21 июня 2005
3598

Алексей Куприянов: Экспертиза механизма дорожно-транспортных происшествий

Владимир Николаевич НИКОНОВ, ведущий научный сотрудник Института механики Уфимского научного центра Российской академии наук, кандидат технических наук
Алексей Анатольевич КУПРИЯНОВ, адвокат Адвокатской палаты Московской области, руководитель "Адвокатской конторы Алексея Куприянова"

Применяемые в настоящее время в России методы судебной экспертизы по дорожно-транспортным происшествиям не отвечают требованиям участников уголовного процесса. Методики, десятилетиями используемые без каких-либо изменений, не учитывают ни прогресса в автомобилестроении, ни эволюции исследовательского аппарата науки. С учетом существующей проблемы в Уфимском научном центре РАН была разработана новая методика исследования дорожно-транспортных происшествий.


<...>

Таким образом, традиционная идеализированная модель объективна только в случаях, когда вся кинетическая энергия АТС или по крайней мере большая ее часть расходуется на работу сил трения. С момента столкновения АТС или начала физических процессов, описываемых законами механики, объективность традиционной модели требует доказательства для каждого конкретного ДТП. Как правило, в рамках традиционной модели такого обоснования не получить.

Инженерные модели3, применяемые на Западе, не только включают в себя возможности и нормативную базу традиционных моделей, но и значительно расширяют их. Они основаны на численном интегрировании дифференциальных уравнений движения и вращения АТС в трех измерениях с учетом изменения во времени действующих на АТС векторов внешних сил и используют все законы сохранения. Поэтому уровень детализации инженерных моделей весьма высокий. Шины, подвески, тормозной привод, иные элементы конструкции включены в модель в виде уравнений, описывающих работу данных устройств. Модель дороги может иметь как произвольный профиль, так и переменную шероховатость поверхности. Поэтому такие модели движения АТС высоко реалистичны, в чем можно убедиться на примере их использования в различных компьютерных играх - симуляторах автомобильных гонок.

Однако высокий уровень детализации является одновременно слабым местом инженерных моделей, так как проведение экспертизы по данному методу приводит к получению вероятностного, а не фактического механизма дорожно-транспортного происшествия. В большинстве случаев вероятностный подход отвергается российским законодательством, а потому инженерная модель не подходит для использования в отечественной судебной практике4.

Первая причина получения вероятностного результата имеет процессуальный характер - у АТС, участвовавшего в ДТП, следствием, как правило, не определяются фактические жесткости шин, вязкоупругие свойства подвески и другие параметры, которые могли измениться в процессе эксплуатации. Во внимание принимаются характеристики, заявленные изготовителем. Второй причиной является модель удара, основанная на гипотезе, приближенно определяющей зависимость силы сопротивления конструкции от деформации на основе данных краш-тестов. Однако допустимость распространения результатов тестирования нового АТС на АТС, бывшее в эксплуатации, далеко не бесспорна. Идеализация модели в виде усреднения жесткости по сторонам автомобиля также приводит к вероятностному результату. Жесткость боковины АТС, например, в центре двери и на стыке с порогом существенно различается. Гипотеза удара строится для деформаций, измеренных только на наружной поверхности автомобиля. Однако при одинаковых наружных деформациях внутренние силовые элементы АТС могут получить разные повреждения. Это связано в том числе с историей нагружения, так как известно, что различная последовательность приложения сил даже к простому элементу конструкции вызывает различную деформацию5. Кроме того, данная методика оставляет решение многих вопросов на усмотрение конкретного эксперта.

При использовании усовершенствованной инженерной модели (численной) все вышеназванные дефекты могут быть устранены. Например, гипотеза удара как главный элемент идеализации заменяется определенными расчетными данными, полученными при исследовании конкретного АТС, участвовавшего в ДТП, методами вычислительной механики6. Методика, в рамках которой используется эта модель, обеспечивает получение категоричных выводов об обстоятельствах ДТП, что и требуется в судебно-экспертной работе.

Численный анализ процесса столкновения транспортных средств между собой или с препятствиями методом конечных элементов (МКЭ)7 является наиболее наукоемким и, безусловно, наивысшим уровнем исследования ДТП на сегодняшний день (рис. 2). МКЭ включает в себя возможности традиционной и инженерной моделей и может как эффективно сочетаться с ними, так и в дальнейшем, с развитием вычислительной техники, полностью их заменить. Численная модель основана не на уравнениях, описывающих отдельные конструктивные элементы АТС, а на свойствах материалов и их геометрии. При использовании МКЭ каждый элемент конструкции АТС представляется в виде сеточного аналога, деформация элементов которого выражается через перемещения узлов сетки, при этом механические свойства материалов конечных элементов известны. Это дает возможность найти перемещения узлов при заданных на границах перемещениях, вычислить силы, действующие на границах сеточного аналога, затраты энергии на деформацию, изменение количества движения. Заметим, что МКЭ, как и любой математический сеточный метод, является сходящимся, т. е. всегда позволяет оценить погрешность расчета или произвести расчет с необходимой точностью. Однако метод громоздок, он требует решения систем десятков, а то и сотен тысяч уравнений, и потому сам по себе требует определения и обоснования разумного уровня детализации, удовлетворяющего всем требованиям судебно-экспертной практики.

Методика, разработанная В. Н. Никоновым, предусматривает использование уровня детализации модели, отвечающего этим требованиям. Размеры деформаций АТС измеряются, и производится исследование только поврежденных элементов конструкции. Так, для АТС, у которого деформирована дверь, достаточно исследовать только конечно-элементную модель этой двери. В результате утвержденного государственными стандартами прочностного расчета с использованием специальных контактных алгоритмов эксперту необходимо получить близкую к фактической или чуть меньшую деформацию. Полученные результаты вычисления ударной силы, затраченной энергии и изменения количества движения можно эффективно сочетать с традиционной и инженерной моделями для определения скорости АТС в момент столкновения, изменения направления и характера его движения. При этом важно, что результат объективен, а выводы вполне категоричны.

Деформации, полученные АТС, являются объективными "свидетелями" ДТП. На них расходуется значительная часть кинетической энергии транспортных средств, и под действием ударных сил, вызывающих деформации, происходит изменение направления и характера движения АТС. Конечное положение транспортных средств и их деформации всегда известны из материалов уголовного или гражданского дела. Таким образом, предлагаемая модель позволяет установить как точку столкновения АТС, так и основные параметры движения до столкновения. Уровень детализации модели, строго говоря, ограничен только квалификацией эксперта.

Для данного автомобиля расчет методом конечных элементов дает скорость 130 км/ч, инженерный расчет по методу Сrash-3 - 132 км/ч.
На сегодняшний день достижение высокой степени объективности экспертизы ДТП возможно только на основе сочетания элементов традиционной и инженерной моделей с численными моделями физических процессов, позволяющими контролировать точность результатов.

Очевидно, что на сегодняшний день достижение высокой степени объективности экспертизы ДТП возможно только на основе сочетания элементов традиционной и инженерной моделей с численными моделями физических процессов, позволяющими контролировать точность результатов (рис. 3). При этом предлагаемый В. Н. Никоновым метод конечных элементов, основанный на утвержденных государственными стандартами методиках специальных расчетов, позволит эксперту получить ответы практически на все вопросы, возникающие при исследовании дорожно-транспортных происшествий.

3 Никонов В. Н. Технические методы противодействия страховым мошенничествам // Страховое дело. 2004. No 11.
4 Россинская Е. Р. Судебная экспертиза в гражданском, арбитражном, административном и уголовном процессе. М.: Норма, 2005.
5 Мавлютов Р. Р. Концентрация напряжений в элементах конструкций. М.: Наука, 1996.
6 Никонов В. Н. Расчет параметров столкновения двух тормозящих автомобилей с учетом деформаций их конструкций // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. No 4.
7 Никонов В. Н. Технические методы противодействия страховым мошенничествам // Страховое дело. 2004. No 11; 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"; ГОСТ ИСО 10303-104:2000 "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление данных о продукции и обмен данными. Часть 104. Интегрированный прикладной источник: анализ конечных элементов".

Полностью статья опубликована в журнале "Уголовный процесс" No 6 (июнь) 2005 г.

http://www.arbitr-praktika.ru/Arch/up2005-6_3.htm

viperson.ru
Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован