СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Харківський національний автомобільно-дорожнІй університет
Ксенофонтова Вікторія Анатоліївна
УДК 629.113.004
Розробка методу визначення швидкості транспортного
засобу до зіткнення в результаті ДТП
Спеціальність 05.22.20 – Експлуатація і ремонт засобів транспорту
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Харків - 2003
Дісертацiєю є рукопис.
Робота виконана в Севастопольському національному технiчному унiверситетi Міністерства освіти і науки України, м. Севастополь.
Науковий керiвник: | доктор технiчних наук, професор
Торлін Вадим Міколайович,
Севастопольський національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри машинобудування і транспорту.
Офiцiйнi опоненти: |
доктор технiчних наук, професор
Гецович Євген Мойсеєвич,
Національний технічний університет
“Харківський політехнічний інститут”, м. Харків,
професор кафедри автомобіле- та тракторобудування;
кандидат технiчних наук, доцент
Кашканов Андрій Альбертович,
Вінницький національний технічний університет,
доцент кафедри автомобілі та транспортний менеджмент
Провiдна установа: | Східноукраїнський національний університет Міністерства освіти і науки України, м. Луганськ
Захист вiдбудеться “ 3 ” грудня 2003 року о 1400 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 64.059.02 у Харківському національному автомобільно-дорожньому унiверситетi за адресою: 61002, м. Харків, вул. Петровського, 25.
З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Харківського національного автомобільно-дорожнього унiверситету
Автореферат розiсланий “ 30 ” жовтня 2003 року.
Вчений секретар
Спеціалізованої вченої ради Наглюк І.С.
ЗАГАЛЬНА характеристика роботи
Вступ. В теперішній час інтенсивність дорожного руху в Україні значно зросла, що призвело до збільшнення числа дорожно–транспортних пригод (ДТП). Для підвищення ефективності боротьби з аварійністю сьогодні активно розроблюються інженерні методи виявлення причин ДТП і умов їх виникнення. Надто перспективним напрямком досліджень в даній галузі є розробка методик, які засновано на використанні фундаментальних принципів реології, що дозволяють за результатами досліджень деформованих внаслідок ДТП елементів конструкції автомобіля ідентефіцірувати картину енергообміну при ударі.
Актуальність теми. Визначення швидкості автомобіля до удару існуючими в теперішній час методами ускладнено, так як для їх реалізації потрібні знання параметрів процессу, які важко вимірюються, таких як час удару, сповільнення, а також ряд коефіцієнтів, що визначаються в попередніх експериментах. При проведенні схожих вимірювань виникають великі похибки, значно занижуючі точність результатів. Отже, актуальною є задача розробки методики, яка дозволяє значно підвищити вірогідність результатів експертизи ДТП, а також отримати такі дані про процес, що неможливо отримати за допомогою інших методів.
Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота повязана з виконанням цільової комплексної програми “Транспорт”, яку прийнято Кабінетом Міністрів України 23.07.93 р. №551-З; виконувалась у відповідності до технічного завдання програми “Транспорт м. Севастополя”, затвердженою Державною адміністрацією м. Севастополя; за договором з АТП №14330; договорам, складеним з МВС України з реалізації програми підвищення безпеки руху транспортних засобів у відповідності до нормативних документів України про дорожний рух, а також згідно планів науково–дослівних робіт кафедри машинобудування і транспорту Севастопольського національного технічного університету.
Мета і задачі дослідження.
Мета роботи - підвищення обєктивності і достовірності експертизи ДТП за рахунок розроблення методів визначення швидкості автомобілю до удару, які засновано на дослідженні залишкових деформацій елементів конструкції ушкодженого автомобіля.
Задачі дослідження:
–
показати, що про розмір кинетичної енергії, яку мав автомобіль до зіткнення з нерухомою перешкодою, можна судити за величиною залишкової деформації елементів конструкції;
–
обгрунтувати можливість застосування основних теорем теорії пластичності для аналізу енергоємкості кузова автомобілю і його елементів;
–
розробити методи визначення кількості енергії, яка поглинається елементами конструкції автомобілю, які засновано на вимірюванні деформованих елементів конструкції;
–
розробити інженерні методи визначення початкової швидкості автотранспортного засобу до зіткнення і встановлення причин ДТП;
–
оцінити експериментальну точність розроблених методик визначення швидкості автомобілю до удару;
–
реалізувати розроблені методики на ПЭОМ з метою скорочення часу розрахунків при проведенні експертизи ДТП.
Обєкт дослідження – процеси, які відбуваються при зіткненні автотранспортних засобів з перешкодою в результаті ДТП.
Предмет дослідження – взаємозвязок між деформаціями автомобіля після удару о перешкоду і початковою швідкістью руху до удару.
Методи дослідження. В роботі використовуються методи теорії пружності, теорії пластичності, механіки зруйнування, сплайн–інтерполяція, елементи інтегрального обчислювання. Точність результатів теоретичних досліджень підтверджено експериментально, при цьому експерименти виконуються на макетах, моделях і натуральних зразках.
Наукова новизна одержаних результатів.
Міститься в визначенні нових взаємозвязків між величинами деформацій елементів конструкції пошкодженого автомобілю і його швидкістю до удару.
Практичне значення одержаних результатів.
Розроблені на підставі проведених досліджень інженерні методи визначення швидкості автомобілю до удару дозволяють визначити причини ДТП. Результати досліджень упроваджено в ОДАІ УМВС України в м. Севастополі. Дані методики було використано при експертизах ДТП, виконаних Харківським інститутом судових експертиз, ОДАІ Черкаської і Днепропетровської областей, Севастопольським УВС.
Особистий внесок здобувача. Основни теоретичні і експериментальні результати досліджень, надані в дисертації, отримані автором:
–
розроблена методика дослідження процесу пластичної деформації елементів конструкції автомобілю;
–
визначено рівні енергоємкості елементів конструкції;
–
проведено експерименти з моделями і натуральними зразками;
–
створено програма ЕКСПЕРТИЗА–СА.
Апробація результатів дисертації проведено на міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми експлуатации і ремонта автомобільних транспортних засобів”, Севастополь, 24-27 вересня 1997 р.; на II міжнародній науково-технічній конференції “Автомобільний транспорт: тенденції розвитку, високі технології, менеджмент і маркетинг”, Севастополь, 14-17 вересня 1998 р.; на Республіканській науково-практичній конференції “Системотехніка на автомобільному транспорті”, Харків, 19-20 листопода 1998 р.; на III на міжнародній науково-технічній конференції “Автомобільний транспорт: прогрес, технології, кадри”, Севастополь, 16-20 вересня 1999 р.; на IV на міжнародній науково-технічній конференції “Автомобільний транспорт: проблеми і перспективи”, Севастополь, 4-8 вересня 2000 р.; на міжнародній науково-технічній конференції “Нові технології в машинобудуванні і на транспорті”, Севастополь, 10-14 вересня 2001 р.; на міжнародній науково-технічній конференції “Перспективні напрямки розвитку конструкції автомобілю”, Харків, 25-27 жовтня 2001 р.; на міжкафедральном семінарі кафедри системотехніки і діагностики транспортних машин, кафедри електроних систем та комплексів транспортних засобів, кафедри технології машинобудування та ремонту машин, ХНАДУ, Харьков, 27-28 березня 2003 р.; на семінарі кафедри автомобіле- и тракторобудування Харьковського політехнічного інститута 24 квітня 2003 р.
Публікації. Результати дисертаційних досліджень надруковано в 8 статтях і тезісах доповідей, 1 патенті на винахід України, тому числі опубліковано 3 статті в спеціальних виданнях, яки входять до переліку ВАК України.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, пяти розділів, висновків, списка використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації складає 226 сторінок, з них 164 сторінки основного тексту, 40 рисунків на 22 сторінках, 18 таблиць на 12 сторінках, 4 додатка на 62 сторінках. Список використаних джерел складає 107 наймувань на 10 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
У вступі розглянуто стан досліджень в даній галузі, обгрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі досліджень, дано опис основних результатів, їх наукової новини та практичної цінності, приведено основні відомості про упроваджування, апробації і структуру роботи.
У першому розділі проведено аналіз стану пітань і проблем, яки передбачається розробити.
Розглянуто задачі і мета проведення автотехнічної експертизи. Показано, що експертизу великої кількості ДТП важко провести внаслідок недостачі вихідних даних, необхідних для розрахунків. Таки параметри, як путь гальмування, сповільнення автомобіля, коефіцієнт зчеплення приймаються приблизно, що в значній мірі впливає на вірогідність проведеної автотехнічної експертизи. Дані питання розглядались Іларіоновим В.О., Калиніним Є.І., Пчелиним І.К., Говорущенко М.Я. та іншими авторами.
Розглянуто методи оцінки швидкості автомобіля до удару, які грунтуються на елементарній теорії удару.
Ця задача розглядалась Коршаковим І.К., Кузнецовим О.Г., Ребедайло В.М., Рябчинським А.І., Іларіоновим В.О., Арутюняном А.В., Орловим Л.М., Byatt R., Watts R., R. Wolf, G.Grime, Івановим В.М., Ляліним В.О., Фотіним Р.К., Боровським Б.Є., Кристі М.М., Галаса П.В.
Основні недоліки такого підходу містяться в наступному:
–
для визначення основних параметрів процесу в кожному конкретному випадку необхідно знати значення коефіцієнта поновлення даного автомобілю, величина якого визначається експериментально, причому тільки для фронтального удару, удар під кутом не може бути ідентифіковано за такою методикою;
–
методика передбачає оцінити сповільнення автомобілю при відкочуванні, а так як ця величина суттєво залежить від ступеню деформації конструкції (контакт елементів кузова з колесами), то про параметри процеса в даному випадку можна судити лише приблизно.
Розглянуто результати, надані в літературі в галузі моделювання механічних процесів, які відбуваються в елементах конструкції легкового автомобіля: деформації кузова, рами, підвіски, рульового керування, трансмісії. Основні розрахункові моделі, які дозволяють визначити напружно–деформований стан елементів конструкції, отримано в працях: Акопяна Р.А., Антонова Д.О., Ребедайло В.М., Павловського Я., Фентона Дж., Межлумяна Р.А., Штробеля В.К., Кирилова А.П.
Ці результати використовуються для проектних розрахунків конструкцій і дозволяють оцінити величини пружніх деформацій при крученні і вигині кузова і інших елементів конструкції. Зі всіх проаналізованих методик найбільш ефективні ті, що грунтуються на енергетичному підході. Енергетичні критерії стійкості при розрахунку кузова отримали розповсюдження тому, що всі його елементи – панелі, балки, стойки виготовлені з листового пластичного матеріалу. Основу даних крітеріїв складають рівняння теорії пластичності, за допомогою яких з високою точністю можна описати залишкови деформації в пластичних матеріалах, з яких звичайно виготовлюють елементи конструкції автомобіля. На підставі проведеного аналізу сформульовано основні задачі дослідження.
Другий розділ присвячено розробленню і теоретичному обгрунтуванню методів визначення швидкості автомобіля до удара, яки грунтуються на енергетичній теорії. Спочатку за результатами обстеження 42-х пошкоджених автомобілей було визначено типове пошкодження елементів кузова і шасі, що дозволило встановити характер деформацій, яки мають місце при ударі.
Основним видом пошкодження елементів кузова є пластична деформація. Вона сопроводжується пружними деформаціями і нагріванням осередку деформації, про що свідчить характер маючих місце залишкових деформацій. Крім пластично деформованих елементів були обстежені осередки крихкого зруйнування (пластмасові деталі, скло, чавунне литво та інше).
Аналіз енергії, витраченої на деформацію конструкції, було виконано на основі рішення зворотньої задачі теорії пластичності.
Процес переходу кінетичної енергії в енергію пружно-пластичної деформації моделювався функціоналом:
, (1)
де - енергия деформації; – тензор напруження Кірхгофа; – мета текучості; – тензор деформацій Гріна; – пружна і пластична частини тензора деформацій, яки діють в пружній і пластичній областях конструкції; – переміщення; – зовнішні сили; V – обєм; S – поверхня досліджуємого обєкту до деформації; – властивості матеріалу; – символ Кронікера.
При цьому компоненти тензорів напруження і деформацій, що входять в (1), було передано через переміщення:
(2)
де – компоненти тензора деформацій в декартових координатах; – переміщення точек пошкодженних елементів конструкції, які визначаються як різністи координат початкового і кінцівого стану досліджуємого обєкту.
Якщо в прямій задачі теорії пластичності переміщення є шуканими величинами, то в обернений задачі ці величини відомі, вони еквівалентні залишковим деформаціям елементів конструкції з відрахуванням пружних деформацій, які в даному випадку у відповідності до теореми про розвантаження А.А. Илюшіна складає 5%.
Для визначення зсунення точек елементів конструкції було використовано координатний метод, якій дозволяє уявляти геометрію трьохмірнього деформованого елемента конструкції автомобіля.
У відповідності з координатним методом деформовани поверхні були уявлени як функції координат. Координати точек шуканої поверхні до деформації уявлялися масивом координат , післе деформації – масивом . Функції переміщення уявлялися в виразі:
. (3)
Для зручності подальшого диференцірування виразу (3) уявлялися у вигляді кубічних сплайн-функцій типа:
, (4)
де - стовбці координат точек.
Далі вираз (4) дифференціювався за схемою (2):
, (5)
після чого обчислювався інтеграл енергії (1):
. (6)
Интегрування за обємом (1) здійснювалось на підставі теореми Генкі Г. про незалежність енергії пластичної деформації в точці від схеми напружного стану та інваріантності її до перетворювання координат, а такоже на підставі принципу Зибеля Г. про еквівалентності роботи зовнішних і внутрішних сил при пластичній деформації.
Показано, що функції (4) задовольняють глобальним та локальним межовим умовам, рівнянням рівноваги і сумісности.
Для різних приватних випадків деформації елементів конструкції розроблено приватні методики визначення енергії, поглинаємої даними елементами. В одномірному випадку енергія деформації може бути обчислена за допомогою виразу:
, (7)
де - зсунутий обєм.
Залежність (7) обгрунтовується принципом постійності обєму: обєм тіла до пластичної деформації дорівнюе його обєм після деформації. Розглянуто різні приватні випадки загальної методики для аналізу вмятин, створення пластичних шарнірів в балках і т.д.
Показано, що до конструктивних елементів, виготовлених з листової пластичної сталі, пристосована гіпотеза Кірхгофа, яка дозволяє з похибкою менш ніж 1% не враховувати нерівномірність пружно-деформованого стану по товщині листа (гіпотеза недеформуємої нормалі).
Сканерування деформованих конструкцій автомобілей пропонується здійснювати вимірювальними засобами з ціною поділки 0,1 мм, в необхідних випадках розміри осередку пластичної деформації слід визначати більш точно за методикою Смірнова-Аляєва Г.О., яка передбачає находження межі осередку за картиною розташування орієнтованих зерен.
У третьому розділі на підставі загального підходу, розробленого в розділі 2, були розроблені приватні методики аналізу деформацій реальних елементів конструкції автомобіля: панелі підлоги, боковини, стояків, порогів, сріз болтів, зруйнування крихких деталей та інших.
Для аналізу точності розроблених методик розрахунки було виконано двома методами, перший – прямим інтегрируванням, другий – методом зсунутого обєму. Для виконання розрахунків досліджуємий елемент конструкції привязується до системи координат (рис. 1).
Рис. 1. Фрагмент деформованої панелі передньої підлоги автомобіля
Деформація у вигляді одної напівхвілі m-r була надана функциєю , яка далі інтерполіровалась сплайн-функцією .
Підставлення в вираз (2) дає:
, (8)
тут , , , - стовбці координат точок.
Для визначення енергії деформації далі обчислювались криволінійні інтеграли за ділянками линії :
, (9)
де , , , , .
Після інтегрирування визначається з виразу
. (10)
Ця ж величина, знайдена за формулою (7) з застосуванням методики зсунутого обєму, дорівнює:
. (11)
Похибка визначення за двома методами склала:
. (12)
Далі розроблені методики були використані для аналіза деформацій боковин, лонжерону і локальної деформації стояка.
Похибки розрахунків за двома методиками склали менш 15%.
Четвертий розділ присвячено експериментальній перевірці адекватністі розроблених методик з метою встановлення точності визначення швидкості транспортних засобів перед зіткненням в результаті ДТП.
Експерименти виконувались як на натуральних зразках, так і на масштабних моделях, при цьому використовувався принцип схожості Кирпичева-Барба-Кіка.
Загальна методика експерименту містилась в наступному:
-
проводились вимірювання розмірів моделі до деформації;
-
на поверхні моделі була нанесена сітка з точним вимирюванням координат вузлів сітки;
-
сдійснювалась деформація моделі з заданою швидкістю та з заданою кінетичною енергією;
-
визначались пластичні переміщування вузлів сітки;
-
визначались залишкові деформації моделі, за якими розраховувалась енергія деформації;
-
результати розрахунків порівнювались з визначеною розрахунком величиною
, визначалась похибка методики.
Експерименти проводились на спеціально розробленому устаткуванні (рис. 2).
Експериментальне устаткування працює за принципом маятникового копру. Енергія, що передається зразку 5, визначається з високою точністю за формулою:
, (13)
де - маса бойка 2;
- довжина штанги 1;
- кут підіймання бойка.
Рис. 2. Схема експериментального устаткування
До складу устаткування входить також зразок-свідок, виготовлений з пластичного матеріалу, який служив для оцінки пружної складової .
Для проведення експериментів були використані зразки у вигляді циліндричних замкнутих оболонок з тонколистової пластичної сталі (рис. 3).
Рис. 3. Комплект зразків до деформації
Для ідентифікування залишкових деформацій на поверхні кожного зразка було нанесено сітку (рис. 4).
Рис. 4. Зразок з сіткою елементів
Потім зразки були деформовані ударом з перекриттям 50%, 100% и сканировані.
Зразкі, яки були деформовані на експериментальному устаткуванні, показано на рисунку 5.
Рис. 5. Комплект зразків після деформації
Результати сканерування деформованих зразків показано на рисунку 6.
Рис. 6. Результати сканерування деформованих зразків
Результати порівняння даних, отриманих експериментально і теоретично, надані в табл. 1.
Таблиця 1
Порівняння експериментальних і розрахункових значень визначення енергії деформації зразків
N зразка | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7
Эуд, Дж | 141,84 | 155,2 | 180,7 | 200,3 | 210,8 | 221,6 | 235,7
Эд, Дж | 118,1 | 131,4 | 155,7 | 173,7 | 189,4 | 203,8 | 211,3
ДЭ, % | 16,7 | 15,4 | 13,8 | 13,2 | 10,1 | 8,1 | 10,3
Похибка 17% є результатом похибки вимірювань.
Були також визначені похибки методики при визначенні енергії деформації двері і бампера.
Похибка обчислювання енергії деформації двері склала 9,68%, бампера – 7,35%.
Таким чином, проведені експерименти показали, що похибка розроблених методик складає менш 15% (рис. 7).
Рис. 7. Діаграма експериментальних і розрахункових значень визначення енергії деформації зразків
В пятому розділі приводиться опис розробленої для ПЕОМ програми ЕКСПЕРТИЗА-СА, призначеною для визначення швидкості автомобіля до удару. Програма реалізована на ПЕОМ PENTIUM-II.
Програма працює в режимі діалогу і містить 10 меню вводу вихідних даних, що включають до себе відомості про тип та кінематику ДТП, результати вимірювань пошкоджень. Програма працює сумісно з базою даних, яка містить геометричні дані деталей недеформованих автомобілей вітчизняних та зарубіжних моделей.
В алгоритме передбачено підсумування результатів трасологічного дослідження ДТП.
Приводяться результати автотехнічної експертизи по визначенню швидкості руху автомобіля до ДТП для випадків попутного зіткнення автомобіля BMW-525i з прицепом трактора і наїздом автомобіля Мерседес-280Е на нерухому перешкоду.
Висновки
1.
Анализ існуючих методик визначення швидкості автомобіля до удару показав, що їх застосування повязано з попередніми експериментами на кожній моделі, з їх допомогою неможливо досягнути високої точності результату, так як важко виміряти час удару і сповільнення.
2.
Для визначення швидкості автомобіля перед зіткненням з нерухомою перешкодою пропонується енергетичний підхід, якій не має ваду існуючих методик і відрізняється високою точністю ідентіфікації процесу деформації автомобіля при ДТП і простотою рішення задачі.
3.
Запропоновано про величину кінетичної енергії, яку автомобіль мав до зіткнення, судити за величиною залишкової деформації елементів конструкції.
4.
Розроблена инженерна методика, яка дозволяє за результатами сканерування пошкодженої поверхні визначити енергію деформації досліджуємого обєкту, за якою визначається швидкость автомобіля до удару.
5.
Застосування сплайн-інтерполяції при сканеруванні пошкодженої поверхні дозволяє з точністю до 10% ідентифікувати залишкові деформації, причому точність визначення початкової швидкості автомобіля за розробленою методикою залежить від точності вимірювань деформацій пошкодженого автомобіля.
6.
Застосування наданої методики дозволяє скоротити кількість не розслідуваних ДТП з 69% до 32%.
7.
Запропонований метод дозволяє всі обчислення проводити за допомогою ПЕОМ, що значно скорочує час розслідування ДТП.
8.
Запропонований метод дозволяє визначити нижню межу швидкості автомобіля до удару з точністю до 17%.
9.
Наданий метод дозволяє підвищити достовірність установлення причин ДТП, які повязани з перевищуванням швидкості руху автомобіля.
Список опублікованних автором праць
за темою дисертації
1.
Лаптева В.А., Торлин В.Н. Оптимизация процесса энергопоглощения ударных нагрузок специальными демпфирующими устройствами // Вестник СевГТУ. Вып. 14. – Севастополь: Изд-во СевГТУ. – 1998. – с. 107-109. (Дисертантом отримано рішення задачі методом множителів Лагранжа).
2.
Торлин В.Н., Ксенофонтова В.А. Метод обратных задач для процедур оптимизации конструкторско-технологических решений // Оптимизация производственных процессов. Вып. 1. – Севастополь: Изд-во СевГТУ –1999. – с. 3-6. (Дисертантом складени рівняння у часткових производних для рішення зворотних задач, отримано рішення задачі для складнього обєкта).
3.
Ксенофонтова В.А., Бабкин А.В., Торлин В.Н. Исследование процесса деформации кузова легкового автомобиля при наезде на неподвижное препятствие // Автомобильный транспорт. – Харьков: Изд-во ХНАДУ. – 2002. – с. 56-58. (Дисертантом розроблена методика рішення зворотньої задачі, спроєктовано експериментальне устаткування, виконани експерименти і оброблени їх результати).
4.
Пат. 24677 Україна, МКІ B60R19/02. Енергопоглинаючий пристрій протиударного бампера автомобіля / В.Н. Торлин, В.А. Ксенофонтова (UA). – № 97073555; Заявл. 08.12.97; Опубл. 04.08.98; Бюл. № 5 – 2 с. (Дисертантом запропоновано рішення для підвищення енергопоглинання бамперного пристрою).
Додатковий список публікацій
5.
Ксенофонтова В.А., Торлин В.Н. К вопросу устойчивости панели пола автомобиля // Тезисы докладов международной научно-технической конференции “Проблемы эксплуатации и ремонта автомобильных транспортных средств”. Севастополь: Изд-во СевГТУ. – 1997. - с. 10-11. (Дисертантом реалізовано на ПЭОМ рішення задачі методом Бубнова-Галеркіна).
6.
Лаптева В.А., Торлин В.Н., Пинчук А.А. “Исследование влияния активных составляющих на процесс деформации бампера автомобиля при лобовом ударе” // Материалы II международной научно-технической конференции “Автомобильный транспорт: тенденции развития, высокие технологии, менеджмент и маркетинг”. Севастополь: Изд-во СевГТУ. – 1998. – с. 19-20. (Дисертантом виконувався анализ ефективності бамперного пристрою при ДТП).
7.
Ксенофонтова В.А., Торлин В.Н. Моделирование больших деформаций панели пола автомобиля модифицированными уравнениями Кармана // Материалы III международной научно-технической конференции “Автомобильный транспорт: прогресс, технологии, кадры”. Севастополь: Изд-во СевГТУ. – 1999. – с. 12-18. (Дисертантом виведени рівняння Кармана для панелі змінної товщини і отримано їх рішення в аналитичному вигляді).
8.
Ксенофонтова В.А., Кобец А.А., Огрызков С.В., Торлин В.Н. Воздействие ударных нагрузок на узлы автомобиля // Материалы Республиканской научно-практической конференции “Системотехника на автомобильном транспорте”. Харьков: Изд-во ХГАДТУ. – 1999. – с. 52-55. (Дисертантом отримани виразі для енергії деформації материалу при впливанні ударних навантажень, отримано рішення задачі для кузова легкового автомобіля).
9.
Ксенофонтова В.А., Торлин В.Н. Геометрические и физические параметры безопасного легкового автомобиля // Материалы IV международной научно-технической конференции “Автомобильный транспорт: проблемы и перспективы”. Севастополь: Изд-во СевГТУ. – 2000. – с. 120-122. (Дисертантом отримано рівняння для енергії деформації конструктивних елементів автомобіля).
Анотація
Ксенофонтова В.А. Розробка методу визначення швидкості транспортного засобу до зіткнення в результаті ДТП. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 – Експлуатація та ремонт засобів транспорту – Харківський національний автомобільно-дорожній університет (ХНАДУ), 2003.
Дисертація присвячена рішенню питань визначення швидкості автомобіля перед зіткненням з нерухомою завадою при ДТП. Мета дослідження – підвищення обєктивності і достовірності експертизи ДТП.
В дисертації розроблено методи визначення швидкості автомобіля до удару, які грунтуються на дослідженні залишкових деформацій елементів конструкції ушкодженого автомобіля. В роботі показано, що величина кінетичної енергії, яку мав автомобіль до зіткнення, можна визначити, якщо точно вимірити ушкодження елементів кузова та шасі. Основу розробленої методики складають фундаментальні рівнення теорії пластичності і методи вирішення обернених задач в переміщеннях. Проведені експериментальні дослідження підтвердили високу точність запропонованої методики.
Ключові слова: інженерні методики, причини ДТП, кінетична енергія, залишкові деформації, зсунутий обєм, швидкість, автомобіль.
Аннотация
Ксенофонтова В.А. Разработка метода определения скорости транспортного средства до столкновения в результате ДТП. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 – Эксплуатация и ремонт средств транспорта. – Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет (ХАДИ), Харьков, 2003.
Диссертация посвящена решению вопросов определения скорости автомобиля перед столкновением с неподвижным препятствием при ДТП. Цели исследования – повышение объективности и достоверности экспертизы ДТП.
В диссертации разработаны инженерные методы определения скорости автомобиля до удара, основанные на исследовании остаточных деформаций элементов конструкции поврежденного автомобиля.
В работе показано, что величину кинетической энергии, которую имел автомобиль до столкновения с препятствием, можно определить, если точно измерить повреждения элементов конструкции, а из всех проанализированных наиболее эффективны те методики, которые основаны на энергетическом подходе. Величину кинетической энергии, которой обладает автомобиль до столкновения можно идентифицировать величиной остаточных деформаций элементов конструкции.
Основу разработанной методики составляют фундаментальные уравнения теории пластичности и методы решения обратных задач в перемещениях. В работе приведены инженерные методы, позволяющие определять величину энергии пластической деформации при помощи простых измерений.
Разработаны методики определения энергии деформации, позволяющие анализировать участки различной жесткости и конфигурации при сложной деформации. Применение сплайн-функций позволило точно идентифицировать повреждения элементов.
Проведенное экспериментальное исследование, базирующееся на основных принципах теории подобия, подтвердило адекватность и высокую точность предлагаемых методик. Приводятся результаты экспериментов, проведенных на спроектированной установке в виде маятникового копра с масштабными моделями различной жесткости с различным углом перекрытия и натуральными элементами конструкции автомобиля. Эксперименты позволили определить кинетическую энергию, затраченную на пластическую деформацию элементов с погрешностью не более 17%.
С целью повышения точности расчетов и сокращения времени проведения автотехнической экспертизы ДТП, была разработана структура программы “ЭКСПЕРТИЗА-СА”. Разработанные методики были применены при проведении автотехнической экспертизы и использованы для расследования случаев фронтального попутного столкновения и бокового наезда автомобиля на неподвижное препятствие.
Ключевые слова: инженерные методы, причины ДТП, кинетическая энергия, остаточные деформации, смещенный объем, скорость, автомобиль.
Summary
Ksenofontova V.A. Mining of a way of definition of speed of a transport means before impact in the road and transport incident of the result – Manuscript.
Thesis for the academic degree of the Candidate of Engineering Sciences in speciality 05.22.20 - Exploitation and repair of transports. – Kharkov National Automobile and Highway University (KhADI), Kharkov, 2003.
The thesis is devoted to the problems of definition of the automobile speed before impact with a fixed encumbrance at.
The purposes of research - increase of objectivity and veracity of expertise of road and transport incident.
In a thesis the methods of definition of speed of the automobile before shock based on research of permanent distortions of configuration items of the injured automobile are designed. In activity is rotined, that value of drop energy, which one had the automobile before impact, it is possible to determine if precisely to meter damages of members of a body and landing gear. The basis of the designed technique is made with fundamental equations of a plastic theory and methods of the solution of the return tasks in movings. The held experimental research has confirmed a split-hair accuracy of a tendered technique.
Keywords: engineering methods, road and transport incident, kinetic energy, deformations, displaced volume, speed, automobile.
Підписано до друку 02.10.2003 р.
Формат 60х90 1/16. Папір офсетний.
Обсяг _________др. арк.
Зам. № _39____. Тираж 100 прим.
Адреса редакції видавця та поліграфпідприємства
СевНТУ, НМЦ, 99053, м. Севастополь, Стрілецька балка, Студмістечко
Віддруковано видавництвом Севастопольського національного технічного
університету
