Modelul Coeficientului Liniar de Rigiditate pentru Determinarea Vitezelor Autovehiculelor Implicate în Accident Rutier

Abstract: In analiza accidentelor rutiere ne înteresează în mod deosebit corespondenţa între timp si mărimile cinematice ale etapelor importante din procesul miscărilor autovehiculelor si victimelor. Din acest punct de vedere, legătura între deplasarea în timp se face prin intermediul vitezei care astfel constituie marimea de bază în reconstrucţia fazelor accidentului.

Cuvinte cheie: accident, viteză, deformaţie, energie, viteză echivalentă.

1.Adaptarea legilor fundamentale ale mecanicii la reconstrucţia etapelor accidentelor rutiere

Multe cercetări teoretice şi experimentale din ultimii 20 de ani au avut ca obiect determinarea vitezelor pre-impact ale autovehiculelor întrate în coliziuni. Este bine cunoscut faptul că în majoritatea cazuzilor, la locul faptei pot fi achiziţionate numai urme produse ulterior impactului, care pot astfel servi determinării vitezelor post-coliziune. Pentru determinarea vitezelor pre-impact devin astfel esenţiale urmele de impact, care constau în deformaţiile remanente. Pe baza corespondenţei amploare deformaţie- energie necesara – viteza echivalenta şi a –aplicării principiului conservarii impulsului s-au elaborat modele de calcul competitive care au generat. Toate aceste modele necesită cunoaşterea în detaliu a deformaţilor remanente sau a deformaţiei medii. Aceste sunt corelate cu testele de coliziune cu barieră fixă în urma cărora rezultă energia si viteza echivalenta de impact pentru obţinerea aceloralşi deformaţii ca şi în cazul coliziunii reale.

Vitezele si echivalente deformaţilor corespunzatoare energiilor stabilite la testele de coliziune cu bariera fixă. Dupa determinarea acestora, vitezele si se calculează pe baza principilor conservarii energiei şi impulsurilor.

Dacă se dispune de date experimentale referitoare la coeficientul de rigiditate si deformaţia remanentă, viteza echivalentă energiei de impact se determină după modelul ce se prezintă în secţiunea de mai jos.

Alte metodologii permit calculul diferenţei de viteză în funcţie de deformaţii, masele şi momentele de inerţie masice ale autovehiculelor .Un asemenea model care implică şi cunoaşterea coeficienţilor de rigiditate este recomandat de literatură pentru coliziunile tip faţă – spate.

1.1.Modelul coeficientului liniar de rigiditate

Pentru coliziunele frontale sau din spate se poate defini un coeficient de deformare C (obţinut pe cale experimentala), avînd aceleaşi dimensiuni ca şi ale coeficientului de elasticitate, care satisface relaţia:

(1)

În care reprezintă energia de deformare a elementelor caroseriei, W [m/s] – viteza impactului cu o barieră rigidă ( fixa sau mobile ), W[m/s] – viteza de impact, M [Kg] – masa autovehicului si [m] – deformaţia remanentă în urma impactului.

Valorile uzuale ale coeficientului C sunt:

500…1500 [KN/m] la autoturisme (valorile mai mari pentru coliziunile “în spate”);

4000…6000[KN/m] la autocamioane, în zona cabinei;

12000…16000 [KN/m] la autocamioane, in zona şasiului si barelor de protecţie;

50000…60000[KN/m] la autocamioane, la nivelul structurilor de antipanare

Cele mai ,mari influenţe asupra lui C le au structura de rezistenţă a vehiculului si domeniul deformaţilor care depinde de viteza de impact . De pildă, la autoturismele de familia DACIA se pot menţiona urmatoarele valori:

1 .la modele DACIA 1310 Berlina si Break, pentru la coliziune frontala C=1020[KN/m];

2. la modelul DACIA 1310 Berlina, pentru 0.3[m] , la coliziune spate, C =945[KN/m];

3. la modelul DACIA 1310 Break, pentru 0.3 [m] < <0.6[m] la coliziune spate C=690[KN/m];

4. la modelul DACIA NOVA R 523, pentru 0.3 < <0.6[m] la coliziune frontală C=702[KN/m];

5. la modelul DACIA NOVA R523, pentru 0.3[m]< <0.3[m], la coliziune spate C=1055.

Valorile mai mari ale lui C sunt caracteristice domeniilor reduse de deformaţii, sau coliziunele în partea din spate. Din asemenea, odată cu creşterea masei se măresc si valorile lui C cele mai marii find la autovehiculele grele.

Dacă se cunosc coeficientii ai vehiculelor întrate într-o coliziune si deformaţiile medii respective ale caroseriei se poate determina energia totală preluată din energia cinematică totală a celor două vehicule. In continuare in funcţie de si mase se pot stabili diferenţele dintre vitezele iniţiale şi de după impact şi în final, vitezele iniţiale. Rezultatele sunt cu atit mai precise cu cît vitezele iniţiale sunt mai apropiate de vitezele de impact cu bariera fixă sau mobila reieşite din incercările experimentale.

In literatura de specialitate se prezinta la o serie de autovehicule semnificative valori ale lui C pentru diverse domenii de deformatii si viteze de impact W. de pildă în tab 1.1. se prezintă valorile lui C in funcţie de domeniul deformaţilor si locul coliziunii la citeva autoturisme representative; alte valori ale lui C determinate in functie de , M si W obţinute cu prilejul testelor de coliziune se dau în tabelul 1.1.