlap structural rating‖ [15] Nguồn từ trang Web: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/13588265.2017.1281203?journalCode=tcrs20 [16] Nguyễn Thành Tâm, Nguyễn Bá Đƣợc, Thiết kế cải tiến kết cấu xe ô tô khách thỏa mãn điều kiện an toàn va chạm trực diện, SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 18, No.K7- 2015 [17] P T L NGUYEN, J Y LEE, H J YIM), H K KIM, S B LEE and S J HEO, OPTIMAL DESIGN OF VEHICLE STRUCTURE FOR IMPROVING SMALL-OVERLAP RATING, International Journal of Automotive Technology, Vol 16, No 6, pp 959-965 (2015) [18] Hozhabr Mozafari, Shengmao Lin, Gary C.P Tsui, Linxia Gu, Controllable energy absorption of double sided corrugated tubes under axial crushing, ScienceDirect, Composites Part B 134 (2018) 9e17 Niyazi Tanlak a , Fazil O Sonmez a,⇑, Mahmut Senaltun, Shape optimization of bumper beams under high-velocity impact loads, ScienceDirect, Engineering Structures 95 (2015) 49–60 [19] T.Imthiyaz Ahameda,R.Sundarrajana,*,G.T.Prasaatha,V.Raviraja, Implementation of Magnetorheological dampers in bumpers of Automobiles for reducing impacts during accidents, ScienceDirect, Procedia Engineering 97 ( 2014 ) 1220 – 1226 [20] Eric M Ossiandera,∗, Thomas D Koepsellb, Barbara McKnightc, Will the light truck bumper height-matching standard reduce deaths in cars?, ScienceDirect, Accident Analysis and Prevention 51 (2013) 292– 300 [21] Anh D Ngo1*, Chalapati Rao2, Nguyen Phuong Hoa3, Damian G Hoy2, Khieu Thi Quynh Trang4 and Peter S Hill2, Road traffic related mortality in Vietnam: [22] Evidence for policy from a national sample mortality surveillance syste,m,public health, Ngo et al BMC Public Health 2012, 12:561 [23] Alok Kumar Khore1, Tapan Jain2, Kartikeya Tripathi3, [24] Multidisciplinary Design Study of Heavy Vechical Rupd Crashworthiness And Energy Absorption, IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN), Vol 04, Issue 01 (January 2014), ||V3|| PP 48-55 [25] Min LI, Design and Simulation Analysis of the Truck Rear Impact Energy -Absorbing Device, atlantis press, Advances in Engineering Research, volume 166, 3rd International Conference on Automation, Mechanical Control and Computational Engineering (AMCCE 2018) 1422 ... đuôi xe dài nên gắn cản sau thấp ảnh hƣởng đến góc sau xe qua dốc cao dể bị va chạm Từ nguyên nhân trên, báo nghiên cứu ―KHẢO SÁT THIỆT HẠI TAI NẠN Ô TÔ DO VA CHẠM TỪ PHÍA SAU XE TẢI VÀ CÁC BIỆN... 1.1: Tai nạn xe máy chui gầm xe tải (xe tải khơng gắn cản sau) Hình 1.2: Tai nạn xe máy chui gầm xe tải (xe tải có gắn cản sau nhƣng khơng đảm bảo an tồn) Hình 1.3: Tai nạn xe ô tô chui gầm xe tải. .. lƣợng va chạm dùng lần, giảm dần lực va chạm hấp thụ lƣợng, tránh việc khoan xe vào đáy xe tải để giảm tổn thất bảo vệ va chạm Bài báo nói rỏ chức cản sau xe tải: ngăn không cho xe chui vào gầm xe,