Введение к работе
Актуальность темы. Ежегодно на автомобильных дорогах России случается до 190 тыс. происшествий, в которых погибает около 37 тыс. человек и около 200 тыс. человек получают ранения. Из данных статистики известно также, что 22 - 25/! общего количества происшествий связано с непреднамеренный! (неуправляемыми) съездами автомобилей с дороги. Тяжесть последствий таких происшествий особенно велика - в них погибает кавдый пятый человек и в каждом из них имеются раненые, а материальный ущерб характеризуется серьезными повреждениями автомобилей и перевозимых грузов.
Наиболее эффективным средством снижения тяжести последствий указанных происшествий являются дорожные удерживающие ограждения для автомобилей. Целевая функция этих ограждений осуществляется без активных действий людей (водителей автомобилей), в связи с чем удерживающие огракдзния считают элементом системы пассивных средств повышения безопасности дорожного движения.
Проблема повышения качества удерживающих ограждений для автомобилей вызвана тем, что большинство конструкций ограждений, применяемых в настоящее время в нашей стране, било заимствовано за рубежом (Канада, США), где они предназначались для легковых автомобилей, составляющих ^сновную часть транспортного потока на дорогах этих стран. В нашей стране ограждения должны обевпечивать также удержание грузовых автомобилей и автобусов, осуществляющих основную часть перевозок грузов и пассажиров. Б последние годы проблема повышения пассивной безопасности ограждений стада ещё более сложной в связи с появлением микролитражных легковых автомобилей (ВАЗ 1111 "Ока" и его аналоги).
Поэтому задание на решение проблемы удерживающих ограждений для автомобилей было включено в состав общегосударственной целевой комплексной программы 0.55.11 по повышению качества строительства автомобильных дорог. Данная диссертационная работа представляет вклад еб автора в решение этой проблемы.
Цель_р_аботы состоит в создании научных основ (теории, методов расчета и испытаний) проектирования дорожных удерживающих ограждений для автомобилей, как составной части общей совокупности методов пррелтирования средств повышения пассивной безопасности автомобильной дороги. Создание теории имеет целью раскрытие физической сущности взаимодействия автомобиля с боковым и фронтальным ограждениями и определение путей улучшения функциональных свойств этих огракдений. Создание м методов расчета имеет целью обеспечение проектировщиков огракдений практическими способами определения и оценки важнейших свойств огравдений. Создание методов испытаний имеет целью обеспечение проектировщиков и изготовителей ограждений способами проверки расчетных характеристик опытных и серийных образцов огракдений.
Научная новизна работы состоит в следующем:
создании основ новой классификации огравдений с использованием признаков их расположения на дороге и характера взаимодействия с удерживаемым автомобилем, в отличие от прежней классификации, основанной на признаках конструктивного исполнения ограждений;
формировании ряда новых понятий (удар первый, коррекция, удар второй, откренивание автомобиля; выбег автомобиля, критический прогиб ограждения), выражающих главные особенности предложенной автором модели процесса взаимодействия автомобиля с боковым ограждением;
наховдешш нового решения задачи о силах соударения автомобиля с боковым ограждением на основе принципиально-нового подхода к решению задачи о продолжительности первого удара и работы поворота автомобиля при первом ударе с учетом рассеивания энергии в результате трения и неупругих деформаций автомобиля и огракдения;
представлении работы ограждения в виде бегущей волны деформации, соответствующей взаимодействию автомобиля с ограждением в виде бокового скользящего соударения, с увеличением удерживающей способности огракдения посредством его работы с закритичесюш прогибом;
использовании идеи откренивания йвтоыобиля в сторону
проезжей части дороги для принципиально-нового решения задачи о безопасном использовании эффекта откренивания для уменьшения сил соударения автомобиля с боновим недеформируе-мым ограждением второго типа ("парапет");
впервые предложенном принципе действия и решении задачи о работе фронтального ограждения второго типа с буксируемыми инерциотшми модулями, открывающими нозмокности применения этого ограждения в качестве альтернативы гравитационного аварийного съезда, а также принцип действия и решение задачи о работе фронтально-бокового ограждения, обеспечивающего бе- . зопасность наезда автомобиля на общий торец двух рядом расположенных боковых ограждений;
Епервье предложенной системе принципов обеспечения и критериев пассивной безопасности удерживающих ограждений для автомобилей;
предложенных практических методах расчета основных показателей работы боковых и фронтальных ограждений;
проведении натурных испытаний боковых и фронтальных ограждений и их элементов, подтвердивших результаты теоретических исследований г целесообразность предложенных принципов повышения пассивной безопасности ограждений.
Достоверность представленных в диссертации теоретических положений обосвовава фундаментальным законом физики -законом сохранения и превращения внергаи и законами механики деформируемого твердого тела.
Достоверность результатов экспериментов обеспечена воспроизведением реальных условий работы мементов ограждении на установках динамического нагружения и реальными условиями наездов автомобилей на ограждения при проведении испытаний ограждений на специальном полигоне.
Практическая_денность работы состоит в нахоадендн экономичных способов исключения случаев гибели людей и уменьиения примерно на одну треть количества раненых в происвестилях, связанных с наездами автомобилей на доро^чне ограждения; и создании условии для существенного сокрацьдої времени, трудовых и материальных затрат при создании новых технических решений и опитних образцов огрнжденлй, благодаря применению
разработанных методов их расчета с использованием ЭВМ, при одновременном ограничении объема трудоемких и дорогостоящих натурных испытаний ограздениґ: задачами доводки и приемки опытных и серийных образцов.
Реализация_аботы. Результаты работы использованы автором при разработке ГОСТ 26804-86 "Ограждения дорожные'металлические барьерного типа. Технические условия", дополнения (Изменения ft 1) к этому стандарту в части фронтально-бокового ограадения 2ПД0-НЭ и проекта стандарта "Ограждения дорожные удерживающие для автомобилей. Общие технические требования".
Результаты работы использована также специалистами ГШ Совздорпроект при создании альбома типовых конструкции ТК 3.503.1 - ь9 "Ограждения на автомобильных дорогах" и специалистами ВНИИГПЭ Госкомизобретенжй при создании автоматизированной информационно-поисковой системы "Ограждения дорожные!
Промышленное изготовление ограждений по ГОСТ 26804-86 осуществлялось Волгодонским заводом А/0 Росавтодор, осуществляется металлургическим комбинатом "Амурсталь" и Артемов-скиы заводом "Стройиндустрия" (Украина).
Ар^робация^аботы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на международных (Алма-Ата 1975, Таллинн 1990), всесоозных (Каунас 1981, Тбилиси 1987, Волгоград 1989) и региональных (Донецк 1974, Ленинград 1986, Киев 1990) научно-технических конференциях по проблемам безопасности дорожного движения и на 48-й научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ в 1990 г.
По материалам диссертации опубликовано 25 печатных работ и имеется 5 авторских свидетельств на изобретения.
^йкіМ-йиссертации. Диссертация состоит из ееєдєния, пяти глав, основных выводое и содержит 284 страницы машинописного текста, 45 таблиц, 43 рисунка и список использованной литературы, содержащий 168 наименований.
