Подписка

Мне, , разъяснены права и обязанности эксперта, предусмотренные ст. 25.9 КоАП РФ. Об административной ответственности за дачу заведомо ложного заключения по ст. 17.9 КоАП РФ предупрежден.

« 20» июля 2006г.                                                    __________________

Экспертиза начата               «20» июля 2006г.

Экспертиза окончена           «24» июля 2006г.

Место проведения:              ИМех УНЦ РАН, г.Уфа

Заключение эксперта

Я, Никонов Владимир Николаевич, кандидат технических наук, специальность 01.02.06 «Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры» (Прил. №1 к Приказу Миннауки РФ от 28.02.95г. №24, Приказ Миннауки РФ от 25.01.00г. № 17/4), диплом Государственного Высшего Аттестационного Комитета РФ сер. КТ № 051510 от 25.11.98г., стаж работы 21 год, ведущий научный сотрудник Института механики Уфимского научного центра Российской академии наук, на основании определения инспектора по исполнению административного законодательства ОГАИ Кировского РУВД г.Казани майора милиции Шигапова Ш.Ш. от 07 июля 2006г. о назначении инженерно-технической прочностной экспертизы по административному материалу по факту ДТП, имевшему место 22 июня 2006г. на автодороге Казань – КПМ «Малиновка», и распоряжения директора Института механики УНЦ РАН от 20 июля 2006г., произвел исследование обстоятельств указанного выше ДТП.

Для проведения исследования представлены:

1.      Материалы дела об административном правонарушении №1038 – протокол осмотра места ДТП, справка по ДТП, схема ДТП, объяснение водителя Аманова М.Г., объяснение водителя Гималеева Э.З., объяснение свидетеля Зиновьва С.А., рапорт инспектора ГАИ УВД г.Казани мл.л-та милиции Мартыновского, протокол 16 РТ № 464607 об административном правонарушении, копия постановления по делу об административном правонарушении.

2.      Отчет ИП Краснова Г.В. осмотра автотранспортного средства ВАЗ-2112 г/н с055рт, с актом осмотра, фотографиями автомобиля.

3.      Фотографии автомобиля Тойота Прадо г/н у400ав.

4.      Копия инструкции завода изготовителя для владельца автомобиля Тойота Лэнд Круизер Прадо, на английском языке.

5.      Телевизионный видеоролик

На исследование поставлены следующие вопросы:

1.      Какова была скорость а/м Тойта Прадо в момент столкновения?

2.      Какой скорости столкновения с жестким неподвижным барьером эквивалентна скорость а/м Тойота Прадо исходя из затрат энергии на деформацию обоих автомобилей?

3.      Должны ли были сработать фронтальные подушки безопасности автомашины Тойота Прадо при данном ДТП?

Литература:

1.      Рекомендации Госстандарта ГОСТ Р 50-54-42-88 «Расчеты и испытания на прочность. Метод конечных элементов и программы расчета на ЭВМ пространственных элементов конструкций в упругопластической области деформирования».

2.      Справочник физических величин. Под.ред. Г.А.Рябинина. Спб., Лениздат, Издательство «Союз», 2001.

3.      Цывильский В.Л. Теоретическая механика. М.: Высш.шк., 2001.

4.      Суворов Ю.Б. Судебная дорожно-транспортная экспертиза. М.: «Право и закон», 2003.

5.      Руководство по ремонту и каталог запасных частей автомобилей ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112. С.Н.Волгин и др. – М.: «Издательский Дом Третий Рим», 2002г. – 288с., табл., илл.

6.      Технические характеристики автомобиля Тойота Лэн Круизер Прадо.

Обстоятельства дела

22 июня 2006г. в 19.30 на автодороге Казань – КПМ «Малиновка» произошло ДТП с участием автомобиля ВАЗ-21120 г/н с055рт под управлением Аманова М.Г., и автомобиля Тойота Лэнд Круизер Прадо г/н у400ав под управлением Гималеева Э.З. В результате столкновения оба автомобиля получили механические повреждения. Автомобиль Тойота после столкновения неоднократно опрокидывался. Согласно схеме ДТП в конечном положении автомобиль Тойота удален на расстояние не менее =78.6+22+2=102.6м от точки столкновения.

Расчет энергии, затраченной на деформацию

Для ответа на поставленные вопросы необходимо установить возможные наименьшие затраты энергии на деформацию конструкций автомобилей при их столкновении.

Так как автомобиль Тойота мог получить дополнительные деформации при опрокидывании, суммарное количество энергии, затраченное на деформацию при столкновении, следует провести без учета деформаций автомобиля Тойота. Учет только деформаций автомобиля ВАЗ приведет к заниженному результату вычисления количества затраченной на деформацию энергии. Однако с учетом того, что жесткость передней части автомобиля Тойота значительно выше жесткости боковой части автомобиля ВАЗ, как за счет конструктивных особенностей, так и за счет того, что автомобиль Тойота деформировал переднюю часть автомобиля ВАЗ, в том числе, жесткими элементами своей подвески, что видно из представленных фотографий, показанных на фиг.1, разница между расчетным и фактическим количествами затраченной на деформацию энергии будет невелика.   

Установить количество затраченной на деформацию автомобиля ВАЗ энергии можно прочностным расчетом силовых элементов передней части этого автомобиля методом конечных элементов согласно ГОСТ Р 50-54-42-88 «Расчеты и испытания на прочность. Метод конечных элементов и программы расчета на ЭВМ пространственных элементов конструкций в упругопластической области деформирования».

Из фотографии на фиг.1, иных представленных фотографий, и акта осмотра транспортного средства следует, что автомобиль ВАЗ имеет повреждения силовых элементов передней части – брызговики передних колес (поз.7,8 акта), лонжероны передние (поз.8,10 акта), поперечина передней подвески (поз.14 акта), рамка радиатора и радиатор (поз.4, 15 акта).

На фиг.2 показана конструкция каркаса кузова автомобиля ВАЗ. Сравнение фиг.2 и фотографии на фиг.1 показывает, что для расчета величины затраченной на деформацию энергии достаточно рассмотреть деформацию передней части кузова от центра стоек передних колес. 

На фиг.3 показан конечно элементный аналог передней части автомобиля ВАЗ-21120 в натуральную величину, состоящий из 9162 оболочечных конечных элементов с 9312 узлами. Размер конечных элементов не более 15мм, толщина 0.8мм, 1.6мм и 2.4мм в зависимости от элемента конструкции согласно каталогу запасных частей. Конечно-элементным аналогом представлены передние лонжероны, брызговики передних колес, поперечина передней подвески, нижняя часть рамки радиатора, опоры стоек передних колес. В левой части плоскостью представлено абсолютно жесткое тело, которым будет деформирован аналог. Материал деформируемых элементов конструкции идеальный упругопластический, без деформационного упрочнения, с модулем упругости 20000кг/мм², коэффициентом поперечной деформации 0.33. Напряжение течения принято в размере 60% от предела прочности, указанного в каталоге запасных частей для вышеперечисленных элементов конструкции –30кг/мм², и 48кг/мм². Не учет остальных элементов конструкции, оказывающих дополнительное сопротивление деформированию, не учет упрочнения материалов конструкции, учет наименьших механических характеристик материалов конструкции, не учет энергии, затраченной на деформацию автомобиля Тойота, обеспечивают вычисление возможной наименьшей энергии, затраченной на деформацию при столкновении автомобилей. Граничные условия – жесткое закрепление задних кромок аналога.

Далее решалась контактная задача деформации конструкции жестким телом до фактической величины, как на фиг.1. Согласно ГОСТ решение было разбито на 100 шагов, на каждом из которых составлялась и решалась система уравнений, нелинейность преодолевалась итерационной процедурой.

На фиг.4 показана деформированная конструкция в различных ракурсах. Видно, что деформация левой стороны конструкции посредством поперечины подвески передается на правую сторону конструкции, вызывая вторичные деформации правых брызговика и лонжерона.

На фиг.5 показано совмещение расчетной деформированной конструкции и фотографии с фиг.1, выполненное для контроля величины деформации. Видно, что деформации левых частей совпали, а расчетная деформация правой части несколько меньше фактической. Расхождение обусловлено тем, что фактически кроме удара в автомобиль ВАЗ слева имел место проезд автомобиля Тойота по передней части автомобиля ВАЗ.

На фиг.6 показана расчетная зависимость величины энергии, затраченной на деформацию, от деформации. Расчетная величина энергии деформации составила =66297н*м. Фактические затраты энергии были больше по причинам, объясненным выше.

Исследование по первому вопросу

Автомобиль Тойота опрокидывался после столкновения, а его удаление от точки столкновения составило =102.6м. Коэффициент трения металла об асфальт составляет =0.2, масса автомобиля Тойота и водителя =1900+70=1970кг.

Тогда скорость автомобиля Тойота в момент столкновения составляла не менее

где  – ускорение силы тяжести 9.81м/с².

Фактическая скорость была выше, так как расчетом не учтены деформация автомобиля Тойота, не учтено дополнительное сопротивление деформации со стороны иных элементов конструкции автомобиля ВАЗ, приняты возможные наименьшие механические характеристики материалов и не учтено их деформационное упрочнение.

Исследование по второму вопросу

Эквивалентную энергии скорость ( в западной литературе EES – Energy Equivalent Speed, или EBS – Equivalent Barrier Speed) можно вычислить из равенства кинетической энергии движущегося автомобиля Тойота энергии, затраченной на деформацию. Отсюда

Отсюда, исходя из затрат энергии на деформацию обоих автомобилей (в данном случае рассчитана энергия деформации только одного из двух автомобилей), полученные деформации эквивалентны скорости столкновения автомобиля Тойота Прадо с жестким неподвижным барьером не менее 29.5км/ч. Фактическая величина эквивалентной энергии скорости выше, так как расчетом не учтены деформация автомобиля Тойота, не учтено дополнительное сопротивление деформации со стороны иных элементов конструкции автомобиля ВАЗ, приняты возможные наименьшие механические характеристики материалов и не учтено их деформационное упрочнение.

Исследование по третьему вопросу

Установить, должны ли были сработать фронтальные подушки безопасности автомашины Тойота Прадо при данном ДТП, можно на основании инструкции завода изготовителя для владельца автомобиля Тойота Лэнд Круизер Прадо, представленной на английском языке. Эксперт, являясь кандидатом технических наук, сдал установленный кандидатский минимум по английскому языку, и может переводить технические тексты по своей специальности.

Ниже слева приведен фрагмент инструкции на английском языке, а справа – перевод эксперта на русский язык.

Инструкция завода-изготовителя называет конкретную абсолютную скорость фронтального столкновения с неподвижным жестким объектом, достаточную для срабатывания подушки безопасности – 25км/ч. Однако условием срабатывания подушек является не абсолютная скорость относительно дороги, а жесткость удара, сравнимого с ударом в неподвижный недеформируемый барьер на скорости 25км/ч и выше. Так как критерием сравнения является энергетически эквивалентная скорость (EES), величина которой, как установлено при исследовании второго вопроса, не менее 29.5км/ч, в данном ДТП фронтальные подушки безопасности автомобиля Тойота должны были сработать. 

Проверка по деформациям. Порог срабатывания подушек безопасности автомобиля Тойота – жесткий удар при скорости =25км/ч=6.94м/с, что соответствует величине кинетической энергии

                                   .

Полученная величина энергии значительно ниже расчетной величины энергии, затраченной на деформацию автомобилей в данном ДТП, . Расчетные деформации передней части автомобиля ВАЗ, соответствующие затратам энергии , показаны ниже на фиг.7. Фактические деформации были бы меньше, так как иные элементы конструкции оказывали бы дополнительное сопротивление деформированию, а часть энергии пошла бы на деформацию автомобиля Тойота.

Из фиг.7 видно, что правые брызговик и лонжерон практически на деформированы, поперечина подвески имеет незначительный изгиб. Т.о. в результате удара автомобиля Тойота в автомобиль ВАЗ при пороговом значении энергетически эквивалентной скорости 25км/ч результатом удара была бы деформация левой передней части автомобиля ВАЗ.

Проверка по месту соприкосновения. На фотографии автомобиля Тойота, показанной на фиг.1, видна вмятина на правом переднем крыле над колесной аркой. Это дает основание полагать, что вмятина является местом первичного контакта автомобиля ВАЗ с автомобилем Тойота. Однако на представленном видеоролике, кадр из которого показан на фиг.8, эта вмятина отсутствует, откуда следует что вмятина образовалась позже, возможно в момент транспортировки автомобиля с места ДТП или при иных обстоятельствах

Из представленной схемы ДТП следует, что прилегающая второстепенная дорога, по которой выехал автомобиль ВАЗ, образует с главной дорогой тупой угол. Из материалов дела следует, что водитель автомобиля ВАЗ имел намерение совершить разворот через сплошную линию разметки. Отсюда следует, что в момент столкновения автомобили располагались под углом больше 90⁰, как показано на фиг.9.

Этот же вывод следует из показанных на фиг.10 кадров из видеоролика, на которых виден отпечаток правого переднего угла автомобиля Тойота на передней части автмобиля ВАЗ. Это же подтверждается и повреждениями лакокрасочного покрытия правой передней части автомобиля Тойота, которые видны на фотографии на фиг.1.

На фиг.11 показана иллюстрация из инструкции завода изготовителя для владельца автомобиля Тойота Лэнд Круизер Прадо, на которой заштрихованная область между стрелками показывает место удара автомобиля о препятствие, когда должны сработать фронтальные подушки безопасности. Крайняя правая точка соприкосновения соответствует правой границе правой передней фары.

Из сравнения фиг.11 и фиг.9 следует, что условие срабатывания подушек безопасности завода-изготовителя по локализации места удара на передней части автомобиля Тойота в данном ДТП выполнено.

Т.о. в данном ДТП фронтальные подушки безопасности автомобиля Тойота должны были сработать, так как локализация места удара на передней части автомобиля Тойота и жесткость удара, определенная по энергетически эквивалентной скорости, соответствуют условиям срабатывания завода-изготовителя. 

Выводы

1.                            Скорость автомобиля Тойота Прадо в момент столкновения была не менее 78км/ч. Фактическая скорость была выше, так как расчетом не учтены деформация автомобиля Тойота, не учтено дополнительное сопротивление деформации со стороны иных элементов конструкции автомобиля ВАЗ, приняты возможные наименьшие механические характеристики материалов и не учтено их деформационное упрочнение.

2.                            Исходя из затрат энергии на деформацию скорость автомобиля Тойота Прадо в момент столкновения эквивалентна скорости столкновения с жестким неподвижным барьером 29.5км/ч. Фактическая величина эквивалентной скорости выше, так как расчетом не учтены деформация автомобиля Тойота, не учтено дополнительное сопротивление деформации со стороны иных элементов конструкции автомобиля ВАЗ, приняты возможные наименьшие механические характеристики материалов и не учтено их деформационное упрочнение.

3.                            Фронтальные подушки безопасности автомашины Тойота Прадо в данном ДТП должны были сработать, так как локализация места удара на передней части автомобиля Тойота и жесткость удара, определенная по энергетически эквивалентной скорости, соответствуют условиям срабатывания завода-изготовителя.

Приложения:

1.      Паспорт специальности (Приказ Миннауки РФ от 25.01.2000г. № 17/4).

В.н.с. ИМех УНЦ РАН,

к.т.н., доц.                                                                                              В.Н.Никонов

                                                                            «24» июля 2006г.

Приложение 1

Паспорта специальностей

(утв. Приказом Министерства науки и технологий РФ от 25.01.2000г. № 17/4)

Шифр специальности:

01.02.06 Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Формула специальности:

«Динамика, прочность маши, приборов и аппаратуры»  – область науки, изучающая методами механики и вычислительной математики поведение технических объектов различного назначения, закономерностей механических явлений и связанных сними процессов иной природы (пневмогидравлических, тепловых, электрических и т.д.), имеющих место в машинах, приборах, конструкциях и их элементах, а так же в материалах, как естественных, так и полученных искусственно.

Область исследования:

1.                            Динамика машин, приборов, аппаратуры, систем и комплексов машин и приборов.

2.                            Прикладная теория упругости.

3.                            Механика материалов и конструкционная прочность.

4.                            Теория линейных и нелинейных колебаний.

5.                            Теория и прикладные проблемы устойчивости, равновесия и движения.

6.                            Статистическая механика и надежность машин, приборов, конструкций.

7.                            Технологическая механика.

8.                            Методы и техника экспериментального исследования динамики и прочности машин, приборов, конструкций и материалов.

9.                            Математическое моделирование поведения технических объектов и их несущих элементов при статических, динамических, тепловых, коррозийных и других воздействиях.

10.                        Методы нахождения оптимальных и/или рациональных конструктивных решений, включая выбор материалов, силовых схем, размеров и т.п.

Отрасль наук:

-        Технические науки

-        Физико-математические науки

Автор: Андрей, February 07, 2008
Для срабатывания подушек безопасности определяющими факторами являются не только скорость удара,но и направление удара.Векторная составляющая должна быть расположена в секторе плюс-минус 15 градусов от продольной оси автомобиля.Не факт,что подушки должны были открыться.

УСЛОВИЯ СРАБАТЫВАНИЯ ПОДУШЕК
Автор: ГЕОРГИЙ, February 23, 2008
ПОЛНОСТЬЮ СОГЛАСЕН С ПРЕДЫДУЩИМ КОМЕНТАРИЕМ, ПО РАБОТЕ ПРИХОДИЛОСЬ ОСМАТРИВАТЬ АВАРИЙНЫЕ АВТОМОБИЛИ (ПРИЧЕМ БОЛЬШЕЙ ЧАСТЬЮ ТОЙОТЫ И ЛЕКСУСЫ), ВИДЕЛ ИХ ТЫСЯЧИ. ПРИ ТАКОМ УДАРЕ ( А ИМЕННО: СИЛА И НАПРАВЛЕНИЕ) ИЗ 100 НОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ТОЙОТА ПРАДО ПОДУШКИ СРАБОТАЛИ БЫ ВОЗМОЖНО ЛИШЬ В ОДНОМ (ЧТО ГОВОРИЛО БЫ О БРАКЕ СИСТЕМЫ АИРБЕК НА ЭТОМ АВТОМОБИЛЕ).