توانمندی­های تخصصی آزمایشگاه

تست ارابه

الف - عنوان دستگاه:

مدل آزمایشگاهی برخورد ارابه برای بررسی شتاب وارده به شاسی و سرنشین

ب- مجری:

مهرآذین انواری، شبنم رحیم نژاد زیر نظر دکتر جواد مرزبان راد

ج - توضیح:

تصادف یکی از عمده عوامل مرگ و میر و نقص عضو در جهان می باشد. با وجود اینکه ایران یک درصد از جمعیت جهان را  در خود جای داده است اما بیش از یک چهلم حوادث ترافیکی جهان در این کشور رخ می دهد.

به منظور تخمین آسیب های وارده بر خودرو و سرنشینان آن در هنگام تصادف؛ شناخت شکل، مقدار و مشخصات پالس تصادف الزامی است. بهترین روش برای بررسی این پالس تصادف، استفاده از تست تصادف واقعی است که در آن خودروی واقعی تحت شرایط معین و مطابق با استانداردهای موجود با یک مانع برخورد می کند. این روش، روشی بسیار پرهزینه است زیرا نیاز به امکانات و آزمایشگاه هایی با تجهیزات پیشرفته دارد.  شرکت های خودرو سازی نیازمند روش هایی واقعی و غیر مخرب و در عین حال ارزان قیمت برای بررسی پالس تصادف و آسیب های احتمالی وارد بر سرنشین در نتیجه ی تصادف می باشند.  درروش تست تصادف ارابه ای قسمتی از یک خودرو به همراه اجزای داخلی چون صندلی، کمربند ایمنی، فرمان خودرو و کیسه ی هوا همراه آدمک هایی که مدلی از  انسان می باشند بر روی یک ارابه قرار می گیرند. سپس این ارابه تحت تاثیر یک پالس شتاب کاهنده مانند آنچه در تصادف رخ می دهد، قرار می گیرد. هزینه ی این روش گرچه نسبت به روش تست تصادف واقعی کم تر است اما هزینه های استفاده از این روش همچنان بالا است. درضمن برای استفاده از این روش ما همچنان به امکانات آزمایشگاهی پیشرفته ای نیازمندیم. روش سوم برای بررسی یک تصادف، استفاده از مدل های ریاضی و برنامه های کامپیوتری می باشد. با وجود پیشرفت برنامه های کامپیوتری و امکانات سخت افزاری کامپیوترها، برای صحه گذاری بر نتایج این روش، کاربر همچنان نیازمند این است که نتایج حاصل از مدلسازی با  این روش را با داده های واقعی تطبیق دهد.

طراحی خودرو پروسه ای زمان بر است. در مرحله ی طراحی مفهومی، طرح های پیشنهادی به سرعت تغییر می کند و طراح نیازمند تصمیم گیری سریع در مورد کارایی طرح های پیشنهادی می باشد. طراح می بایست نتیجه ی حاصل از اصلاحات طرح خود را مورد ارزیابی قرار دهد. استفاده از تست تصادف واقعی و یا تست تصادف ارابه ای در این مرحله به هیچ وجه مقرون به صرفه نمی باشد و مدلسازی های کامپیوتری هم  بسیار زمان بر است. آن چه که طراح در این مرحله از طراحی احتیاج دارد مدل ساده ای است که با استفاده از آن بتواند تاثیر پارامترهایی را که در طراحی می بایست مد نظر قرار گیرد به سرعت مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد. مدل ساده ای که به طراح کمک کند تا بتواند مجموعه ی رویداد هایی را که در تصادف برای خودرو و سرنشین رخ می دهد درک نماید.

وقتی تصادف اتفاق می افتد مجموعه ای از تغییرات الاستیک و پلاستیک رخ می دهد. در روش مدلسازی ریاضی جرم و فنر، مجموعه ی تغییراتی که در هنگام تصادف اتفاق می افتد با مجموعه ای از جرم ، فنر و دمپرها، مدل سازی می شوند. با بهره گیری از روش فوق، در دستگاه پیشنهادی، خودرو سرنشین و سیستم ایمنی با مجموعه ای از جرم و فنر شبیه سازی شد. تست های انجام شده به وسیله ی این دستگاه تست هایی غیر مخرب می باشند. بدین ترتیب تست ها و نتایج حاصل از آزمایش با این دستگاه قابلیت تکرار دارند. با این وسیله می توان به بررسی تاثیر پارامترهایی چون سرعت اولیه، سختی سیستم ایمنی، توزیع وزن شاسی، وزن سرنشین، استفاده از جاذب های انرژی بر شتاب وارد بر شاسی و سرنشین در هنگام ضربه پرداخت.

                                                                                                  شکل 1- یک مدل ساده سرنشین- خودرو

  دستگاه معرفی شده،  دستگاهی است که برای طراحی آن از مدل تست ارابه ای و مدل ریاضی جرم و فنر استفاده شده است. اجزای اصلی دستگاه به منظور انجام آزمایش عبارت اند از: 1- ارابه  2-ریل های هادی3- سطح شیب دار4- مانع

در مراحل مختلف انجام تست ارابه، حرکت خود را از بالای سطح شیبدار آغاز می نماید و در نهایت با مانع برخورد می کند. هنگام برخورد ارابه با مانع شتاب سنج های قرار گرفته روی شاسی و سرنشین، شتاب وارده را اندازه می گیرند. برای تامین سرعت های اولیه ی مناسب در این طرح از یک سطح شیبدار استفاده شده است. سطح شیبدار به گونه ای طراحی شد که زاویه ی اولیه ی آن با راستای افق قابل تغییر باشد بدین ترتیب زاویه های مختلف سطح شیبدار برای ما سرعت های اولیه ی مختلفی را تامین می کنند. برای این که شاسی در تمام طول مسیر در راستای مورد نظر حرکت نماید از ریل های هادی استفاده شده است.

شکل 2-  شمای ریل های هادی، مانع و سطح شیبدار

شکل 3- اجزای اصلی دستگاه

الف - عنوان دستگاه:

اندازه گیری تست برخورد قطعه

ب- مجری:

احمد کشاورزی زیر نظر دکتر جواد مرزبان راد

ج - توضیح:

ج-1 مکانیزم دستگاه

مکانیزم دستگاه ساخته شده در این مرکز تحقیقاتی نشان داده شده است. از یک موتور 250 سی‌سی چهار زمانه هوندا به عنوان منبع انرژی سیستم استفاده شده است، یک ارابه به وزن 150 کیلوگرم با کابل فولادی به محور موتور متصل شده است، امکان افزایش وزن تا حدود 300 کیلوگرم بر روی ارابه وجود دارد. در صورت نیاز به افزایش وزن بیش‌تر از 300 کیلوگرم بر روی ارابه لازم است که نوع بلبرینگ‌های بکارگرفته شده تغییر یابد تا توان تحمل بار محوری اضافه شده را داشته باشد. اربابه بعد از قرار گرفتن بر روی 6 بلبرینگ بر روی ریل سوار می‌شود، از پروفیل U شکل به عنوان ریل استفاده شده است، قبل از نصب ریل‌ها عملیات ماشین کاری و سنگ‌زنی به منظور کاهش اصطکاک و همچنین افزایش همراستایی آن‌ها انجام گرفته است. در انتهای ریل یک قطعه سندان (شکل1) وجود دارد که از پروفیل H استفاده شده است، و این قطعه با شش رول‌بولت بر روی زمین ثابت شده است.

شکل 1: شماتیک دستگاه آزمون

شکل 2: موتور تک سیلندر 250 سی‌سی هوندا

شکل 4: رابط نرم‌افزاری طراحی شده

ج-2 اندازه‌گیری

دو کمیت نیرو و جابجایی در حین ضربه به منظور بررسی عملکرد یک جاذب انرزی لازم می‌باشد. معمولا از استرین‌گیج یا ترانسدیوسر نیروسنج برای محاسبه میزان نیرو در هنگام اعمال نیرو استفاده می‌شود.

شکل 5: شماتیک اجزای اندازه‌گیری

در این دستگاه از یک ترانسدیوسر نیرو و شتاب به منظور محاسبه نیروی وارده به قطعه مورد آزمایش استفاده شده است. ترانسدیوسر نیرو بین قطعه مورد آزمون و سندان قرار می‌گیرد و سنسور شتاب‌سنج بر روی ارابه‌ دستگاه نصب می‌شود. به منظور محاسبه سرعت ضربه و میزان له شدن لحظه‌ای قطعه در هنگام آزمون از یک سنسور جابجایی استفاده شده است.

سنسورها پس از ضربه اطلاعات را به یک مجموعه برد کنترلی و داده‌برداری منتقل می‌کنند، پس از انتقال داده به این برد مجموعه اطلاعات ذخیره شده درون برد با شبکه LAN یا UDB به رایانه پردازش گر منتقل می‌شود، مجموعه سیستم‌های اندازه‌گیری و چگونگی ارتباط آن‌ها در شکل5 و شکل6 آورده شده است.

ج-3 تنظیم سرعت اولیه حرکت چکش

از یک موتور احتراقی هوندا به عنوان تامین کننده قدرت محرکه چکش استفاده شده است، این موتور یک موتور تک سیلندر CDI است، که دارای سنسور دور میل لنگ می باشد، این سنسور در هر دور میل لنگ یک سیگنال(Ignition Trigger Pulse) دستور برای شروع جرقه به CDI می‌فرستد، دریافت لحظه به لحظه این سیگنال بر حسب زمان دریافت، می‌توان در هر لحظه دور موتور را با دقت زیادی تعیین کند، برای تعیین دور موتور کافی است که پالس‌های ارسالی توسط سنسور دور میل لنگ و یا سیم ارتباطی بین سیستم CDI و کویل را به کارت داده جمع کن IK220 استفاده شده در این دستگاه فرستاد.

پس از دریافت اطلاعات در مورد سرعت حرکت میل لنگ و با توجه به اینکه در این موتور از سیستم کلاچ CD90 و سیستم جعبه دنده CD904SPEED استفاده شده است، با توجه به جدول می‌توان سرعت اولیه حرکت چکش را تنظیم نمود. به منظور محاسبه دقیق سرعت دقیق وینچ، در این دستگاه یک سنسور دور نیز بر روی وینچ نصب شده است، با تغییر زاویه دریچه گاز ( توسط موتر پله ای نصب شده بر روی کاربراتور) سرعت دورانی وینچ برای تمام چهار دنده این موتور محاسبه می‌شود، و به صورت یک تابع از زوایه دریچه گاز برنامه کامپیوتری تدوین شده قرار می‌گیرد.

 به دلیل وجود اصطکاک در ریل و تغییر در میزان پاشش در موتور، سرعت در طول ریل کاهش می‌یابد، به همین دلیل در نظر گرفتن این سرعت به عنوان سرعت اولیه می‌تواند دقت محاسبات را کاهش دهد، برای رفع این مشکل در این دستگاه از یک سرعت‌سنج در نزدیک سندان استفاده شده است که سرعت دقیق چکش را در فاصله 10 سانتیمتری سندان ( زمانی که موتور خاموش است) با دقت 0.01 متر بر ثانیه محاسبه می‌نماید.

شکل 6::  شماتیک کلی اجزای سیستم اندازه‌گیری

بارگذاری سازه‌های ...

· تحلیل و طراحی سازه ....

(عکس)

تسن

· طراحی سازه‌ای و سیستمی مکانیزم‌های ....

· طراحی تا ساخت ....

(عکس)

تست رهایی ارابه ...

· شبیه­سازی...

...

..

بررسی آزمون‌های آزمون استاندارد کلاه ایمنی

باوجودی که اجزای بسیاری در تأمین ایمنی راکب خودرو نقش ایفا می‌کنند و سرنشین خودرو با لوازم متعددی مانند کمربند ایمنی،کیسه هوا، متعلقات داخلی و حتی بدنه خودرو محافظت می‌شود.،کلاه ایمنی برای یک موتورسیکلت‌سوار مهم‌ترین نقش را در تأمین ایمنی راننده به عهده دارد؛ بنابراین لازم است تا به این مهم‌ترین عامل تأمین ایمنی موتورسوار توجه ویژه‌ای شود. این مقاله با هدف تعریف یک کلاه ایمنی استاندارد و بررسی استاندارد ایران در سنجش کارایی کلاه ایمنی نگارش یافته است. برای این منظور ابتدا اجزا و متعلقات کلی یک کلاه ایمنی، انواع کلاه‌های ایمنی موتورسیکلت، ویژگی‌های عمومی یک کلاه ایمنی استاندارد معرفی‌شده و در وهله‌ی بعد مقایسه‌ای بر استاندارد ایران و سایر استانداردهای رایج در زمینه‌ی کلاه ایمنی انجام شده است. با وجودی که در استاندارد ایران آزمون‌هایی مانند آزمون جذب ضربه و مقاومت در برابر سوراخ شدن تعبیه گشته است؛ با این حال تعریف دو رویه‌ی کاری برای آزمون جذب ضربه از کارایی این آزمون کاسته و به‌رغم این‌که آسیب‌‌های پیچشی بخش قابل‌ملاحظه‌ای از آسیب‌‌های وارد به سر تصادفات موتورسیکلت را تشکیل می‌دهند، آزمون‌های مرتبط با آسیب‌های پیچشی در استاندارد ایران گنجانده نشده است. همچنین باوجودی که کشور ایران در ناحیه‌ی گرمسیری کره‌ی زمین قرار دارد، آزمون‌های برودتی در آن تعبیه نشده است و بنابراین بازنگیری بر استاندارد موجود امری لازم و اجتناب‌ناپذیر است.