Немного из сопромата
Многочисленные ГОСТы, регулирующие механические свойства металлов и сплавов, устанавливают для них такие характеристики, как предел упругости, предел текучести, временное сопротивление разрушению, запас пластичности и т.д. Из этих ГОСТов и сопромата (и то, и другое, как понимает искушенный читатель, не апробировано и не утверждено Минюстом, а, значит, недопустимо в судебном процессе как еретические знания, злостно распространяемые некоторыми академиками из РАН и из прогнивших западных университетов) следует, что под термином «напряжение» понимается отношение величины приложенной к образцу силы к площади его поперечного сечения. Под относительной деформацией (относительным удлинением или сжатием) понимается отношение изменения длины образца к его первоначальной длине.
При гостовском испытании образца на начальном этапе его относительная деформация пропорциональна приложенному напряжению – это зона упругости, когда при снятии напряжения деформация образца исчезает. При достижении напряжением предела текучести пропорциональность нарушается и начинается процесс пластической деформации образца. При снятии напряжения размер образца уже отличается от первоначального. По мере накопления пластической деформации (исчерпания пластичности) материал образца упрочняется и напряжение пластического течения растет. Наконец, при достижении напряжением некоего предела, называемого временным сопротивлением разрыву (или сжатию, если испытание проводят на сжатие), происходит разрушение образца.
Заметим, что площадь под кривой на рисунке выше, есть ничто иное, как удельные, на единицу объема, затраты энергии на деформацию образца. Для ряда материалов ГОСТами регламентируется только временное сопротивление. Тогда, как понятно из рисунка выше, произведение величины временного сопротивления на величину относительной деформации дает заведомо завышенное значение затрат энергии на деформацию образца.
Деформация госномера
При осмотре гономера ударившего автомобиля были установлены размеры сечения цифр и букв на пластине относительно поверхности пластины госномера, как показано на чертеже ниже. Буквенно-цифровые символы номера региона «02» представляют в поперечном сечении трапецию ABCD с основанием внизу 12.3 мм, вверху 8.3 мм. При этом толщина листа пластины составляет 1.3 мм.
Выступающая на поверхностью знака поверхность цифры «0» в номере региона деформирована в направлении, перпендикулярном поверхности знака. Высота цифры «0» над поверхностью знака в нижней части составляет 0.2 мм, а на расстоянии 15 мм от нижней части вверх – 0.8 мм. Выступающая на поверхностью знака поверхность цифры «2» в номере региона деформирована в направлении, перпендикулярном поверхности знака. Высота цифры «2» над поверхностью знака в нижней части составляет 0.9 мм, а на расстоянии 30 мм от нижней части вверх – 1.2 мм. Расположение смятой области поверхности цифр «02» показано на рисунке ниже.
Из п.4.3 ГОСТ 50577-93 следует, что регистрационные знаки типов 1-10, 19-22 изготавливают из алюминиевых сплавов методом штампования с покрытием световозвращающими и лакокрасочными материалами. Конкретные материалы, используемые для изготовления регистрационных знаков, способ их изготовления, а также методы испытаний (кроме типовых и периодических испытаний) устанавливают в технических условиях на регистрационные знаки.
Согласно ГОСТ 13726-97 временное сопротивление для технического алюминия, или алюминиевого сплава АД (маркировка по ГОСТ, или 1050 по ISO), составляет 6 кг/мм2.
Методика исследования
При ударе суммарная длина ломаной ABCD в каждом сечении цифр «02» уменьшилась. Тогда из результатов измерения для каждого сечения можно вычислить длину ломаной ABCD, изменение ее длины, а, значит, и значение относительной деформации.
Разделив цифры «02» на зоны с одинаковой или линейно изменяющейся деформацией, можно вычислить объем деформированного материала, умножив площадь наружной поверхности зоны на толщину листа.
Для каждой зоны, умножив ее объем на значение временного сопротивления и на значение относительной деформации, можно вычислить с избытком значение затрат энергии на деформацию этой зоны.
Но затраты энергии на деформацию равны величине деформирующей силы, умноженной на путь точки ее приложения. Тогда, для каждой зоны, разделив величину затрат энергии на путь деформирующей силы (на величину уменьшения высоты зоны относительно поверхности пластины), можно получить значение силы, деформировавшей эту зону.
Просуммировав все силы по зонам можно получить величину суммарной силы удара.
Фактически величина силы, деформировавшей государственный регистрационный знак, была существенно меньше, так как при производстве расчетов полагалось, что
- деформация однородна по всему сечению деформированной области каждой цифры знака. Фактически, как видно из фотографии выше, имела место локализация деформации, сопровождаемая складкообразованием и деформированный объем был меньше;
- удельная, на единицу объема, энергия деформации рассчитывалась исходя из напряжения временного сопротивления – напряжения разрушения материала, которое всегда больше напряжения текучести материала, при котором происходит пластическая деформация;
- удельная, на единицу объема, энергия деформации рассчитывалась как произведение временного сопротивления на относительную деформацию без вычета области упругого состояния материала;
- величина деформирующей силы вычислялась как путь точки приложения этой силы относительно поверхности знака, тогда как знак фактически закреплен в пластиковой рамке, высота опорных кромок которой значительна, и путь точки приложения силы был больше за счет упругой деформации кромки и опорной поверхности рамки;
- деформировавшая знак сила не действовала одновременно на всех участках цифр «02» номера региона, а части этой силы последовательно деформировали эти участки знака.
Результат
Получено, что величина силы удара не могла быть больше 650 кг, и этой силы недостаточно для изменения курсового направления ударенного автомобиля, так как вращающий момент этой силы составляет примерно четверть момента сил трения колес ударенного автомобиля.
Обсуждение результата
Как следует из п.1 Постановления Пленума Верховного Суда Российской Федерации от 21 декабря 2010 г. №28 «О судебной экспертизе по уголовным делам», судам указано на необходимость наиболее полного использования достижений науки и техники в целях всестороннего и объективного исследования обстоятельств, подлежащих доказыванию по уголовному делу.
Хотя какие тут достижения науки? Это – общеизвестные истины для специалиста с высшим техническим образованием. И отговорка госэкспертов про отсутствие методики – не более чем отговорка, и требует уже юридической оценки.
Деформация госномера при незначительных ударах – часто единственное, по чему можно судить о силе удара. Незначительных столкновений автомобилей достаточно много, поэтому адвокатам и экспертам приведенная частная методика может быть весьма полезной.