Studiul Experimental Privind Impactul Fata Spate Intre Autovehicule

Contents

Capitolul I Introducere

Lucrarea „Cercetări experimentale privind impactul din spate între autovehicule” încearcă să cuprindă într-o mica măsură problema producerii accidentelor autovehiculelor, rolul pe care îl joacă conducătorul auto, la desfășurarea evenimentelor rutiere și funcția ce o deține expertul ethnic în elaborarea expertizei tehnice, prin care reiese modul cum s-a produs accidentul rutier ( cauzele și vinovații).

În România, în ultimii ani numărul accidentelor de circulație îndeosebi cele grave, care au dus la rănirea sau moartea ocupanților autovehiculelor, principala cauză a producerii accidentelor fiind comportamentul șoferilor în trafic.

Pentru a putea crește gradul de siguranță în trafic și a diminuării numărului de accidente de circulație este necesar să fie identificate cauzele, comportamentele și atitudinile care favorizează încălcarea regulilor de circulație de către conducătorii auto și implicit producerea accidentelor.

1.1 Generalități privind accidentele de circulatie

Accidentul rutier poate fi caracterizat ca un eveniment intâmplător și nepravăzut cu urmări periculoase care cauzează o avarie a mijloacelor de transport sau a altor bunuri, moartea sau vătămarea integritătii corporale a unor persoane, eveniment care apare in timpul circulatiei sau exploatării mijloacelor de transport ca urmare a actiunilor sau omisiunilor conducătorilor auto.

Odată cu creșterea numarului de automobilele a crescut proporțional și numarului de accidente, producând din ce in ce mai multe victime. Pentru diminuarea acestora se acționează permanent, prin toate mijloacele, ca aceastea să se desfășoare în condiții de deplină siguranță Se are în vedere faptul că, accidentele produse în cadrul traficului rutier se află în prezent printre primele cauze de deces, urmând după infarctul miocardic și de tumori ale corpului omenesc.

Prin studierea accidentelor rutiere produse de-a lungul timpului, de la apariția autovehiculului si pana in prezent sa constat o creștere exponențială a numărului accidentelor de circulație implicit a numărului de decese datorate accidentelor rutiere. Studiile efectuate recent clasează accidentele desfășurate in cadrul traficului rutier ca a doua cauză de deces din lume după infarctul miocardic.

Automobilul reprezintă o sursă inepuizabilă de provocări pe mai multe planuri, dorit polarizăriiextraordinarelor capacități intelectuale,financiare.

Automobilului, s-a dezvoltat megaindustria împreună cu alte ramuri în plan orizontal- industria extractivă,industria prelucrătoare,industria grea ,industria constructoare de mașini.

Cel care se afla la postul de comandă al autovehiculului nu este niciodată singur pe drum, el aflându-se într-o complexă rețea de curenți de circulație terestră alături de ceilalți ,împreună cu celelalte personae aflate in vehicul ,sau ceilalți participanți la trafic, împreună cu pietonii care se afla pe același drum.Integrându-se corect și legal în fluxurile de circulație rutieră pentru a fi capabil să conducă un autovehicul ,el trebuie să îndeplinească condiții stricte,să aibă deprinderi specifice pentru a conduce un autovehicul , să cunoască și să respecte normele comunității privind circulația rutieră.

Cu privire la accidentele de circulație rutieră,nu doar șoferii sunt cei vinovați,ci și pietonii de multe ori sunt înșiși vinovați pentru accidentul suferit,datorită faptului că nu respecta normele de circulație,trecând prin locuri nepermise sau neasigurându-se când traversează.

Pietonii care circulă pe carosabil sunt nevoiți să-și coordoneze tactica și regimul de mișcare în armonie cu dinamica vehiculelor aflate în mers.

Avantajul pe care pietonul îl are în raport cu celelalte unități de trafic cu privire la schimbarea direcției,a sensului de mers și a regimului de mișcare,este acela de a fi independent și mobil în același timp.Aceste avantaje și anume de a fi independent și mobil în același timp, în calitate de pieton poate provoca de multe ori daune cu privire la producerea accidentelor de circulație rutieră,pietonul singur fiind răspunzător pentru propriul accident datorită neatenției sale.

1.1.1 Cauzele producerii accidentelor rutiere

Producerea accidentelor de circulație pot fi din diverse cauze, ele depinzând de starea tehnică a autovehiculelor, starea vremii, a conducătorilor auto si pietonilor dar și de starea drumurilor.

Principalele cauze ale accidentelor de circulație datorate conducătorilor auto sunt următoarele :

„ -traversarea neregulamentară a pietonilor ;

-neacordare de prioritate;

-viteza necorespunzătoare;

-nerespectarea culorii semaforului;

-depășirile neregulamentare (nerespectarea regulilor referitoare la manevra de depășire);

-alcoolul;

-nerespectarea distanței in trafic; ”

Mai poate duce la producerea accidentelor urmatoarii factori:

-starea tehnică a autovehiculului;

-starea căii rutiere;

-condițiile meteorologice și de vizibilitate.

Fig. 1.1 Principalele cauze ale accidentelor rutiere

La o anumită perioada de timp, dintre sistemele autovehiculului care participă la siguranța circulației, trebuiesc verificate, iar acestea sunt:

-sistemul de direcție;

-sistemul de frânare;

-sistemul de iluminare;

-sistemul de rulare.

Un alt factor care participă la producerea accidentelor rutiere este randamentul unui sistem rutier care se poate aprecia în funcție de următorii factori:

-intensitatea circulației;

-viteza medie de circulație;

-numărul de evenimente de circulație.

Intensitatea circulației este un factor prin care se apreciaza fluxul traficului, care se modifica în anumite ore din zi, zile din săptămâna si de luniile anului, ea influențând negativ desfăsurarea traficului, care poate conduce la producerea evenimentelor rutiere. Cu cât viteza de circulație crește cu atât pericolul producerii de accidente v-a fii mai mare din cauza frânărilor bruște și distanței mici dintre autovehicule.

Pantele și rampele precum și curbele reduc apreciabil vizibilitatea în plan și în profilul în lung, aceste elemente geometrice ale drumului fiind generatoare de evenimente rutiere mai ales în cazul manevrei de depășire pe aceste sectoare de drum. Starea căii rutiere influențează, de asemenea, capacitatea de conducere auto și-atunci când nu este corespunzătoare – creează pericole pentru siguranța traficului. La rularea autovehiculului pe un drum în proastă, cu suprafața carosabilă deteriorată, se poate întâmpla ca, valoarea aderenței la un anumit moment sa nu fie exact la toate roțile, ceea ce poate conduce la apariția derapajului. În cazul producerii denivelărilor mari în îmbrăcămintea drumului, nesemnalizate, conduce la apariția unor defecțiuni la sistemele de direcție sau de rulare, ceea ce poate produce pierderea controlului volanului și, totodată, la intrarea în coliziuni cu alte autovehicule sau părăsirea suprafeței carosabile.

Intersecțiile la același nivel sunt printre cele mai importante elemente care limitează și adesea întrerup influența traficului pe un drum, fiind locuri unde se pot produce evenimente rutiere. Abundența de indicatoare, reclame și diverse panouri distrag atenția conducătorului auto și chiar îl obosesc, așa cum circulația pe aliniamente lungi și monotone poate provoca uneori adormirea conducătorului auto.

Condițiile meteorologice defavorabile, ceața, ploaia, ninsoarea, poleiul, micșorează vizibilitatea și fac drumul alunecos, acestea influențând activitatea sistemului nervos, care este mult mai solicitat, stare ce se reflectă în capacitatea de a conduce. Conducătorii auto trebuie să acorde o atenție mărită și să aibă un plus de prudență îndeosebi în cazul unor depășiri sau la aprecierea exactă a spațiului necesar în momentul încrucișării, mai ales în condițiile unui trafic eterogen, autoturisme, autocamioane, autobuze, tractoare, căruțe, bicicliști.

Oboseala duce la încetinirea manevrelor de conducere, la nesincronizarea mișcărilor, la scăderea atenției și la apariția unei stări subiective de tensiune nervoasă. Activitatea de conducere, desfășurată cu încordare și atenție continuă obosește sistemul nervos al subiectului, proces accelerat de o serie de circumstanțe. Printre acestea sunt de amintit :

-imobilitatea poziției conducătorului auto

-mișcarea de legănare a autovehiculului

-zgomotul uniform al motorului

-monotonia unor căi rutiere

-căldura din cabină

Consumul de alcool, atât înainte cât și în timpul conducerii automobilului, este o importantă cauză a producerii accidentelor de circulație, deoarece afectează puternic capacitatea de conducere auto. În urma consumului de alcool și potrivit cu cantitatea ingerată, atenția scade, durata reflexelor crește, capacitatea de acordare a ochiului este diminuată, coordonarea mișcărilor devine deficitară, distanțele și vitezele sunt apreciate cu mari erori, acțiunea alcoolului continuând cu tulburări de echilibru.

Consumul de medicamente și stimulente reprezintă, de asemenea, factorul favorizant al producerii accidentelor de circulație. Acțiunea cofeinei nu diminuează oboseala sau influența alcoolului, ci, la unele persoane, produce neliniște, tremurături, nesiguranță. Folosirea medicamentelor și a stimulentelor, nu trebuie să aibă loc fără consultarea medicului.

1.2 Notiuni generale privind siguranta pasiva a autovehiculelor

Prin siguranța pasivă putem spune ca se referă la asigurarea protecției atât a ocupanților autovehiculului, cât și a participanților la traficul rutier, care pot fi implicați intr-un accident de circulație.

Siguranță pasivă al autovehiculului se asigură prin:-prelucrarea unor structuri, care sa preia o cantitate mare de energie disipata in cazul unui impact;

-proiectarea unor sisteme de reținere în asa fel încat să asigure protejarea ocupanțiilor în timpul accidentuluiș

-măsuri de protecție pentru participanții la accident din afara autovehiculului (pietoni, bicicliști, etc. loviți);

-măsuri de siguranță post-accident.

Pentru o astfel de siguranță a pasagerilor a fost necesară introducerea unei structuri rigide în jurul habitaclului, ea fiind realizată din mai multe cadre inchise formând „colivia de siguranță”, dispunând spațiul necesar supraviețuirii în timpul unui impact. Interiorul se va capiționa complet și se încearca înlaturarea părtilor proeminente dure, ce ar putea duce la rănirea ocupanților în urma unui impact.

Coloana sistemului de direcție, planșa de bord și parbrizul trebuie ca prin deformare controlată să absoarbă o mare parte din energia de impact, astfel încât să nu provoace leziuni grave asupra pasagerilor din față.

În momentul de față autovehiculele prezintă sisteme cu rolul de a proteja si a reține ocupanții în cazul unui impat, de lovirea componentelor habitaclului.

De asemenea, habitaclul trebuie să fie izolat de zona unde este montat rezervorul de combustibil, care trebuie să fie anti-incendiu și plasat astfel încât să nu fie expus șocurilor.

Măsurile de protecție pentru participanții la trafic din afara vehiculului constau în realizarea barelor de protecție din materiale plastice ușor deformabile. Parbrizul autovehiculului trebuie șă se desprindă către exteriorul autovehiculului în cazul unui impact, să nu se spargă cu cioburi, iar la desprinderea lui sa nu se exercite o forță mai mare decât spargerea cutiei craniene umane.

Consecintele accidentelor in care sunt implicate vehicule pe doua roti si autovehicule pot fi doar usor ameliorate prin modificarea designului(formei) autovehiculelor.

Faruri mobile

Stergatoare incastrate (incluse in caroserie fara a fi iesite spre in afara)

Maneri de usi incastrate

Bare plafon incastrate

Siguranta pasiva reprezinta totalitatea functiilor unui autovehicul ce au rolul de a proteja viata si integritatea corporala a pasagerilor si a pietonilor in timpul si dupa producerea accidentelor.

Siguranta pasiva are ca scop reducerea consecintelor accidentelor rutiere.

1.2.1 Statistica accidentelor rutiere

Statisticile arată că peste 50% din accidente se produc în puncte singulare ale rețelei rutiere, adică la intersecții, în curbe, la pasaje de nivel etc. Aceleași statistici indică o reducere de circa 60% din numărul de accidente rutiere la circulația pe autostrăzi, cu caracteristici geometrice largi, fără accese necontrolate și de riscul apariției unui pieton pe neașteptate este foarte mic.

Fiecare conducator auto, participant al traficului, trebuie sa-și stăpânească comportamentul pentru a nu compromite decizii și acțiuni eronate care pot duce la accidente și pe cât posibil sa evită greșelile celorlalți parteneri de trafic. Masurile care ar putea ajuta la diminuarea accidentelor si pot duce la mărirea capacitații si siguranței in trafic sunt:

-vizibilitatea in curbe si in intersecții;

-realizarea de amenajări speciale pe drumurile în rampă sau sinuoase (supralărgiri, benzi pentru autovehicule grele)

-incercarea evitarii traficului pe drumurile cu circulație intense;

-semnalizarea circulației rutiere omogenă, vizibilă și ușor inteligibilă, așa fel incat să producă conducatorilor auto reflexe si să fie eficientă, fara a deveni foarte aglomerată.

1.2.2. Statistica accidentelor rutiere în Romania

În România, în tot mai multe accidente rutiere sunt prezenți pietonii, la fel se întampla si în alte țări din UE, acestea duc la recurgerea unor metode sau soluții pentru diminuarea acestor tragedii, de aceea pe tot mai multe drumuri s-au impus limite de viteza, introducerea de modificări în proiectarea părții frontale a vehiculelor, bună iluminare a spațiului public.

„ Un studiu al Ministerului Afacerilor Interne, ne arată că în România, o persoana a decedat la 4 ore într-un accident auto. S-au produs in medie peste 9000 de accidente de circulație, în care aproximativ 8800 de persoane au fost rănite grav, iar in jur de 2000 de persoane au decedat. Accidentele rutiere grave care au avut loc in perioada 2001-2011.De cele mai multe ori șoferii s-au urcat la volan sub influența băuturilor alcoolice sau a drogurilor, aceasta fiind principala cauza de producerea acestor evenimente grave.

Topul zonelor în România, cu cele mai grave accidente:

„ DN 6 (București-Alexandria),localitatea Bragadiru: 26 de accidente grave, cu 14 morți și 21 de răniți grav;

DN 19 (Oradea-Carei), în interiorul orașului Oradea, pornind de pe Bulevardul Ștefan cel Mare spre ieșirea dinspre Biharia: 19 accidente grave, cu 10 morți și 14 răniți grav;

DN1 (București-Ploiești ) localitatea Puchenii Moșneni: 18 accidente grave, cu 8 morți și 21 de răniți grav;

DN 15 (Turda-Târgu Mureș-Reghin), în zona localității Sângeorgiu de Mureș: 18 accidente grave, cu 10 morți și 8 răniți.”

Figura 1.2. Situația statistică a accidentelor rutiere grave din Romania în perioada 2001-2011.

1.2.3 Statistica accidentelor rutiere în UE

În fiecare an, aproximativ 250.000 persoane sunt grav rănite în accidente rutiere în UE — în comparație cu 28.000 de decese în accidente rutiere în 2012. Datele pentru 2012 se bazează pe date provizorii, datele finale pentru fiecare țară în parte ar putea suferi modificări minore.

Într-o clasificare după numărul persoanelor decedate la 1.000.000 de locuitori ca urmare a accidentelor rutiere care au avut loc în anul 2012 în statele Uniunii Europene, România se situează pe poziția a doua cu aproximativ 96 de persoane decedate la 1.000.000 locuitori, media în statele UE fiind de 55 persoane decedate la 1.000.000 locuitori

Figura 1.3. Numărul persoanelor decedate în accidente rutiere. UE-2012

„Pe drumurile din UE anual aproximativ cam 30.000 de oameni mor, din cei care-și pierd viata in aceste accidente sunt barbați, arata cel mai nou raport al Cosiliului Europea pentru Siguranța Transporturilor. Barbatii sunt mai agresivi, depasesc mai des viteza legala si isi pierd viata mai ales cand sunt la volan, in timp ce femeile respecta mai mult regulile de circulatie si isi pierd viata mai ales ca pietoni sau pasageri, arata raportul care face comparatii interesante intre cele doua sexe . Barbatii isi pierd mai ales viata ca soferi sau ca motociclisti, in timp ce femeile sunt victime mai ales ca pietoni sau pasageri. ”

Fig 1.4. Raportul dintre populatie si decesele din accidente rutiere in UE

1.3 Clasificarea accidentelor rutiere

Masinile din ziua de azi au foarte multe sisteme de siguranta, majoritatea sunt impuse de normele de fabricatie. Acestea se impart in doua categorii:

In cazul accidentelor de trafic rutier de la fata locului vom avea in vedere urmatoarele.

Clasificarea dupa tipul coliziunii:

– locul impactului autovehicul-pieton

– locul impactului atutovechicul-autovehicul

– autovehicul-obstacol

– traseul parcurs de autovechicul pe carosabil din momentul impactului sau al coliziunii pana la oprire.

Clasificarea dupa configuratia impactului:

Accidentele specific impactului de tip vechicul-vehicul pot fi:

-impact frontal

-impact lateral

-impact din spate

-impact oblic

Clasificarea dupa factorii in producerea accidentului:

Factorii favorizanti in producerea accidentelor rutiere pot fi:

-factorul uman

-autovehiculul

-conditiile meteorologice

-mediul rural/urban

-conditiile de desfasurarea a traficului.

In prima categorie se incadreaza coleziunile autovehicul-autovehicul, care sunt cele mai frecvent intalnite dar si coliziunile automobilelor cu alte obiecte pe care le intalnesc in traiectoria lor, exemplu copaci,stalpi , parapet etc.

Coliziunile de tipul autovechicul-obiect se pot clasifica in functie de directia de deplasare a participantilor implicate in impact. Astfel se deosebesc coliziuni frontale , coliziuni laterale si coliziuni din spate.

Cele mai importante categorii de accidente sunt cele datorate coliziunilor frontale , laterale si fata-spate

1.4 Stadiul actual al incercarilor experimentale

Impactul reprezintă perioada în care cele două corpuri se află în contact, . Prin deformarea caroseriei care are loc în acest interval, se execută un proces în care o parte a energiei cinetice inițiale devine energie de deformație. Acest proces durează pana la desprinderea celor două vehicule, perioada coliziunii fiind foarte scurtă de ordinul milisecundelor

Autovehiculele noi sunt supuse la diferite impacturi pentru testarea și evaluarea sistemelor de siguranță pentru pasageri cât și pentru pietoni

In momentul de față, incercările experimentale la nivel european sunt reprezentate de standardele Euro NCAP. Autovehiculele noi sunt supuse la diferite impacturi pentru testarea și evaluarea sistemelor de siguranță pentru pasageri cât și pentru pietoni.

1.4.1. Impactul din spate

Datorită frecvenței ridicate și rănilor produse care s-au întâmplat în urma acestui impact, în special traumatismele cervicale, societatea Europeana a motivat Euro NCAP să integreze un test de impact din spate in cadrul programului de testare. Un rol foarte important în acest test, î-l posedă design-ul tetierei si al scaunului, deoarcere influențează gradul de rănire al ocupantului. Testul constă intr-un design cât mai bun al scaunului și in particular o mai buna geometrie a tetierei pentru asigurarea unei susțineri cât mai bune a capului și a coloanei vertebrale. Acest test se realizează folosind un scaun montat pe o sanie de testare supusă la forte mici, moderate si mari, pentru a reprezenta o gama a forțelor ce se produc în timpul accidentelor.

Fig.1.5. Încercarea autovehiculelor la impactul spate. Sursa: http://www.euroncap.com.

1.4.2 Particularitati ale impactului din spate

Coliziunile din spate sunt adesea numite ca ,, ciocniri la nivelul gâtului ”, din cauza tendinței lor de a provoca leziuni la nivelul gâtului. Coliziunile care au loc la manevrarea in spate a automobilelor, au efecte minore, rezultând in general numai pagube materiale, datorita vitezei reduse cu care se poate circula in treapta de mers înapoi. Efectele coliziunilor de tip față-spate sunt proporționale cu diferența de viteză dintre cele două automobile. La viteze mici se produc numai pagube materiale. Cu cresterea vitezei pagubele materiale se amplifică si poate să ducă la urmări grave, iar la accelerații mari, chiar la decese.

Această coliziune poate apărea din mai multe motive, cu toate acestea, există unele elemente commune, cum ar fi:

-neatenția- aici putem include,mesajele text,vorbind la telefon, mancarea, manipularea psihologică, discuții cu pasagerii din vehicul.

-excesul de viteză- în cazul în care conducătorul auto are viteză prea mare si nu mai poate avea suficient timp pentru a opri.

– oboseala- un conducător auto care nu este odihnit, sau care se află sub influența drogurilor sau a medicamentelor care provoaca somnolența, este la fel de periculos ca un conducător care se află în stare de ebrietate, cele mai grave accidente de acest tip sunt cazuate de către conducătorii auto obosiți, aceștia neacționând frâna în timp util.

-condițiile meteo nefavorabile- ploaie, zăpadă, gheață, ceață și praf pot face ca drumul sa fie alunecos și care duc la limitarea vizibilitații.

– condițiile de drum- drumuri umede, acoperite cu zăpadă și gheață pot contribui la coliziuni din spate.

-starea vehiculului- frânele defecte sau luminile de frâna ar putea fi un factor pentru producerea coliziuni din spate, anvelopele fără suficientă bandă de rulare, conduce la oprirea autovehiculului într-un timp mai lung.

– schimbarea benzii de sens fără asigurare

Adesea coliziunile din spate sunt rezultate din partea neatenției șoferului din spate. Radioul, pasagerii din mașina, telefonul pot prelua atenția șoferului care poate conduce la coliziunea de acest tip. De obicei, coliziunile din spate sunt considerate a fi din vina șoferului din spate, dar în cazul în care conducătorul auto din față creează un pericol ca mașina din spate să nu poată evita pericolul,vina aparține șoferului din spate.

Datorită distanței mari care există între pasageri si punctul de impact, precum si datorită faptului că în general acest tip de coliziune are loc cu o acoperire de aproximativ 100%, rănirile ocupanților datorită deformației caroseriei au o probabilitate scăzută, ele producându-se eventual in cazul unor coliziuni secundare, coliziuni care la rândul lor sunt frontale sau laterale. Acest impact poate sa producă schimbarea traiectoriei automobilelor, iar la viteze mari poate avea efecte grave,un alt pericol poate fi fisurarea rezervorului de combustibil ( la majoritatea automobilelor este amplasat în partea posterioară a automobilului) această fisurare putând provoca incendii.

1.4.3 Notiuni privind asigurarile in caz de accident

S-au efectuat studii și drept o soluție pentru atenuarea efectelor nefaste datorate incidentelor rutiere o măsură de prevenire a fost cu privire la proiectarea scaunelor auto, în primul rând prin introducerea de headrestraints, uzual numite tetiere. Această abordare este potențial problematică pornind de la ipoteza de bază a factorilor pur mecanici având ca efect leziunile gâtului. Îmbunătățirea geometriei scaunelor de mașină printr-un design și o mai bună absorbție a energiei oferă beneficii suplimentare.

În momentul în care vehiculul este izbit din spate, accelerația structurii este transmisă către scaun prin ancoraje, producând o mișcare înainte a ocupantului. Când coloana vertebrală este curbată în forma sa fiziologică este împinsă înainte, tinde să se îndrepte mutând baza gâtului în sus și producând compresie pe celelalte vertebre.

1.5 Concluzii

În concluzie autovehiculul reprezinta unul din dispozitivele create de om care au produs cele mai multe vătămări și pierderi de vieți omenești în urma accidentelor de ciculație rutieră. Cel de-al doilea factor le aparține pietonilor, datorită neatenției acordate regulilor de circulație (traversarea prin locuri nepermise sau ignorarea unor semne de circulație).

In ultimul rand, un alt factor important cu privire la producerea accidentelor rutiere il au conducatori autovehiculelor prin faptul ca ignora regulilor de circulație cu privire la odihnă si viteza de deplasare pe tronsonul de drum.

Un alt factor foarte important in producerea accidentelor usoare si grave il reprezinta starea drumului , deseori intalnindu-se , daca ne gandim la Romania, carosabil deteriorat, strat de uzura decopertat , dispositive de calmare a traficului din asfalt necorespunzătoare.

Capitolul II Notiuni teoretice

2.1 Teoriile impactului

Teoria Galilei, Huygens și Newton

Aplicarea acestei teorii este recomandabilă în cazul aprecierii vitezei de ieșire din coliziune, pe baza vitezei de intrare în coliziune, ci nu pentru a determina forța impactului și cronologia coliziunii.

Ipotezele simplificatoare în cazul aplicării acestei teorii sunt:

– durată scurtă de impact, forțele fiind foarte mari;

– toate forțele exterioare sunt neglijabile comparativ cu cantitatea de impuls;

– integrala cantității de mișcare este finită;

– configurarea cinematică se conservă pe durata impactului;

– deformațiile corpurilor pe durata impactului nu sunt considerate în calcule.

Bazele mecanicii și reconstituirii sunt teoriile impactului enunțate de Newton (cele trei legi fundamentale ale mecanicii):

Prima lege de mișcare a lui Newton:

Orice obiect în mișcare uniformă, tinde să-și păstreze această stare de mișcare, chiar și dacă asupra lui intervin forțe exterioare.

Legea a doua de mișcare a lui Newton:

Relația între masa m a unui obiect, accelerația lui a, și forța F dezvoltată de acel obiect este . Forța și accelerația sunt mărimi vectoriale, direcția accelerației fiind aceeași cu cea a forței.

Legea a treia de mișcare a lui Newton:

Forța de acțiune este egală și de sens contrar cu forța de reacțiune (în natură există numai “perechi de forțe”, ci nu “forță pură”, unică).

Newton definește impactul prin două faze: cea de comprimare și cea de restituire.

In cazul unui impact „total”, la finele fazei de comprimare, vitezele ambelor obiecte (vehicule) intrate în coliziune, în punctul de impact, sunt identice. Datorită elasticității fiecăruia dintre obiectele intrate în coliziune, vehiculele se vor separa din nou.

Reconstituirea unui accident se bazează pe cele trei legi ale fizicii (legea conservării energiei, legea conservării impulsului și legea a doua a lui Newton), ce trebuie folosite pentru definirea unor parametri, cum ar fi viteza de intrare în coliziune și cea de ieșire din coliziune. Aceste legi pot fi folosite separat (dacă se cunoaște numai o variabilă), sau combinat (dacă mai multe variabile sunt necunoscute).

b) Legea conservării energiei

Acest principiu statuează menținerea constantă a cantității energiei sistemului închis, indiferent de forma de energie momentană a lui. Energia nu poate fi nici distrusă, nici creată, ceea ce se poate exprima prin egalitatea între energia cinetică înainte de impact și cea de după impact, la care se adaugă pierderea de energie cinetică (ΔE):

(1.1)

unde m este masa totală a vehiculului; v – viteza vehiculului înainte de impact și v’- viteza după impact; i și j – vehiculele implicate în coliziune.

Energia cinetică pierdută E se poate datora:

►deformațiilor plastice produse vehiculelor intrate în coliziune;

►rotirii vehiculelor în planul căii de rulare

►frecării roților pe calea de rulare;

►sunetului ce se degajă la impact.

Energia cinetică pierdută datorată deformațiilor este cea mai importantă valoare, cantitatea ei fiind cu mult mai mare decât alte categorii de pierderi.

Celelalte categorii de pierderi nu se pot cuantifica cu precizie, din cauza necunoașterii unor parametri (cum ar fi durata impactului, momentele de inerție ale vehiculelor, centrele lor de greutate). Valorile lor sunt mai mici cu un ordin de mărime (de circa zece ori mai reduse), de aceea se neglijează, de cele mai multe ori. Un parametru des folosit pentru aprecierea pierderii de energie este „viteza echivalentă energiei” disipate pentru deformarea vehiculului (Energy Equivalent Speed = EES). Valorile acestui parametru pot fi adoptate în conformitate cu datele furnizate de producătorii autovehiculelor, sau din băncile de date disponibilizate de diferite organizației specializate (ex: banca de date a NCAP).

c) Principiul momentului liniar (al cantității de mișcare)

Momentul liniar al unui obiect (cantitatea de mișcare) este produsul masei m cu viteza sa v. Pe durata impactului, cantitatea de mișcare a obiectului se conservă (consecința legii acțiunii și reacțiunii a lui Newton). Cu alte cuvinte, această lege exprimă tendința obiectelor aflate în mișcare de a nu-și micșora viteza, iar cantitatea de mișcare a corpului înainte de coliziune este egală cu cea de după coliziune.:

(1.2)

O cale utilă de sporire a aplicabilității acestei ecuații este folosirea conceptului de “elasticitate” (ε). Această elasticitate variază între 0 (impact în întregime elastic) și 1 (impact plastic, fără separare) și este măsura raportului între viteza de separare și viteza de închidere. Metoda este aplicabilă coliziunii dintre automobile cu mase comparabile (coliziunea de tip motocicletă – camion nu se pretează acestei metode). Metoda este simbolizată în literatura de specialitate cu sigla COLM (Conservation of Linear Momentum).

d) Principiul conservării momentului unghiular

Momentul unghiular este tendința de rotire a obiectelor pentru a păstra viteza unghiulară de rotație la aceeași valoare, în jurul aceleiași axe de rotație

(1.3)

Ipoteze amendament

Ipoteza coeficientului de restituire (Newton)

Coeficientul de restituire descrie comportamentul plastic și elastic al corpurilor. El se definește ca raport între impulsul de restituire SR și impulsul de comprimare SC:

(1.4)

Valorile limită ale acestui coeficient sunt 1 (impact perfect elastic) și 0 (impuls perfect plastic).

Ipoteza direcției (Marquard 1962):

Direcția impulsului este cea dată de direcția vitezei relative a centrului de greutate în punctul primului contact și este independentă de forma corpurilor în punctul de impact.

Modelul clasic de impact Kudlich-Slibar (1966):

Viteza relativă tangențială dintre corpuri este nulă dacă acțiunea impulsului se situează în interiorul suprafeței conice definite de inecuația T ≤ μ N .

Se definesc două categorii de impact:

• impact total (integral)

• impact de alunecare

Ipotezele impactului total:

• nu există mișcare relativă între ambele corpuri intrate în coliziune în punctul de impuls la finele fazei de comprimare;

• media momentului de restituire și a celui de comprimare se definește prin coeficientul de restituire.

Ipotezele impactului de alunecare:

In anumite situații de coliziune, cele două obiecte (vehicule) nu pot realiza vreodată viteze identice în punctul de impuls pe durata impactului. In astfel de cazuri trebuie stabilit un plan de „alunecare” pentru cele două viteze (plan în care cele două corpuri alunecă unul față de celalalt). Punctul de impuls este înlocuit deci de acest plan. Pentru rezolvarea acestor situații sunt necesare ipoteze simplificatoare, cum sunt:

► nu există mișcare relativă între ambele corpuri intrate în coliziune în punctul de impuls la finele fazei de comprimare pe direcția normală planului de contact (de alunecare);

► direcția momentului este limitată de frecarea dintre corpurile intrate în coliziune, caracterizată de coeficientul de frecare μ.

► media momentului de restituire și a celui de comprimare se definește prin coeficientul de restituire.

Aprecierea corectă a fazei de impact pretinde definirea corectă a suprapunerii corpurilor (caroseriilor vehiculelor) în momentul modificării forțelor (trecerii de la comprimare la restituire).

Coliziunea cu alunecare (Böhm, Hörz 1968):

In coliziunile caracterizate de alunecări relative, cele două corpuri nu ating aceeași viteză în punctul de impuls pe durata impactului. Se definește un plan de contact ce conține vectorii viteză ai fiecăruia dintre cele două corpuri, astfel că punctul de impuls se deplasează în acest plan. Pentru acest caz se fac ipotezele:

► între cele două corpuri (vehicule) nu au loc mișcări relative în punctul de impuls corespunzător momentului de final a fazei de comprimare, pe direcția normală planului de contact;

► direcția momentului de transfer este limitată de coeficientul de frecare, μ, dintre cele două corpuri;

► raportul între impulsul de comprimare și cel de restituire este definit de coeficientul de restituire.

2.2. Clasificarea accidentelor rutiere

Intr-un accident rutier sunt cuprisi trei factori principali: om, autovehicul, drum.

Accidente clasificate după factorul determinant în producerea accidentului.

-factorul uman – Cauza principală a producerii unui accident poate fi omul. Accidentele care s-au produs din cauza factorului uman pot fi cauzate din cauza neatenției, excesul de viteză, oboseala, alcoolul, alte preocupări.

-autovehicul – Autovehiculul este alt factor care influentează producerea accidentelor din cauza defecțiunilor care pot apărea la sistemul de frânare, sistemul de iluminare sau sistemul de direcție;

-factorii de mediu – Factorii de mediu sunt principalii factori care duc la producerea accidentelor. Factorii de mediu sunt: ceața, bălțile, zăpada, poleiul, noroiul căzut de pe vehicule.

Accidente după tipul coloziunii – evenimentele rutiere în care unul sau mai multe vehicule implicate au fost avariate ori au provocat numai pagube materiale.

-vehicul – vehicul – eveniment rutier rezultat din impactul a două sau mai multe vehicule urmat de pagube materiale sau vătămări corporale sau decese;

– vehicul – mediu înconjurător – eveniment rutier rezultat din impactul între vehicul și mediul înconjurător urmat de pagube materiale sau vătămări corporale;

– vehicul – pieton – eveniment rutier rezultat din impactul dintre vehicul și pietoni urmat de vătămări corporale sau decese;

– vehicul – alt participant la traficul rutier.

Accidentele in funcție de vătămările produse- evenimentele rutiere în urma cărora una sau mai multe persoane au decedat ori au suferit vătămări corporale. În această categorie se includ coliziunile între vehicule, între vehicule și pietoni, precum și între vehicule și animale ori obstacole fixe.

Fără a se baza pe pagubele materiale produse acestea se pot clasifica in :

-accidente grave – evenimentele rutiere în care a rezultat decesul sau rănirea gravă a uneia ori mai multe persoane;

-accidente ușoare – evenimentele rutiere în care a rezultat rănirea ușoară a uneia sau mai multor persoane;

Accidentele în funcție de consecințele juridice pe care le implică, pot fi clasificate în două grupe:

accidente care atrag răspunderea contravențională și civilă (denumite în mod curent „tamponări”)

accidente susceptibile de a atrage sau care atrag răspunderea penală a celor implicați în producerea lor.

„Indiferent de urmări sau de consecințe juridice, accidentele de circulație rutieră sunt cercetate de organele de poliție, care au obligația de a le soluționa (în cazul celor la care valoarea pagubelor materiale înregistrate nu atrage răspunderea penală –  tamponările) sau de a efectua cercetarea penală, finalizată cu propuneri (în cazul celor soldate cu victime ori a celor la care valoarea pagubelor materiale înregistrate atrage răspunderea penală).

Accidente clasificate după tipul impactului:

-cu impact frontal – în accident pot fi implicate două vehicule care au intrat in coloziune frontală, sau un vehicul care intră frontal intr-un copac, stâlp, gard etc.

-cu impact lateral – accident cu implicarea a două autovehicule, în care un autovehicul intră în coloziune laterală cu alt autovehicul.

-cu impact din spate –accident cu implicarea a două sau a mai multe autovehicule, în care una din autovehicule intră în coloziune cu spatele altui autovehicul.

-cu impact oblic;

Principala cauza a producerii accidentelor de circulatie este in majoritatea cazurilor, factorul uman datorita influențari comportamentului conducatorilor auto. Omul are contribuție asupra factorului tehnic cat si a celui rutier, procentul de vinovație a factorului uman fiind cuprins intre: 70-95%. Accidentul apare ca urmare a nerespecțarii normelor de securitate a circulației pe drumurile publice, acesta trebuind fii respectat de catre pietoni cat si de conducatoriii auto.

2.3. Etapele accidentului rutier

Într-un accident rutier, se deosebesc trei etape care stau la baza desfășurarii lui:

Pre-impactul

Impactul

Post-impactul

2.3.1. Pre-Impactul

Pre-impactul corespunde perioadei dintre conturarea stării critice (pericol iminent) și momentul primului contact al unui vehicul cu celălalt participant la trafic (fig. 2.4). Iminența pericolului de accident poate fi indicată de manevrele critice de conducere, cum ar fi frânarea intensă și bruscă, derapările, virarea bruscă.

Pentru ca sa se produca o coliziune trebuie ca v1 > v2 .

Fig.2.1. Faza pre-impactului.

2.3.2 Impactul

Impactul reprezintă perioada în care cele două corpuri se află în contact, . Prin deformarea caroseriei care are loc în acest interval, se execută un proces în care o parte a energiei cinetice inițiale devine energie de deformație. Acest proces durează pana la desprinderea celor două vehicule, perioada coliziunii fiind foarte scurtă de ordinul milisecundelor.

Fig.2.2. Faza Impactul.

2.3.3. Post-Impactul

Post-impactul este caracterizat de consumarea deformațiilor reciproce, însoțite de fenomenele de „cuplaj” și de ieșirea din contact, până la oprirea vehiculului, ori până la lovirea unui nou obstacol. Iar viteza primului autovehicul v-a fi mai mica decât viteza celui de-al doilea autovehicul, v1”<v2”.

Fig.2.3. Faza Post-Impactul.

Într-un accident de circulație pentru realizarea expertizei tehnice, vor trebuii determinți toți factorii care au dus la producerea accidentului, dar si posibilitatea evitării acestuia în condițiile date. Este important să se determine cât mai corect traseul automobilelor, a pietonilor sau a altor participanți la trafic implicați în accident.

2.4. Impactul din spate

În această lucrare voi studia accidentele de tip față – spate care se produc atât în mediul urban cât și pe șoselele cu trafic intens. Putem spune ca acest accident de tip față-spate se referă la un accident în care partea din față a unui vehicul se ciocnește cu partea din spate a unui alt vehicul, acesta fiind declanșat de către conducatorul auto datorită neatenției sau nerespectării distanței regulamentare dintre autovehicule. Astfel, putem spune că un șofer implicat într-un astfel de accident poate fi conducătorul unui vehicul care lovește, a unui vehicul care este lovit sau a unui vehicul care a lovit și a fost lovit.

Aceste coliziuni fată-spate nu sunt tipurile de accidente care apar frecvent, dar, de asemenea ele sunt responsabile pentru un număr foarte ridcat de leziuni, decese si pagube materiale substanțiale în fiecare an.

După acest tip de coliziune, accidentele se pot impărți in 3 mari categorii, acestea fiind:

-accidente de tip autovehicul – autovehicul;

-accidente de tip autovehicul – pieton;

-accidente de tip autovehicul – obstacol fix.

Fig. 2.4. Exemplu de impact față-spate între autoturism și autoturism. Sursa: www.google.ro

Fig. 2.5. Coliziune față- spate între două autoturisme, dintre care cel care lovește este frânat energic.

Cel mai important paramentru este inălțimea coliziunii deoarece ea este cea care conduce la solicitariile la care sunt supuși pasagerii, cât și amplitudinea deformațiilor care au loc in urma coliziunii. Barele de protecție ale autovehiculelor sunt proiectate și calculate, astfel încat să preia șocul impactului și să nu afecteze piesele ce se afla in apropierea sa .

Tipul de coliziune față – spate prezintă costuri mai scăzute în comparație cu celelalte tipuri de coliziuni. Aceste incidente de cele mai multe ori asigura siguranța pasagerilor cât si diminuarea costurilor care sunt produse în timpul impactului.

Pentru diminuarea producerii acestor coliziuni, se păstrează distanța dintre vehicule la condițiile de viteză, se recomandă ca pe timp de noapte șoferii sa reduca viteza în locurile cu vizibilitate redusă pentru a evita coliziunea cu un autovehicul staționat, starea autovehiculului sa fie bună, să nu existe probleme la sistemul de frânare.

2.5 Metode de calcul al impacturilor dintre autovehicule

2.5.1 Metoda H.Burg

Coliziunea dintre doua autovehicule reprezinta o ciocnire semielastica spre plastica.In consecinta nu se pot obtine rezultate utile numai cu luarea in considerare a legii conservarii impulsului sau a momentului cinetic,care se refera la solide rigide iar in cazul in care traiectoriile autovehiculelor sunt aproape paralele,metodele de mai sus nu dau satisfactie.

Considerand sistemul format din legea conservarii impulsului si legea conservarii energiei precizia solutiilor creste si domeniul de aplicatie se extinde.

Folosind indicele i=1 pentru autovehiculul impingator,i=2 pentru autovehiculul impins,j=0 pentru faza avant-coliziune,conventia ca axa X a sistemului de referinta este paralela sau coincide cu directia vitezei V10 a autovehiculului impingator si notatiile:

– M1,M2 -Masele celor doua autovehicule implicate in coliziune;

– J1,J2 -Momentele de inertie in jurul axei verticale prin centrul de masa a celor doua autovehicule implicate in accident;

– V10,V20 -Vitezele centrelor de masa autovehiculelor inainte de coliziune;

– V1,V2 -Vitezele autovehiculelor dupa impact (vectorii viteza sunt tangente la traiectoria centrului de masa la iesirea din impact) ;

– Ω10 , Ω20 -Vitezele unghiulare in jurul axei verticale inainte de impact;

-Ω1,Ω2 -Vitezele unghiulare in jurul axei verticale dupa impact;

– W1,W2 -Energia consumata la deformatie;

– R1,R2 -Energia consumata la ridicarea caroseriei,forfecari de tabla,frecari suplimentare;

-α20 -Unghiul format de vectorul V2 cu axa "x" respectiv unghiul dintre axele longitudinale ale celor doua autovehicule in momentul producerii impactului;

– α1, α2 -Unghiurile formate de vectorii V1 respectiv V2 cu axa "x";

se considera sistemul de ecuatii vectorial-scalar , rezultat din legile conservarii impulsului si energiei:

M1*V10 + M2* V20 = M1* V1 + M2* V2 ;

(1)

(M 1*V2 10 + M 2 * V220)/2 +(J 1* Ω 210 +J 2* Ω 220)/2 =

(M 1*V21 + M 2 *V22)/2 +(J 1* Ω 21 +J 2* Ω 22)/2 + W 1 + W 2 + R 1 + R 2 ;

De regula energia de rotatie in faza de avantcoliziune este neglijabila.Deasemenea se inlocuieste energia de rotatie din faza postcoli ziune cu lucrul mecanic de pivotare iar R 1 si R 2 se adauga la W 1 si W 2.

Calculand V220 din prima relatie si inlocuind in a doua se pot explicita,in urma transformarii ecuatiei vectoriale a sistemului in doua ecuatii scalare ,vitezele V 10 si V 20 :

V 10 = [M 2/(M 1+M 2)] * [ F +√ D + (M 1+M 2)*K 1/M 2+(M 1+M 2)*K 2/M 1] ; (2)

unde:

F= M 1*V 1*cos α1/M 2+V 2*cos α2 ;

D= (V 21 + V 2 2 + 2*V 1*V 2*cos(α1 – α2) -[M 1*V 1*sin α1/M 2 +V 2*sin α2] 2 ;

K 1 = EES 12 + g*μ1 *θ 1*A 1 ;

K 2 = EES 22 + g*μ 2 *θ 2*A 2 ;

A 1,A 2 – sunt ampatamentele celor doua autovehicule;

μ 1 ,μ 2 – coeficientii de aderenta pentru miscarea de giratie;

θ 1,θ 2 – unghiurile de giratie medii dupa coliziune realizate de cele doua autovehicule;

EES 1,EES 2-vitezele echivalente de deformatie care se obtin din W 1 si W 2;

V 20 =√V 220x + V220y ;

unde:

V 20x = V 2*cos α 2+ M 1* V 1*cos α 1 /M 2 – M 1*V 1/M 2 ;

V 20y = V 2*sin α 2 + M 1* V 1*sin α 1 /M 2 ;

tg α 20 = V 2y/V 2x ;

α 20 = arctg(V2y/ V 2x);

Unghiul cuprins intre axa X a sistemului de referinta fix si vectorul vitezei V 20 a automobilului 2,care corespunde si cu unghiul dintre axele longitudinale a autovehiculelor la intrarea in impact,respectiv α 20 , poate servi ca marime de control pentru exactitatea calculului cunoscand valoarea acestuia din faza avant-coliziune.

Unghiul α 20 este cuprins intre -π/2 si +π/2.Vectorul V 20 este in cadranul II ( Vx<0 ; Vy>0 ) respectiv IV (Vx>0 ; Vy<0) pentru valori negative si in cadranul I respectiv III pentru valori pozitive ale unghiului.

O alta marime de control poate fi evaluarea raportului:

;

unde ΔVi se obtine pentru i=1 (automobilul impingator) sau i=2 (autovehiculul impins) din relatia :

ΔV1 = V10 – V1 ; respectiv

ΔV 2 = V20 – V2 ; respectiv

│ ΔV1x = V 10 – V 1*cos α 1

│ ΔV1y = – V 1*sin α 1 ;

│ ΔV 2x = V 2*cos α 2 – V 20*cos α 2 ;

│ ΔV 2y = V 20*sin α 2- V 2*sin α 2 ;

_________________

│ ΔV 1│ = √ (ΔV 1x)2+( ΔV1y )2

_________________

│ ΔV 2│ = √ (ΔV 2x)2+( ΔV2y )2

Pentru usurarea calculelor care trebuiesc reluate prin aproximari succesive se poate folosi un program de calcul pentru V10 , V 20 si α 20.

DETERMINAREA PARAMETRILOR DIN FAZA POSTCOLIZIUNE

Pentru obtinerea valorilor vitezelor din faza postcoliziune se presupune ca miscarea este uniform incetinita,respectiv :

unde : S 1,2 este spatiul parcurs de centrul de masa a automobilului in faza de postcoliziune;

d 1,2 deceleratia in faza de postcoliziune

Dupa Burg deceleratia centrului de masa si viteza unghiulara in jurul axei verticale ce trece prin centrul de masa se calculeaza cu relatiile:

d 1,2 = d*[ TB+(1-TB)*sin θ m ] ;

unde : TB este coeficientul de franare partiala: TB = 1 franare intensa pe 4 roti

TB = 0.15 o roata este intepenita din coliziune;

TB = 0.30 doua roti blocate

d-este deceleratia maxima ce se poate realiza pe carosabilul respectiv.

d = φ * g

TABELA 1 Coeficientul de aderenta

La automobile de curse pneurile pot ajunge la φ = 1.8

Dupa *** BOSCH "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch" ed.21

Dupa Henry-Marquard ar fi mai precise relatiile de mai jos ,mai ales cand S > 10..12 m:

Exemplu de calcul:

Date initiale:

J = 1672 kgm 2 (In cazul cand nu se cunoaste momentul de inertie in jurul axei verticale prin centrul de masa, aceasta poate fi calculate cu aproximatie din relatia :

J’ = 0.1296*M*L*A (kgm2 );

M=1200 kg

L= 4.5 m

A=2.44 m

S=12 m

θ = 0 , 1.05, 1.05 rad

TB= 0.15 0.15 0.3

ENERGIA DE DEFORMARE

Utilizarea vitezei de deformatie echivalenta in calculul de coliziune,bazata pe grila energetica,prezinta avantajul eliminarii unei sensibile parti de apreciere subiectiva in raport cu calculul efectuat prin coeficientul de restituire k,care are o semnificatie teoretica. si se aplica in special la impactul frontal. W 1,2 reprezinta energiile de deformare a celor doua autovehicule .Aceste energii de deformatii se obtin din grilele energetice, care se bazeaza pe testele de coliziune si se prezinta ca o dependenta intre deformatia dinamica S din si energia elementara δW i .

Grilele energetice se prezinta pentru diferite modele de autovehicule la scara 1:5, viteza de referinta V ref= 50 km/h si masa de referinta M ref . Pentru alte mase ale autovehiculelor si alte viteze de coli ziune,care se adopta in prima etapa prin aproximare,se definesc coeficientii de corectie:

f 1 = M ref/M real ;

unde: M ref este masa automobilului utilizata la elaborarea grilei energetice iar Mreal masa automobilului analizat,implicat in accident.

f 2 = K real/K ref ;

unde: K ref este un coeficient elasticitate care ia in considerare diferenta de viteza intre viteza de referinta pentru care a fost elaborata grila si viteza de coliziune reala.Viteza de coliziune reala trebuie aproximata in prima etapa.K real se obtine din grafice sau se calculeaza din relatia:

Coeficientul de elasticitate este definit prin:

Kel = sdyn/sstat si variaza intre limitele ∞> Kel > + 1

Valorile mari se refera la deformatii remanente neglijabile (viteze de impact mici) iar valoarea +1 la impactele cu viteze mari cand sdin ~ sstat . Coeficientul de elasticitate poate fi determinat prin relatia empirica:

K real = [52,3/(V k *e1.53) ] + 1 ;

unde : V k este viteza de coliziune reala aproximata in km/h.

In sistemul de ecuatii (1),energia de deformatie se introduce sub forma unei reduceri de viteza datorita deformatiilor,care se determina prin aproximari succesive.Deformatii nesemnificative (Wi=0) apar la

viteze de coliziune sub valoarea:

8 km/ora pentru autoturisme tip USA;

4 km/ora pentru autoturisme din Europa ;

Modul de realizare a grilei energetice rezulta din urmatorul exemplu.In figura 2 se prezinta diagramele obtinute la incercari de coliziune frontala efectuate cu autoturisme (ex. Mercedes Benz tip 123,116

si 126) pe o bariera rigida asezata la 0 grade si diferite viteze de impact.In diagrame se reprezinta variatia vitezei ,deceleratiei si spa tiului de deformare in functie de timp.Pe baza acestor marimi se elaboreaza diagrama de disipare a energiei de catre suprastructura .In figura se prezinta ca exemplu diagrama de disipare a energiei pentru trei generatii ale autoturismului GOLF I..III. Procentajul de energie disipata de suprastructura elaborat de Schrader la OPEL AG rezulta din figura si s-a facut in functie de clasa autoturismului si pozitionarea longeroanelor.

Cu aceasta repartitie se elaboreaza grila energetica de deformare. S-au elaborat grile si cu includerea altor tipuri de incercari:Bariera rigida 90 de grade si 30 de grade;1/4 si 1/2 off-set; central- stalp care se pot aplica si impactului excentric si oblic.

In prezent repartitia fortei de impact pe proiectia frontala a sectiunii suprastructurii autoturismului se obtine cu bariere “ inteligente “ care sunt placate pe suprafata de impact cu sensori piezoelectrici de forta.

Bariera dinamometrica permite determinarea fortelor si a lucrului de deformatie in plan vertical. Numarul celulelor de masurare variaza (fig.4) de la tara la tara, in Germania sunt 18 celule ,Franta 6 si in Suedia 39.

Dupa cum rezulta din figura,baza autoturismului din clasa mijlocie inferioara preia 47,3 %,zona de mijloc 49,3 % si acoperisul 2.9 % din energia de deformare.

Aceste date se preteaza la folosirea in impacturi de impanare.

Un exemplu de grila energetica de deformare a autoturismului AUDI 100 avand o masa de referinta M ref=1700 kg; viteza de referinta V ref=50 km/ora si coeficientul dinamic

K ref=1.13.

Grila reprezinta partea frontala a autoturismului,avand in abscisa latimea autoturismului iar pe ordonata adincimea dinamica a deformatiei S din la scara 1:5.Cifrele inscrise in campurile grilei reprezinta energia de deformatie δWi in kJ consumata pentru producerea unei deformatii echivalente ariei campului.In dreapta grilei apare Σ δWi pentru o deformatie pe toata latimea autoturismului la o deformatie de 100 mm.

In cazul de fata pentru producerea deformatiei dinamice de 880 mm pe toata latimea autoturismului au fost necesare 168 kJ.

Modul de utilizare a grilei energetice rezulta din urmatorul exem plu de calcul:

Un autoturism AUDI 100 se loveste frontal de un perete pe toata latimea frontala.Datele primare sunt:

-masa reala a autoturismului: 1553 kg;

-deformatia remanenta(statica): 140 mm;

-coeficientul de viteza K real (apreciat pentru V k=19.5 km/ora): 1.65;

Din grila energetica a autoturismului rezulta:

-masa de referinta: 1700 kg;

-Coeficientul de viteza K ref: 1.13;

-deformatia statica(masurata): S stat= 140 mm

-deformatia dinamica: S din=K ref*S stat =1.13*140 =158 mm;

La scara 1:5 rezulta deformatia dinamica de 32 mm si se traseaza in grila.Energia de deformatie se obtine din insumarea energiilor partiale din randul de jos plus cota parte din randul 2:

W 1 = Σ δWi =2(2.4+1.6)+(12/20)*8 =8+4.8 =12.8 kJ;

f 1=M ref/M real= 1700/1553 =1.1;

f 2=K real/K ref=1.65/1.13=1.46;

Viteza echivalenta de deformatie EES i fiind:

EESi = √ f1*f2*(2*Wi/Mref) = √1.1*1.46*2*12800/1700 = 4.92 m/s 17.7 km/h.

Viteza obtinuta fiind apropiata ca valoare,de Vk adoptata initial, nu trebuie recalculat K real.

In acest caz se evalueaza lucrul de deformare dupa o grila bidimensionala si se scad procentual elementele care nu au fost deformate.Unele recomandari se pot obtine din fig.4 si 6. O cercetare

efectuata la Porsche AG releva urmatoarea distributie a energiei de deformatie:

Longeroane 57%

Aripi interioare 17%

Aripi exterioare 5%

Peretele Vol.1 9%

Motor si piesele

din fata 12%

Disiparea energiei la rasturnare rezulta din fig.7.Figura se refera la un autoturism mijlociu cu viteza initiala de 50 km/h.

Un alt procedeu de a determina energia de deformare este utilizarea rigiditatii structurii vehiculului globala sau pe 0.1 m latime de autovehicul [].

In fig.8 se prezinta cateva date privind rigiditatea specifica frontala si laterala C*(raportata la 0.1 m latime vehicul).Rigidi tatea globala latimii B de deformatie este:

C = (C*)* B (N/m)

Forta de deformatie Fmax pe adancimea de deformatie S :

F max = C * S (N)

Lucru mecanic de deformatie W :

W = F max*S/2 (Nm).

Exemplu 1:

Experimental:Off-set crash 50% acoperire;viteza de coliziune masurata:

V k = 49,4 Km/h;

Lucru mecanic de rotatie dupa impact: W rot = 4277 J;

Masa autoturismului: M=1608 kg.

Latimea deformata : B = 0.94m;

Adancimea deformatiei: S = 0.7 m:

Rigiditatea specifica pe 0.1 m: C*= 70.000 N /m 2 (din fig.6);

Rigiditatea globala: C = (C*)*B = 70000*0.94/0.1= 658 kN/m

Forta maxima de deformatie: F = C*S = C*S = 658000*0.7 = 460600 N

Lucru mecanic de deformatie: W = F max*S/2 = 161210 J

W total = W + W rot = 165487 J.

__________

Viteza de coliziune calculata : V k = √ 2*W tot/M = 14,347 m/s

(51.65 km/h).

Exemplul 2

––––

Experimental: 30 % Off-set 30% acoperire; Viteza de impact masurata:

Vk = 48.6 km/h;

Latimea deformata : B = 0.6m

Adancimea deformatiei: S = 0.8m

Rigiditatea C ca in exemplul 1.

Rezulta V k = 52 km/h.

Orientativ rigiditatile frontale si posterioare ale autoturismelor si vehiculelor derivate sunt C=400…900 kN/m.

In tabela de mai jos se dau valori medii pentru unele autoturisme dupa []

La autocamione in zona barei de protectie fata si la nivelul sasiului C 12000..16000 kN/m;zona cabinei C=6000 kN/m iar la structura de antiimpanare 50000…60000 kN/m.

Folosirea Bancilor de date (ex.Burg H.,dr.Melegh) poate oferi de asemenea valori despre energia de deformatie sau EES.

Bibliografie.

Burg H. "Rechnerunterstützte Rekonstruktion von PKW/PKW-Unfällen"

Verlag INFORMATION GmbH Kippesheim 1984

Rau H. Begleitendes Manuscript zur Vorlesung "Analyse von Ver-

kehrsunfallen" 1992.

2.5.2. CRASH3

CRASH3 este un program pentru simularea accidentelor. Se bazeaza pe ultimile evoluții de hardware și software, care permit calcule complexe în timp real care pot fi efectuate pe un calculator personal.

Printre acestea putem enumera și caracteristici, iar acestea sunt:

– Interfață prietenoasă ,

– Interactivitate totală,

– Calculul vitezei corespunzătoare energiei echivalente (EES – EquivalentEnergy Speed),

– Calculul automat al unui număr nelimitat de ciocniri ,

– Generarea deformațiilor în timp real bazat pe suprapunerea dintre vehicule,

– Animație 3D în timp real ,

– Calcule rapide ,

– Funcții UNDO și REDO – se poate reveni într-o stare anterioară

2.6 Concluzii

Accidentele rutiere pot fi provocate de o varietate mare de factori fie ca acestea se produc între doua sau mai multe autovehicule, fie ca se produc între un autovehicul sau un obiect sau chiar autovehicul si om, marea majoritate a accidentelor sunt provocate de erorile umane (în propor ie de 60%). În prezent s-au realizat cele mai întâlnite impacturi pentru a se observa cum se manifesta autovehiculele în timpul impactului si dupa impact. S -au dezvoltat numeroase programe pentru simularea impactului ce pot permite analiza rapida a coliziunilor dintre vehicule. Avantajul acestor programe de reconstructie a evenimentelor rutiere se datoreaza faptului ca, utilizatorul poate altera rezultatele simularii efectuate datorita numarului mare de parametri ce sunt luati în considerare