Tiểu luận Va chạm ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

HỌC PHẦN: ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ

ĐỀ TÀI: VA CHẠM Ô TÔ

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Đình Nam

MSSV: 1811251943 Lớp: 18DOTC3

Trần Ngọc Kiên

MSSV: 1811252205 Lớp: 18DOTC3

Nguyễn Bình Ngun

MSSV: 1811251433 Lớp: 18DOTB3

Nguyễn Hồng Chương MSSV: 1811253710 Lớp: 18DOTA2
Nguyễn Võ Văn Nhiều MSSV: 1811253719 Lớp: 18DOTA1
Nguyễn Thiên Phúc

MSSV: 1811253696 Lớp: 18DOTD3

Ngơ Hồng Linh

MSSV: 1811252116 Lớp: 18DOTC1

Tp.HCM, ngày 31 tháng 08 năm 2021


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC Ô TÔ
1. Họ và tên sinh viên (Nhóm gồm 7 SV):
(1) Nguyễn Đình Nam

MSSV: 1811251943

Lớp: 18DOTC3

(2) Trần Ngọc Kiên

MSSV: 1811252205

Lớp: 18DOTC3

(3) Nguyễn Bình Nguyên

MSSV: 1811251433

Lớp: 18DOTB3

(4) Nguyễn Hoàng Chương MSSV: 1811253710

Lớp: 18DOTA2

(5) Nguyễn Võ Văn Nhiều

MSSV: 1811253719

Lớp: 18DOTA1

(6) Nguyễn Thiên Phúc

MSSV: 1811253696

Lớp: 18DOTD3

(7) Ngơ Hồng Linh

MSSV: 1811252116

Lớp: 18DOTC1

2. Tên đề tài: va chạm ô tô
3. Nội dung nhiệm vụ:
1.

Tìm hiểu các vấn đề liên quan đến va chạm ơ tơ

2.

Tổng hợp, phân tích và viết báo cáo

3.

Bài PowerPoint nội dung trình bày

4. Kết quả tối thiểu phải có:
1) Bản thuyết minh đề tài (PDF) trình bày theo yêu cầu
2) Bài PowerPoint


Ngày giao đề tài: 12/08/2021

Ngày nộp báo cáo: 31/08/2021
TP. HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Huỳnh Quang Thảo

Nguyễn Đình Nam

Trần Ngọc Kiên

Nguyễn Bình Nguyên

Nguyễn Hồng Chương

Nguyễn Võ Văn Nhiều

Nguyễn Thiên Phúc

Ngơ Hồng Linh


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ
THỰC HIỆN TIỂU LUẬN & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN
TÊN MÔN HỌC: ĐỘNG LỰC HỌC Ơ TƠ
NGÀNH: Cơng nghệ kỹ thuật ơ tô

1. Tên đề tài: va chạm ô tô
2. Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo
3. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm 12):
(1) Nguyễn Đình Nam

MSSV: 1811251943

Lớp: 18DOTC3

(2) Trần Ngọc Kiên

MSSV: 1811252205

Lớp: 18DOTC3

(3) Nguyễn Bình Ngun

MSSV: 1811251433

Lớp: 18DOTB3

(4) Nguyễn Hồng Chương MSSV: 1811253710

Lớp: 18DOTA2

(5) Nguyễn Võ Văn Nhiều

MSSV: 1811253719

Lớp: 18DOTA1

(6) Nguyễn Thiên Phúc

MSSV: 1811253696

Lớp: 18DOTD3

(7) Ngơ Hồng Linh

MSSV: 1811252116

Lớp: 18DOTC1

Tuần

1

Ngày

Nội dung thực hiện

Tuần 01
Nhóm chia từ phần cho
Từ ngày 12
từng thành viên làm
đến ngày 18
Tường thành viên nộp lại

2

Tuần 02
Từ ngày 19
đến ngày 25

phần mình làm cho nhóm
tưởng tổng hợp và làm
bài báo cáo

Kết quả thực hiện của sinh viên
(Giảng viên hướng dẫn ghi)
Huỳnh Quang Thảo

Huỳnh Quang Thảo

Tuần

Ngày

3

Tuần 03
Từ ngày 26
đến ngày 31

Nội dung thực hiện

Kết quả thực hiện của sinh viên
(Giảng viên hướng dẫn ghi)

Nhóm hồn thiện bài bào

Huỳnh Quang Thảo

cáo và powerpoint rồi
nộp cho giảng viên

Cách tính điểm:
Điểm q trình = 0.5 x Tổng điểm tiêu chí đánh giá + 0.5 x điểm báo cáo.
Lưu ý: Tổng điểm tiêu chí đánh giá về q trình thực hiện; Điểm báo cáo bảo vệ; Điểm quá
trình (Ghi theo thang điểm 10)
Tiêu chí đánh giá về
q trình thực hiện

Họ tên sinh viên

Mã số SV

Tính
chủ
động,
tích
cực,
sáng
tạo
(tối đa
5 điểm)

Đáp ứng
mục tiêu
đề ra
(tối đa 5
điểm)

Tổng điểm
tiêu chí đánh
giá về q
trình thực
hiện đồ án
(tổng 2 cột
điểm 1+2)
50%

Điểm
báo cáo
bảo vệ
(50%)

Điểm q
trình =
0.5*tổng
điểm tiêu
chí +
0.5*điểm
báo cáo

1

2

3

4

5

Nguyễn Đình Nam
1811251943
Trần Ngọc Kiên
1811252205
Nguyễn Bình Ngun

1811251433

Nguyễn Hồng Chương

1811253710

Nguyễn Võ Văn Nhiều

1811253719

Nguyễn Thiên Phúc

1811253696

Ngơ Hồng Linh

1811252116

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mới kế bên và ký
nháy vào phần điểm chỉnh sửa.


Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

TP. HCM, ngày 31 tháng 8 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Đình Nam

Huỳnh Quang Thảo

Trần Ngọc Kiên

Nguyễn Bình Ngun

Nguyễn Hồng Chương

Nguyễn Võ Văn Nhiều

Nguyễn Thiên Phúc

Ngơ Hồng Linh


LỜI CẢM ƠN


Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Huỳnh
Quang Thảo trong quá trình làm tiểu luận chúng em đã nhận được sự quan tâm

giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy. Thầy đã giúp chúng em tích lũy thêm
nhiều kiến thức hay và về cách thức làm một bài tiểu luận chỉnh nhất. Trong
bài tiểu luận môn động lực học ô tơ chúng em xin trình bày về va chạm ơ tô.
Và trong thời gian chúng em thực hiện bài tiểu luận chắc chắn sẽ có những sai
sót và hạn chế mong thầy thông cảm. Chúng em xin chân thành cảm ơn đến
thầy.


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... 7
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 8
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................ 10
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................ 12
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ..................................................................................... 13
1.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................13
1.2 Mục tiêu đề tài ................................................................................................13
1.3 Nội dung đề tài ................................................................................................13
1.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................14
1.5 Kết cấu bài tiểu luận .......................................................................................14
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VA CHẠM Ô TÔ ............................................. 15
2.1 Tổng quan va chạm ô tô ..................................................................................15
2.2 Tiêu chuẩn đánh giá an toàn EURO NCAP....................................................20
2.2.1 Kiểm tra va chạm trực diện theo tiêu chuẩn Euro NCAP ........................20
2.2.2 Va chạm với xe khác ................................................................................22
2.2.3 Khả năng bảo vệ người đi bộ ....................................................................22
2.2.4 Va chạm với chướng ngại vật bên hơng ...................................................25
2.3 Xếp hạng an tồn theo tiêu chuẩn IIHS ..........................................................26
2.3.1 Thử nghiệm va chạm trực diện .................................................................27
2.3.2 Kiểm tra va chạm bên ...............................................................................32
2.4 Tiêu chuẩn ECE R94 ......................................................................................35
2.5 Không gian an tồn trong tiêu chuẩn ECE R66 ..............................................38
2.5.1 Khơng gian an toàn: ..................................................................................38
2.5.2 Tiêu chuẩn ECE R66 ................................................................................39
2.6 Cơ sở lý thuyết Va chạm ................................................................................40
2.6.1 Quan hệ chuyển động của hai xe khi va chạm .........................................40
2.6.2 Định lí Kelvin về va chạm tổng hợp và năng lượng hấp thụ ....................44
2.6.3 Va chạm không đúng tâm .........................................................................45

2.6.4 Động học và động lực học ô tô khi va chạm trực diện .............................54
Chương 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................................... 60
3.1 Kết luận ...........................................................................................................60
3.2 Hướng phát triển .............................................................................................60
3.2.1 Hệ thống an toàn ngăn chặn người say rượu lái xe .......................................60
3.2.2 Công nghệ phát hiện nồng độ cồn ...............................................................60
3.2.3 Công nghệ cảnh báo khi tài xế mất tập trung ...........................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 62


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Cấu trúc thân trên khung ............................................................................... 16
Hình 2.2: Cấu trúc khung thân ...................................................................................... 16
Hình 2.3: Thử nghiệm va chạm trực diện theo tiêu chuẩn EURO NCAP .................... 21
Hình 2.4: Thử nghiệm chạm vào với 40% chiều rộng của xe....................................... 21
Hình 2.5: Thử nghiệm va chạm với xe khác theo tiêu chuẩn Euro NCAP ................... 22
Hình 2.6: Thử nghiệm khả năng bảo vệ người đi bộ theo tiêu chuẩn Euro NCAP ...... 23
Hình 2.7: Các túi khí được giấu trong trụ A ................................................................. 24
Hình 2.8: Ảnh minh họa giao tiếp giữa xe và xe (V2V) ............................................... 25
Hình 2.9: Thử nghiệm va chạm chướng ngại vật bên hơng theo tiêu chuẩn Euro
NCAP ............................................................................................................................ 25
Hình 2.10: Chương trình đánh giá IIHS ........................................................................ 26
Hình 2.11: Va chạm vừa

Hình 2.12: Va cham nhỏ

Hình 2.13: Va chạm nhỏ .. 28

Hình 2.14: Hướng dẫn đánh giá xâm nhập khoang hành khách (cm)........................... 30
Hình 2.15: Mức năng lượng được hấp thụ bởi hàng rào chắn ...................................... 32

Hình 2.16: Va chạm bên................................................................................................ 33
Hình 2.17: Túi khí bung ra khi xe va chạm .................................................................. 36
Hình 2.18: (a) Mặt cắt ngang, (b) Mặt cắt dọc .............................................................. 39
Hình 2.19: Q trình thí nghiệp lật nghiêng của xe khách ........................................... 40
Hình 2.20: Hai xe chuyển động trên trục tọa độ Ox ..................................................... 41
Hình 2.21: Va chạm khơng đúng tâm ........................................................................... 45
Hình 2.22: Mơ hình tốn học va chạm / động lực học xe 6-DOF ................................. 46
Hình 2.23: (a) Xe trước khi va chạm (bù lại tác động trực diện) .................................. 48
Hình 2.24: (a) Các mơ hình tốn học ở giai đoạn đầu của tác động ............................. 49
Hình 2.25: Hình vẽ minh họa biến dạng phần đầu xe do va chạm của xe .................... 50
Hình 2.26: Hình vẽ minh họa biến dạng phần đầu xe do xe ngáp ................................ 51
Hình 2.27: Đặc tính biến dạng lực đối với ray trên và ray dưới ................................... 54
Hình 2.28: Các đặc điểm chung của lực-biến dạng từng mảnh .................................... 54
Hình 2.29: Mơ hình khi xe va chạm với vật cản ........................................................... 55


Hình 2.30: Phương tác dụng lực lên vật rắn khi nén..................................................... 59


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thông số tổn thương tác động lên hình nộm theo tiêu chuẩn ECE R94 ...... 38
Bảng 2.2: Các trường hợp xảy ra va chạm đúng tâm .................................................... 42


Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Vụ tử vong xe cơ giới đầu tiên xảy ra vào năm 1889 tại thành phố New York. Có
lẽ sự kiện này đã dẫn đến sự ra đời của an tồn ơ tô như một nghiên cứu thực địa.
Trong thế kỷ qua, an toàn của người sử dụng đã trở thành một yếu tố thiết kế quan
trọng trong số tất cả các tiêu chí hoạt động của phương tiện giao thơng. Các nhà sản

xuất nhận ra sớm về nhu cầu bảo vệ người sử dụng trước khi công chúng chấp nhận
ô tô như một phương tiện giao thông hữu hiệu.
Vụ va chạm xe là hậu quả của các trường hợp tạo ra điều kiện vận hành bất
thường cho chiếc xe. Trong khi va chạm xảy ra với một phương tiện khác hoặc với
một chướng ngại vật đứng yên, nó khiến cấu trúc xe bị lực tác động và biến dạng.
Nếu các lực liên quan đến khả năng hấp thụ năng lượng của cấu trúc xe, người trong
xe có thể bị thương hoặc thiệt mạng. Vậy nên những chiếc xe hiện nay cần trang bị
những thứ cần thiết cũng như phải đạt được đủ các tiêu chuẩn an tồn dành cho xe ơ
tơ.
1.2 Mục tiêu đề tài
Sau khi hồn thành bài có thể:
• Trình bày được các tiêu chuẩn đánh giá tính năng an tồn ơ tơ khi va chạm
• Trình bày được xếp hạng an tồn theo tiêu chuẩn IIHS, ECE R94
• Trình bày được cơ sở lý thuyết va chạm ơ tơ
• Phân tích được động lực học va chạm ơ tơ
1.3 Nội dung đề tài
- Tìm hiểu về:
• Các tiêu chuẩn đánh giá tính năng an tồn ơ tơ khi va chạm
• Xếp hạng an tồn theo tiêu chuẩn IIHS, ECE R94
• Cơ sở lý thuyết va chạm ơ tơ
• Động lực học va chạm ơ tơ
• Viết báo cáo tiểu luận


1.4 Phương pháp nghiên cứu
• Tham khảo một số sách về ơ tơ
• Tìm hiểu thơng tin từ những trang website về ô tô
1.5 Kết cấu bài tiểu luận
- Bao gồm 3 chương:
• Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

• Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VA CHẠM Ơ TƠ
• Chương 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VA CHẠM Ô TƠ
2.1 Tổng quan va chạm ơ tơ
Ngày nay, các nỗ lực an toàn tập trung vào khả năng tránh va chạm. Trong thập
kỷ qua, các nhà sản xuất ô tô đã bổ sung nhiều tính năng để giúp người lái tránh
khỏi sự cố, chẳng hạn như hệ thống chống bó cứng phanh, thiết bị kiểm soát lực kéo
và đèn chạy ban ngày. Ngoài ra, các xe được trang bị một loạt các hệ thống hạn chế
tác động của va chạm như cột lái hấp thụ năng lượng, dây đai ba điểm, túi khí phía
trước và bên hơng.
Các kỹ sư an toàn thiết kế và sản xuất các cấu trúc thân xe để chịu được tải trọng.
Ngoại thất cung cấp hệ số kéo khí động học thấp. Nội thất cung cấp không gian đầy
đủ để thoải mái. Thân xe cùng với hệ thống treo được thiết kế để giảm thiểu rung
động trên đường và chuyển động khí động học cho người ngồi trong xe. Ngoài ra,
cấu trúc xe được thiết kế để đảm bảo tính tồn vẹn của nó và bảo vệ đầy đủ trong
các vụ tai nạn giúp ngưới ngồi trong xe có thể sống sót nếu va chạm xảy ra.
Cấu trúc ô tô đã phát triển trong mười thập kỷ qua để đáp ứng nhu cầu. Trong số
những hạn chế là vật liệu và khả năng cung cấp năng lượng, quy định an tồn, kinh
tế, cạnh tranh, cơng nghệ kỹ thuật và khả năng sản xuất. Cấu trúc thân xe hiện tại và
xe tải nhẹ bao gồm hai loại: cấu trúc thân trên khung hoặc cấu trúc thân xe.
Cấu trúc khung thân trên khung của một chiếc xe khách hoặc một chiếc xe thể
thao đa dụng bao gồm thân xe, khung và tấm kim loại phía trước. Thân xe cung cấp
hầu hết độ cứng của xe khi bị uốn cong và bị xoắn. Ngồi ra, nó cung cấp một thiết
bị chuyên dụng được thiết kế đặc biệt để giảm thiểu chấn thương trong trường hợp
va chạm. Khung xe hỗ trợ truyền động, hệ thống truyền động, hệ thống treo và phụ
kiện. Trong trường hợp tác động phía trước, khung và tấm kim loại phía trước hấp
thụ hầu hết năng lượng va chạm bằng cách biến dạng dẻo. Thân xe được gắn vào
khung bằng các bộ phận giảm xóc, được thiết kế để cách ly với các rung động tần số

cao. Hình 2.1 là một hình ảnh cho thấy một chiếc xe điển hình với loại cấu trúc này.


Hình 2.1: Cấu trúc thân trên khung
Các cấu khung thân, được thể hiện trong hình 2.2, bao gồm hầu hết các xe chở
khách. Những chiếc xe này kết hợp thân, khung và tấm kim loại phía trước thành
một bộ phận duy nhất được chế tạo từ tấm kim loại và lắp ráp bằng phương pháp
hàn điểm hoặc các phương pháp buộc chặt khác. Cấu trúc của thân xe này, còn được
gọi là thân không khung hoặc khung thân đơn vị, được khẳng định để tăng cường
độ cứng của xe và giảm trọng lượng.

Hình 2.2: Cấu trúc khung thân
Thép, vật liệu thường được sử dụng trong các cấu trúc xe, cho phép sản xuất hàng
triệu đơn trong bảy thập kỷ qua. Yêu cầu cơ bản cho vật liệu cấu trúc thân xe bao
gồm khả năng định dạng tốt, chống ăn mòn và tái chế. Các vật liệu cũng cần có đủ
các biến dạng được kiểm soát cường độ và chịu tải để hấp thụ năng lượng va chạm,
nhưng vẫn duy trì khơng gian có thể sống sót đủ để bảo vệ người nếu xảy ra tai nạn.
Hơn nữa, cấu trúc phải nhẹ để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Phần lớn các thân xe


được sản xuất hàng loạt trong sáu thập kỷ qua được sản xuất từ các cấu kiện thép
được dập. Các nhà sản xuất chỉ chế tạo một số thân xe đặc biệt từ vật liệu composite
bằng nhôm.
Sự va chạm của xe và sự an toàn của người sử dụng vẫn là một trong những cân
nhắc thiết kế quan trọng và thách thức nhất trong ngành công nghiệp ô tô. Đầu tiên
trong quá trình phát triển cấu trúc xe, thân xe được sản xuất từ gỗ và mục tiêu của
sự va chạm là tránh biến dạng xe càng nhiều càng tốt. Trong những năm qua, các
cấu trúc thân xe đã phát triển thành các khu vực để hấp thụ một phần năng lượng
động lực của sự cố bằng cách định hình dẻo. Hiện tại, thân xe được sản xuất chủ
yếu bằng các tấm thép dập và lắp ráp bằng các kỹ thuật buộc chặt khác nhau. Các

nhà thiết kế tạo ra các hạt để bảo vệ người bằng cách duy trì tính tồn vẹn của
khoang lái và bằng cách đồng thời kiểm soát xung giảm tốc va chạm dưới giới hạn
trên của dung sai của con người. Một xung giảm tốc va chạm với thời gian cực đại
và sự phân rã dần dần có lợi hơn cho việc bảo vệ người ngồi trong ơ tơ. Do đó, một
cấu trúc cơ giới được tối ưu hóa có thể hấp thụ năng lượng va chạm bằng các biến
dạng được kiểm soát trong khi duy trì khơng gian đủ để năng lượng va chạm cịn lại
có thể được quản lý bởi các hệ thống hạn chế để giảm thiểu tải trọng va chạm cho
người ngồi trên xe
Va chạm xe trong thực tế là va chạm với chướng ngại vật đang di chuyển hoặc va
chạm với một vật thể đứng yên khác như cây, cột điện hoặc cầu nối. Nói chung, các
chun gia an tồn phân loại các vụ va chạm như va chạm trực diện, bên hơng, phía
sau hoặc lật xe. Hơn nữa, xe gặp sự cố trong một phạm vi tốc độ rộng, tồn tại trong
một phần của giây, chẳng hạn như khi xe đâm vào cây, hoặc trong vài giây. Những
yếu tố này thúc đẩy một số nhiệm vụ phức tạp liên quan đến thiết kế cấu trúc xe đáp
ứng các hạn chế về tai nạn cho tất cả các tình huống va chạm. giả lập, dàn dựng và
phân tích các vụ tai nạn xe cơ giới cung cấp thông tin quan trọng về hiệu suất an
tồn của xe.
Mơ phỏng lại các vụ tai nạn và phân tích các vụ tai nạn xe cơ giới cung cấp thông
tin quan trọng liên quan đến hiệu suất an toàn của xe khi tham gia giao thông. Các


phương pháp này không cung cấp đủ thông tin định lượng cần thiết cho thiết kế xe,
chẳng hạn như xung giảm tốc, động học của người ngồi trên ô tô hoặc tải trọng của
họ. Vì vậy, các kỹ sư thiết kế dựa trên sự kết hợp của các thử nghiệm tiêu chuẩn
trong phịng thí nghiệm, chứng minh các đánh giá mơ phỏng và phân tích kết quả để
đạt được các mục tiêu an toàn. Hiện tại tai nạn xe cộ được đánh giá trong bốn chế
độ riêng biệt: tai nạn phía trước, bên, phía sau và lật xe.
Cấu trúc xe phải đủ cứng khi uốn cong và xoắn. Nó phải giảm thiểu các rung
động phía trước tần số cao làm tăng độ xóc. Ngồi ra, cấu trúc cịn phải đảm bảo
các u cầu sau:

- Cấu trúc phía trước có thể biến dạng, nhưng phải cứng, với các vùng nhàu nát
để hấp thụ động năng va chạm do va chạm phía trước do biến dạng dẻo và ngăn
chặn sự tác động vào khoang hành khách, đặc biệt là trong trường hợp va chạm với
các vật thể hẹp như cây cối. Tuy nhiên thiết kế đầu xe phải ngắn để đảm bảo về kiểu
dáng, đây một nhiệm vụ đầy thách thức đối với kỹ sư.
- Cấu trúc phía sau có thể biến dạng để duy trì tính tồn vẹn của khoang hành
khách phía sau và bảo vệ bình xăng.
- Cấu trúc bên và cửa được thiết kế phù hợp để giảm thiểu sự tác động bên và
ngăn chặn cửa mở do tải trọng va chạm.
- Cấu trúc mái mạnh mẽ để bảo vệ khoang hành khách khi lật.
- Các hệ thống an tồn được thiết kế phù hợp, hoạt động hài hịa với cấu trúc xe
để bảo vệ tối đa hành khách và tài xế cũng như phù hợp với nội thất xe.
Nhiệm vụ của kỹ sư thiết kế cấu trúc va chạm thực sự là duy nhất khi so sánh với
nhiệm vụ của nhà phân tích cấu trúc truyền thống. Các nhà thiết kế thường thiết kế
các cấu trúc sử dụng phân tích đàn hồi để chịu được tải trọng. Tuy nhiên cấu trúc ô
tô phải đáp ứng tất cả các yêu cầu tải trọng đã đề cập trước đó, cộng với việc nó
phải biến dạng dẻo trong một khoảng thời gian ngắn (mili giây) để hấp thụ năng
lượng va chạm một cách có thể kiểm sốt được. Nó phải nhẹ, và có thể được sản
xuất hàng loạt về kinh tế.


Ngoài ra, kỹ sư an thiết kế điều kiện toàn ô tô chịu trách nhiệm không gian cho
người lái và hành khách, do đó, bất kỳ sự giảm tốc nào truyền đến người lái và hành
khách đều cần phải đươc kiểm soát. Mục tiêu cuối cùng của kỹ sư an toàn là giảm
tác hại đối với người lái và hành khách. Thơng thường, các nhà thiết kế hồn thành
mục tiêu này bằng cách sử dụng kết hợp các biện pháp tránh va chạm và các biện
pháp khắc phục sự cố.
Trong những năm gần đây, các yêu cầu về thiết kế xe đã tăng lên đáng kể để đáp
ứng các quy định an tồn, tiết kiệm nhiên liệu, chi phí sản xuất và giảm thời gian
chu kỳ thiết kế. Những yêu cầu này đã cung cấp một động lực cho sự phát triển của

các cơng cụ tốn học để đánh giá sự va chạm vượt xa các tính tốn đơn giản của vật
liệu. Hiện tại, sự kết hợp của các công cụ phân tích thường xuyên được sử dụng
trong các đánh giá va chạm. Chúng khác nhau từ các mơ hình tham số gộp đơn giản
với một vài bậc tự do đến các mơ hình phần tử hữu hạn chi tiết với hàng triệu bậc tự
do.
Mặc dù đã đạt được những tiến bộ to lớn trong việc mô phỏng khả năng va chạm
của các cấu trúc xe từ từng phần tử của xe, sử dụng các kỹ thuật mới nhất trong cơ
học tính tốn và siêu máy tính, đánh giá sự cố cuối cùng vẫn dựa vào các thử
nghiệm trong phòng thí nghiệm.
- Có ba loại thử nghiệm:
• Thử nghiệm thành phần
• Thử nghiệm mơ hình
• Thử nghiệm tồn diện
Độ phức tạp của thử nghiệm và các biến liên quan tăng từ thử nghiệm thành phần
sang toàn diện. Thử nghiệm thành phần xác định đáp ứng động hoặc bán tĩnh đối
với tải của một thành phần riêng lẻ. Các thử nghiệm thành phần này rất quan trọng
trong việc xác định cách thức bị đè bẹp và khả năng hấp thụ năng lượng.
Trong một thử nghiệm xe mơ hình, các kỹ sư sử dụng một thùng xe đại diện cho
khoang hành khách với tất cả hoặc một số thành phần bên trong của nó như ghế
ngồi, bảng điều khiển, hệ thống lái, dây an tồn và túi khí. Các hình nộm thay thế cơ


học của con hoặc các đối tượng xác định được ngồi trong thùng để mô phỏng người
lái xe hoặc hành khách và chịu tải trọng động, tương tự như xung thời gian giảm tốc
của xe, để đánh giá phản ứng của người ngồi trong xe khi xe bị tác động từ va chạm
phía trước hoặc các tác động phụ. Mục tiêu chính thử nghiệm mơ hình là đánh giá
các hạn chế. Điều này được thực hiện bằng cách chụp ảnh tốc độ cao q trình va
chạm. Ngồi ra, các cảm biến khác nhau được đặt trong hình nộm và trên các bộ
phận kiểm tra lực và mô men để giúp xác định mức độ nghiêm trọng của tác động
và hiệu quả của hệ thống hạn chế tác động va chạm đối với người ngồi bên trong.

Thử nghiệm toàn diện điển hình liên quan đến va chạm của một chiếc xe được
dẫn hướng, bị đẩy vào một rào chắn với vận tốc và góc ban đầu được xác định
trước. Thơng thường, một bài kiểm tra như vậy được sử dụng một chiếc xe hoàn
chỉnh.
2.2 Tiêu chuẩn đánh giá an toàn EURO NCAP
Euro NCAP là một tổ chức phi lợi nhuận, hoạt động độc lập với mục đích chính
là thử nghiệm và đánh giá mức độ an toàn của xe hơi.
Euro NCAP sử dụng hình nộm được gắn cảm biến nhằm ghi lại những tổn
thương có thể xảy ra cho người ngồi trên xe, nếu họ trải qua những va chạm tương
tự. Các thử nghiệm đối với người lớn và trẻ em được thực hiện riêng biệt, với
những hình nộm có kích cỡ khác nhau.
Bài kiểm tra khi xe va chạm trực diện để đánh giá khả năng an toàn của xe. Ở bài
kiểm tra này, chiếc xe sẽ đâm vào chướng ngại vật khi xe di chuyển với vận tốc
50km/h. Euro NCAP sẽ tính tốn và đo khả năng bảo vệ người ngồi trong xe của
các thiết bị như túi khí, dây an toàn và độ bền kết cấu chung của xe.
2.2.1 Kiểm tra va chạm trực diện theo tiêu chuẩn Euro NCAP
Ở bài kiểm tra này, chiếc xe sẽ được di chuyển với vận tốc 64km/h và đâm vào
một chướng ngại vật có chiều dài là 1m, bề rộng 0,54m. Tuy nhiền, chiếc xe khơng
đâm trực diện vào tồn bộ chướng ngại vật mà chỉ va chạm với 40% chiều rộng của
xe. Bề mặt của chướng ngại vật được làm bằng nhơm, khơng phẳng hồn tồn mà
thiết kế theo hình dạng tổ ong. Bề mặt nhơm này cũng có khả năng biến dạng, méo


mó. Thiết kế này mơ phỏng sự va chạm của xe vào một chiếc xe khác hoặc một
chướng ngại vật có kích thước tương đương.

Hình 2.3: Thử nghiệm va chạm trực diện theo tiêu chuẩn EURO NCAP
Sự tương tác của người hành khách hàng ghế trước, đặc biệt là người lái với phần
nội thất phía trước của xe là nguyền nhân chính gây ra chấn thương nghiềm trọng
hoặc tử vong. Khi va chạm trực diện, phần đầu xe sẽ có xu hướng co giãn lại, làm

giảm khoảng cách an toàn của người lái với phần trước xe. Trong khi đó, hành
khách lại văng ra phía trước theo quán tính trong một phạm vi nhỏ dù có dây bảo
hiểm. Riềng phần tay và chân của người lái còn tương tác nhiều hơn với tay lái, các
bàn đạp… Khi tai nạn xảy ra, cơ thể của người lái và hành khách hàng ghế trước sẽ
va đập rất mạnh vào phần nội thất ở phía trước. Với thiết kế của hầu hết các dịng xe
ngày nay thì điều này là khó tránh khỏi.

Hình 2.4: Thử nghiệm chạm vào với 40% chiều rộng của xe.


Tuy nhiền, Euro NCAP đang khuyến khích các nhà sản xuất hạn chế thiết kế nội
thất lấn sâu vào không gian bền trong, cũng như thay đổi vị trí của các bàn đạp sao
cho người lái có được khoảng cách an toàn tốt nhất khi tai nạn diễn ra.
2.2.2 Va chạm với xe khác
Ở bài kiểm tra này, một chiếc xe mô phỏng sẽ di chuyển với vận tốc 50km/h và
đâm vào phía hơng của chiếc xe được thử nghiệm. Va chạm sẽ được thực hiện ở bền
phía người lái và có người nộm ở bền trong. Chiếc xe mơ phỏng có bề rộng 1,5m,
dày 0,5m và bề mặt nhơm cấu trúc tổ ong như bài kiểm tra đầu tiền.

Hình 2.5: Thử nghiệm va chạm với xe khác theo tiêu chuẩn Euro NCAP
Dù bài kiểm tra này khó đánh giá chính xác mức độ chấn thương trong các
trường hợp khác nhau nhưng Euro NCAP cho rằng túi khí hơng sẽ bảo vệ tốt hơn
hành khác nếu có tai nạn xảy ra. Túi khí hơng sẽ giảm bớt lực va chạm của hành
khách vào thân xe, hoặc tạo ra một khoảng cách an toàn so với bề mặt xảy ra va
chạm.
2.2.3 Khả năng bảo vệ người đi bộ
Euro NCAP không chỉ quan tâm tới những người ngồi trên xe mà cả người đi bộ,
người đi bộ có thể được bảo vệ nếu xe được trang bị đầy đủ các thiết bị an toàn.

Hình 2.6: Thử nghiệm khả năng bảo vệ người đi bộ theo tiêu chuẩn Euro NCAP
Hệ thống phanh tự động thứ ba được áp dụng vào năm 2016. Trước đó, Euro
NCAP đã đưa ra ba bài đánh giá tác động lên người đi bộ, nhưng khơng có hệ thống
phanh tự động.
Để đánh giá hệ thống này, Euro NCAP chia làm hai bài thử nghiệm. Thử nghiệm
đầu tiên, một người giả sẽ di chuyển từ trái qua phải và ngược lại ngay hướng di
chuyển của xe thử nghiệm. Thử nghiệm thứ hai, một trẻ me giả sẽ xuất hiện đột
ngột giữa những hàng xe đang đỗ trong bãi. Và điều đặc biệt, không phải hệ thống
phanh tự động nào cũng phản ứng tốt. Euro NCAP chỉ cho điểm những mẫu xe thân
thiện với người đi bộ bằng việc tránh được những va chạm từ bài thử nghiệm.
Ngoài ra hầu hết những chiếc xe ô tô được bán ra tại Uc đều được đánh giá mức
độ an tồn bằng Chương trình đánh giá ô tô Mới của Úc (ANCAP) với cả hai tính
năng an tồn chủ động và bị động trên xe cũng như kiểm tra độ an toàn dành cho
người đi bộ. Đây là bài đánh giá cho biết xe hoạt động tốt như thế nào khi va chạm
với trẻ nhỏ và người lớn tại các khu vực mặt trước, nắp ca-pơ và kính lái.
Cấu tạo vùng hấp thụ xung lực và cấu trúc biến dạng tự do là công nghệ tương
đối đơn giản giúp giảm khả năng gây chấn thương cho người đi bộ. Tuy nhiên, một
số nhà sản xuất đã phát triển nhiều giải pháp công nghệ tối tân hơn như nắp ca-pô
chủ động. Hệ thống nắp ca-pô chủ động sẽ ngay lập tức nâng nắp ca-pô lên vài
milimet, ngay khi chúng phát hiện người đi bộ chạm vào cản trước. Do đó, khoảng
trống từ bộ phận động cơ cứng đến đệm sẽ nhiều hơn, giúp giảm nguy cơ gây
thương tích cho con người.


Các nhà sản xuất ô tô Đức này đã thiết kế những túi khí được giấu trong trụ A.
Chúng sẽ bung mở khi xảy ra va chạm, giúp giảm khả năng gây ra thương tích hiệu
quả hơn bất kỳ ý tưởng nào trước đây, Các chuyên gia ước tính hệ thống vượt trội
có khả năng giảm 80% thương tích cho người đi bộ khi tai nạn xảy ra. Các hãng xe
đã tiến hành nghiên cứu và sử dụng volco, mercedes , ford .....

Hình 2.7: Các túi khí được giấu trong trụ A
Tất cả những công nghệ xe hơi mới này đều có thể cứu mạng sống của người đi
bộ nhưng người lái vẫn nên lái xe cẩn thận nhằm giảm thiểu khả năng xảy ra va
chạm.
Bên cạnh việc hệ thống phanh khẩn cấp tự động (AEB) đang ngày càng được
trang bị trên nhiều mẫu xe hơn, công nghệ lái bán tự động đã gia nhập thế giới xe
hơi cũng tỏ ra khá hiệu quả trong việc phòng tránh trường hợp xảy ra tai nạn cho
người đi bộ và va chạm phía trước với các phương tiện khác.
Ngồi ra, khi cơng nghệ giao tiếp giữa xe và xe (V2V) phát triển, những chiếc xe
ơ tơ sẽ có thể sử dụng những chiếc xe khác như đôi mắt tầm xa của chúng. Theo đó,
thơng tin sẽ được chuyển tới xe, trước khi xe gặp bất kỳ mối nguy hiểm tiềm ẩn
nào, kể cả những mối nguy hiểm cho người đi bộ.


Hình 2.8: Ảnh minh họa giao tiếp giữa xe và xe (V2V)
2.2.4 Va chạm với chướng ngại vật bên hông
Bài kiểm tra này mô phỏng tai nạn khi người lái mất kiểm sốt và tơng xe vào
gốc cây, biển báo hay cột điện. Va chạm được thiết kế sao cho chướng ngại vật đâm
đúng vị trí của người lái.

Hình 2.9: Thử nghiệm va chạm chướng ngại vật bên hông
theo tiêu chuẩn Euro NCAP
Trước năm 2009, tổ chức này mới đưa vào thang đánh giá tiêu chí này. Những bài
thử nghiệm sẽ xác định mức độ nguy hại ảnh hưởng đến phần ngực và bụng của lái
xe, khi va chạm với một vật nhọn dạng cột cứng.
Xe thử nghiệm sẽ di chuyển ngang ở tốc độ 32 km/h và va chạm vào một vật cản
dạng cột, tiết diện nhỏ. Những va chạm này gần như làm biến dạng hồn tồn phần
hơng xe, hậu quả thường rất khủng khiếp. Với một mẫu xe khơng trang bị túi khí