B.2. Các quy định kỹ thuật đối với người nộm nhân trắc học lái mô tô trong thử nghiệm va chạm
B.2.12. Xương chậu ngồi/đứng (xem 4.5.3)
Phần hệ thống thu dữ liệu nội bộ được mô tả trong TCVN 7973-4 (ISO 13232-4) có thể thu được ở
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn
bị vặn đi.
Trừ trường hợp đối với dấu vạch trên ống lót khuỷu tay và việc sử dụng bàn tay người nộm lái mô tô có thể nắm vào được, còn cánh tay của người lái mô tô giống với Hlll. Việc quy định các đặc tính kỹ thuật về khối lượng cánh tay cho Hlll sẽ loại bỏ được sự khác nhau giữa các người nộm thử.
Hình B.5 - Vùng đáp ứng của cơ thể người và mô men tĩnh của xương thắt lưng sửa đổi đối
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn
Việc quy định khối lượng cho bộ phận này sẽ loại bỏ được những khác nhau giữa các người nộm thử.
Khối lượng 4,89 kg là dựa vào thiết kế thực tế có sẵn.
B.2.15.1. Xương đùi dễ gẫy và giá lắp đặt (xem 4.8.1)
Xương đùi dễ gẫy có độ cứng và chiều dài như xương của người là cần thiết để độ lớn lực va chạm đến khi gãy (độ chính xác sinh học) giống như xương của con người; vết gãy giống như vết gãy ở xương người; và sự kiểm soát liên tục đối với vết gãy theo chiều dài và quanh chu vi của xương. Hơn nữa, xương có thể lặp lại đầy đủ và có thể so sánh được với các đặc tính kỹ thuật, hình học và khối lượng của người nộm va chạm. Khả năng đo, điện tử hóa, tải trọng ở các điểm quan trọng cần phải có, chứ không phải theo nghĩa là biểu thị là có tổn thương (các cảm biến điện tử là chưa đủ, như thảo luận dưới đây), mà với ý nghĩa là dấu vết để tìm ra nguồn gốc bị gãy.
Vì lý do này, xương chân dễ gẫy được sử dụng trong các nghiên cứu về đi bộ và về mô tô trước đây và hiện nay (Uto, 1975; Nyquist, et al., 1985; Tadokoro, et al., 1985; Miyazaki, et al., 1989; Sakamoto, 1989; St. Laurent, et al., 1989a; Newman, et al., 1991; Rogers, 1991a; Gibson, et al., 1992; Mayer và Hochgeschwender, 1993). Có những sự khác nhau trong tổ hợp vật liệu và trục của xương mà ở đó người ra mô phỏng độ cứng và độ bền của xương. Những xương được nói đến trong TCVN 7973 (ISO 13232) là xương làm bằng composite được mô tả bởi St. Laurent, Newman, Rogers, và Gibson, được trích dẫn ở trên.
Xương chân của người nộm dùng để thử va chạm xe ô tô là xương cứng và không dễ gẫy (tức là xương làm bằng kim loại được sử dụng trong người nộm Hybrid III). Loại xương này không phù hợp với nghiên cứu va chạm của xe mô tô vì:
- Xương được thiết kế cho mục đích và môi trường va chạm khác nhau. Cụ thể là, xương chân Hybrid III sử dụng cho va chạm phía trước, thông thường là va chạm ở đầu gối, ngược với hướng đệm hoặc hướng liên quan đến sự biến dạng trong xe ô tô, với người nộm thường được neo giữ bằng đai an toàn quanh thân người. Chân người lái mô tô có thể phải chịu đựng những va chạm phức tạp từ phía trước và từ bên cạnh vào đầu gối, cẳng chân và đùi; vật va chạm thường là vật cứng; và người lái xe thường không được neo giữ.
- Va chạm vào giữa xương cẳng chân của Hybrid III bằng một vật va chạm cứng gây nên lực gây biến dạng lớn (khuếch đại), so với những kết quả ghi lại được ở xương cẳng chân của các tử thi hay thiết kế cẳng chân dễ gẫy thực tế (xem Hình B.6 đến Hình B.10). Sự tương tác cứng/cứng này có thể gây ra lực va chạm lớn hơn trên 100 % so với lực có khả năng bẻ gãy, flesh
- Thực tế, xương chân bằng kim loại không gãy có thể bị biến dạng, trong một số trường hợp, chuyển động của người nộm so với chuyển động với các xương chân người nộm hoặc xương chân người dễ gẫy. Sự biến dạng này được đo bởi Tadokoro (1987) và Miyazaki, et al., (1989). Sự cố khác được mô tả trong Hình B.11 đến Hình B.16, đó là mô phỏng bằng máy tính ba chiều Articulate Total Body (ATB) về một va chạm vào đầu gối người lái xe với góc phía trước của xe ô tô, có và không có xương đùi và xương ống chân, như quy định trong 4.8.1 và 4.11.1, với tất cả các thông số khác vẫn giữ nguyên. Có thể thấy, có sự khác nhau lớn trong đường đi của đầu, vai, hông, đầu gối và mắt cá chân khi có sử dụng xương dễ gẫy với khi không sử dụng xương dễ gẫy. Sự khác nhau lớn trong đường đi được kiểm tra bằng các kết quả về đường đi của xương chậu thử thực tế thể hiện trên Hình B.17, đối với va chạm phía trước song song với chân Hybrid III và với xương chân dễ gẫy ghép lại, quy định ở 4.8.1 và 4.11.1.
- Theo dõi lực bằng cảm biến chỉ đo được các lực ở một vị trí cảm biến cụ thể, mà không theo dõi được ở vị trí khác cạnh chỗ gãy. Điều này có thể thích hợp với việc theo dõi va chạm phía trước đầu gối ở ô tô; mà không thích hợp với các va chạm và hướng va chạm phức tạp trong phép thử va chạm mô tô. Phương pháp này có thể gây ra sự đánh giá không đúng mức về khả năng gãy trong nhiều trường hợp. Một thí dụ đó là va chạm 3 điểm với phần cẳng chân, như mô tả trên Hình B.18. Cẳng chân được tựa sát vào cảm biến tải ở ống chân trên và dưới, khi khối lượng 50 kg va chạm vào giữa ống chân. Một thí dụ thực tế là va chạm với thanh đỡ va (bumper) của xe ô tô, khi đầu gối tựa vào cạnh thùng nhiên liệu và mắt cá chân tựa vào lốc động cơ. Tải cảm biến được thể hiện rằng mô men uốn tác dụng vào xương là nhỏ hoặc không có, trong khi đó trên thực tế, tải này đủ để làm gãy xương chân người hoặc xương dễ gẫy của người nộm. Kết quả này đánh giá về mô men uốn và do đó đánh
Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn
0,001 s. Hình B.20 biểu diễn vùng đáp ứng theo thời gian của cả 9 mẫu và của 6 mẫu yếu nhất (sau khi hiệu chỉnh đối với sự thay đổi chiều dài tựa). Đồng thời nó biểu diễn biểu đồ lịch trình theo thời gian của lực va chạm đối với 2 xương ống chân ghép lại. Biểu đồ này thể hiện:
- khả năng tái sản xuất cao;
- dạng sóng tương tự như đường bao đối với dữ liệu về tử thi, và nó nằm giữa các mẫu yếu và mạnh (gần các mẫu mạnh hơn). Đây không phải là sự ngoài ý muốn so với mục tiêu thiết kế, như ghi chú dưới đây, nó là các đặc tính của các tử thi là nam giới trẻ được Yamada (1970) mô tả.
Mẫu được thông qua khác được mô tả trên Hình B.21, đó là phép thử va chạm 2 điểm với phần cẳng chân của tử thi mới chết, và phần cẳng chân của xương người nộm phức hợp hoàn toàn mới. Mặt khác, đường cong lịch trình theo thời gian (dạng sóng) là tương tự nhau; và các lực của xương phức hợp cao hơn các lực đối với xác ướp mẫu tử thi xấp xỉ 60 tuổi.
Kết luận của các vấn đề trên là xương chân dễ gẫy có độ cứng và độ bền giống với xương người phù hợp để sử dụng cho các nghiên cứu va chạm xe mô tô; và xương chân cứng Hybrid III tiêu chuẩn không phù hợp để nghiên cứu va chạm mô tô.
Việc lắp đặt xương đùi dễ gẫy và đặc tính kỹ thuật về khối lượng của nó tạo ra sự tương thích với việc giữ các linh kiện của chân Hybrid III.
Thử nghiệm tính năng tĩnh và động lực học được quy định để phục vụ mục đích chứng nhận và kiểm soát chất lượng thiết kế xương chân (mô tả trong Điều 6). Theo quy trình này, các phép thử động lực học trong phòng thí nghiệm đưa ra các điều kiện thích đáng nhất cho việc sử dụng xương chân, cho đến khi các phép đo tĩnh thuận tiện hơn được thực hiện.
Các đặc tính kỹ thuật quy định đối với xương đùi là uốn, xoắn, và các đặc tính kỹ thuật dọc trục, đây là các kiểu tải đã thu được trong các phép thử va chạm mô tô trước đây và trong các nghiên cứu lâm sàng về mô tô. Các đặc tính tĩnh và động lực học đối với một thiết kế xương chân thực tế hiện này nằm trong đặc tính kỹ thuật của nó cùng với dữ liệu kỹ thuật sinh học được công bố, như quy định dưới đây. Các giá trị quy định được cung cấp dưới dạng tài liệu tham khảo để tiêu chuẩn hóa hoạt động của các linh kiện của người nộm để có thể đạt được các giá trị đó trong một thiết kế thực tế.
Thiết kế thực tế dựa vào dữ liệu kỹ thuật sinh học công bố (và kết quả đạt được với sai lệch vài phần trăm).
Dữ liệu kỹ thuật sinh học đối với độ cứng và độ bền dựa vào dữ liệu được báo cáo bởi Yamada (1970), được đo bởi Motoshima (1960). Sự biến dạng uốn tĩnh dựa vào các phép đo tĩnh ở các mẫu là các tử thi nam giới trẻ. Độ bền uốn động lực học của đùi cũng dựa vào các phép đo tĩnh của Motoshima trên các mẫu tử thi nam giới trẻ nhân với hệ số 1,4 để tính toán độ cứng động lực học. Hệ số 1,4 là dựa vào tài liệu quan sát của St. Laurent, et al., (1989) trong đó bao gồm dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có của MCEIhaney (1966) và các tài liệu khác. Sự biến dạng xoắn tĩnh dựa vào tài liệu của Martens, et al., (1980). Độ bền xoắn động lực học dựa vào các phép đo tĩnh của Motoshima trên các mẫu tử thi nam giới trẻ nhân với hệ số 1,4 để tính độ cứng động lực học.
Đối với tải hướng trục, các đặc tính về độ cứng và độ bền của cẳng chân phụ thuộc nhiều vào các đặc tính uốn, do sự ảnh hưởng của độ lệch tâm trong các khớp hông của người và người nộm. Độ bền tĩnh dọc trục lớn nhất được quy định để duy trì độ chắc chắn đối với dữ liệu kỹ thuật sinh học sẵn có và để đảm bảo tính tương tự đối với thiết kế xương chân thực tế.