Nghiên cứu thiết kế kết cấu không gian an toàn cho xe máy

Nghiên cứu này đề xuất phương án thiết kế kết cấu không gian an toàn cho xe máy, cụ thể là đề cập đến kết cấu khung thân xe máy và lớp bảo vệ bên trong có thể hấp thu xung lực khi va chạm là vật liệu EPS (vật liệu như lớp lót bên trong mũ bảo hiểm xe máy) ghế ngồi có lưng tựa và dây đai an toàn hình chữ X như thiết kế xe đua) thiết kế ra với mục đích bảo vệ người ngồi trên xe không bị văng ra khỏi xe khi xe bị mất điều khiển do va chạm với các loại phương tiện khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế kết cấu không gian an toàn cho xe máy NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KẾT CẤU KHÔNG GIAN AN TOÀN CHO XE MÁY Trần Lương Thụy 1 1. Viện Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Thủ Dầu Một, email: tranluongthuy@tdmu.edu.vnTÓM TẮT Nghiên cứu này đề xuất phương án thiết kế kết cấu không gian an toàn cho xe máy, cụthể là đề cập đến kết cấu khung thân xe máy và lớp bảo vệ bên trong có thể hấp thu xung lựckhi va chạm là vật liệu EPS (vật liệu như lớp lót bên trong mũ bảo hiểm xe máy) ghế ngồi cólưng tựa và dây đai an toàn hình chữ X như thiết kế xe đua) thiết kế ra với mục đích bảo vệngười ngồi trên xe không bị văng ra khỏi xe khi xe bị mất điều khiển do va chạm với các loạiphương tiện khác, kết cấu thân xe cũng được thiết kế để người trên xe máy tránh bị cuốn vàogầm xe lớn như xe tải, ô tô,..nên người lái xe máy theo thiết kế này khi xe máy giả định tìnhhuống gặp phải va chạm với ô tô nên xe máy ngã đổ xuống mặt đường người lái bên trong xelúc đó luôn được bảo vệ trong khung an toàn và bánh xe ô tô không thể cán lên khung xe máynày mà chỉ làm biến dạng đàn hồi (trong trường hợp khung làm bằng vật liệu phi kim loại )hoặc biến dạng một phần (trong trường hợp khung làm bằng vật liệu kim loại ) nên có xu hướngđủn xe máy khi xe máy bị ô tô quệt phải hoặc va chạm khiến xe máy văng ra nên người điềukhiển xe máy theo thiết kế có thể tránh được biến dạng dưới bánh xe ô tô mà từ đó giúp bảo vệngười lái xe máy không bị thương vong. Từ khóa: Lịch sử phát triển xe máy, kết cấu khung xe máy, kết cấu khung ô tô, tai nạn xe máy, luật giao thông đường bộ.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tác giả đã chứng kiến rất nhiều vụ tai nạn giao thông của xe máy và thường xuyên theo dõicác bản tin về tai nạn giao thông tại Việt Nam và trên thế giới, người điều khiển xe máy tham giagiao thông bị tai nạn đa số là bị mất lái do nhiều nguyên nhân như: bị xe khác va chạm hay quệtvào... khiến người và xe ngã xuống đường và xe khác như xe tải, xe container hay xe ô tô lớnkhác không tránh kịp cán qua người, hoặc khi xe máy dừng tại đèn đỏ xe lớn phía sau mất điềukhiển lao tới cán qua người. Có quá nhiều tai nạn giống như vậy đã, đang và còn sẽ diễn ra, ví dụnhư vụ tai nạn cả nhà ba người gồm hai vợ chồng trẻ và con nhỏ tại Bình Dương, có các em sinhviên đang trên đường đi đến trường, hoặc đang trên đường đi thi, chồng ngồi ôm thi thể vợ mìnhkhóc thảm thiết do tai nạn giao thông ... Trên lãnh thổ nước Việt Nam và các nước khác đã từngxảy ra loại tai nạn này rất nhiều và thường xuyên lặp lại hàng ngày, hàng tháng và hàng năm nhưmột tai nạn thường trực có thể xảy ra với bất cứ ai điều khiển loại xe này. Các loại xe máy hiện nay được thiết kế ra và sử dụng có dạng hình yên ngựa, được bố trí1 hoặc 2 chỗ ngồi, người ngồi trên xe bao gồm người điều khiển xe máy và người ngồi phíasau. Các loại xe máy này thường có kết cấu 2 bánh xe, khi xe di chuyển sẽ tạo ra lực quán tínhgiữ xe không bị đổ xuống. Các xe này được thiết kế ra với mục đích giúp người ngồi trên xe dichuyển từ nơi này đến nơi khác, khi xảy ra sự cố va chạm với xe khác hay người lái mất điềukhiển xe thì xe không còn di chuyển đúng phương hướng mà đổ ngang xuống mặt đường, từ đó 656người lái có thể bị thương hoặc văng ra không may bị các phương tiện khác lao tới mà khôngkịp xử lý từ đó gây thương vong cho người ngồi trên xe máy.2. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU Trong tự nhiên có một số động vật có khả năng biến đổi hình dạng cơ thể khi nhận thấynguy hiểm cho bản than Hình A: Loài Tatu có thể lăn cuộn tròn mình khi gặp tình huống nguy hiểm Hình B: Loài cá có thể tự thổi phồng cơ thể đầy hơi và biến thành hình cầu khi gặp tình huống nguy hiểm Hình C: Môn thể thao đá banh bằng xe ô tô 657 Theo Lý thuyết ô tô [2]: Bánh xe có bán kính R không thể vượt qua vật cản có độ caoH>R lúc đó bánh xe không thể lăn qua vật có kích thước đủ lớn và hình dạng trơn trượt chẳnghạn như trái bóng hay khối cầu lớn.3. BẢN CHẤT KỸ THUẬT CỦA THIẾT KẾ / GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Vì thế, mong muốn là chế tạo được khung thân thiết kế đặc biệt gắn liền hoặc tách rờitrên xe máy nhằm mục đích bảo vệ người điều khiển xe máy khi xảy ra va chạm hay mất điềukhiển không bị va chạm với mặt đường hoặc bị các xe khác như xe tải, ô tô cuốn vào gầm hayngười bị bánh xe cán lên từ đó tránh bị thương vong. Để đạt được mục đích là khắc phục nhược điểm như mô tả trong tình trạng kỹ thuật xemáy nêu trên, thiết kế đề xuất kết cấu thân xe máy, trong đó xe máy bao gồm: khung chính códạng một phần khung lồng hình cầu (hình 1, hình 2, hình 3, hình 4) khi xe chưa kích hoạt hệthống an toàn bảo vệ tối đa, mục đích là để xe nhỏ gọn hơn khi di chuyển và kết cấu một phầnhình cầu này có thể được bổ sung bằng kết cấu 2 cánh cửa bên trái và phải, Khi xảy ra va chạm2 khung cửa bên sẽ mở hay bung ra hoặc xoay 1 góc so với khung lồng thứ nhất qua đó để toànbộ xe máy biến đổi và tạo thành một hình cầu hoàn chỉnh (hình 5, hình 6, hình 7, hình 8, hình9) lúc này các bánh xe cũng có thể thay đổi vị trí và co hoặc gập vào bên trong (hình 5). Khối cầu, hình cầu được biết là một kết cấu có thể lăn tròn hoặc trượt đi khi có một lựctác động, giả định trong tình huống xảy ra va chạm giữa ô tô và xe máy theo thiết kế này, dokhông thể cán lên xe máy dạng khối cầu này mà chỉ đủn xe máy đi mà không thể cán lên khốicầu nên tác giả gọi là không gian an toàn cho xe máy. Hơn nữa khi bánh xe ô tô gây tai nạn choxe máy nếu như tiếp xúc với khối cầu thì không thể cán lên do chiều cao của khung hình cầu H(hình 9) của xe máy lớn hơn chiều cao mà bánh xe tiếp xúc h [2] (theo bộ môn lý thuyết ô tô-chương động lực học bánh xe), hay chiều cao thông qua của bánh xe h (không đủ ...