Upload
others
View
26
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Госстандарт
Минск
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
СТБ EN 1317-1-2009
СИСТЕМЫ ДОРОЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
Часть 1. Термины и общие требования к методам испытаний
СІСТЭМЫ ДАРОЖНЫХ АГАРОДЖ
Частка 1. Тэрміны і агульныя патрабаванні да метадаў выпрабаванняў
(EN 1317-1:1998, IDT)
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
II
УДК 625.745.55(083.74) МКС 01.040.93; 13.200; 93.080.30 КП 03 IDT
Ключевые слова: дорожное ограждение, система, термин, требование, испытание
Предисловие
Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в области технического нормирования и стандартизации установлены За-коном Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».
1 ПОДГОТОВЛЕН ПО УСКОРЕННОЙ ПРОЦЕДУРЕ научно-проектно-
производственным республиканским унитарным предприятием «Стройтехнорм» (РУП «Стройтехнорм»).
ВНЕСЕН Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстандарта Респуб-
лики Беларусь от 2009 г. № В Национальном комплексе технических нормативных правовых актов в области
архитектуры и строительства стандарт входит в блок 3.03 «Сооружения транспорта и транспортная инфраструктура»
3 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 1317-1:1998 Road
restraint systems - Part 1: Terminology and general criteria for test methods (Системы до-рожных ограждений. Часть 1. Термины и общие требования к методам испытаний).
Европейский стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации CEN//ТС 226 «Дорожное оборудование».
Перевод с английского языка (еn). Официальные экземпляры европейского стандарта, на основе которого подго-
товлен настоящий государственный стандарт, и европейских стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Национальном фонде ТНПА.
Степень соответствия – идентичная (IDT) 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Настоящий стандарт не может быть воспроизведен, тиражирован и распростра-
нен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта Республики Бе-ларусь
Издан на русском языке
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
III
Введение
Настоящий стандарт содержит текст европейского стандарта EN 1317-1:1998 на
языке оригинала и его перевод на русский язык (справочное приложение Д.А).
Введен в действие, как стандарт, на который есть ссылка в Еврокоде
EN 1991-2:2003.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
СИСТЕМЫ ДОРОЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
Часть 1. Термины и общие требования к методам испытаний
СІСТЭМЫ ДАРОЖНЫХ АГАРОДЖ
Частка 1. Тэрміны і агульныя патрабаванні да метадаў выпрабаванняў
Road restraint systems
Part 1: Terminology and general criteria for test methods
Дата введения 2010-01-01
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
1
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
2
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
3
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
4
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
5
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
6
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
7
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
8
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
9
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
10
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
11
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
12
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
13
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
14
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
15
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
16
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
17
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
18
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
19
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
20
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
21
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
22
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
23
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
24
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
25
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
26
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
27
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
28
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
29
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
30
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
31
Сигнальны
й экземпляр
EN 1317-1 : 1998
32
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Приложение Д.А (справочное)
Перевод европейского стандарта EN 1317-1:1998 на русский язык
1 Область применения
Настоящий Европейский стандарт дает определения основных терминов, приме-
няемых для дорожных ограничительных систем для транспортных средств и ограничи-
тельных систем для пешеходов, в других Частях настоящего стандарта. Он также уста-
навливает общие положения для методов испытаний.
Справочные приложения В и С предоставляют информацию о кинетической
энергии при ударе и об ускорении транспортного средства.
2 Нормативные ссылки
Настоящий Европейский стандарт включает в себя датированные и недатиро-
ванные ссылки, положения других публикаций. Настоящие нормативные ссылки при-
водятся в соответствующих местах текста, а затем перечисляются публикации. Для
датированных ссылок последующие изменения или исправления настоящих публика-
ций применимы к настоящему Европейскому стандарту, только если включены в него
изменением или исправлением. Для недатированных ссылок применяют последнюю
публикацию документа, на который приведена ссылка.
EN 1317-2 Дорожные ограничительные системы – Часть 2: Классы по рабочим
характеристикам, критерии приемки при ударных испытаниях и методы испытаний для
защитных барьеров
prEN 1317-3 Дорожные ограничительные системы - Часть 3: Классы по рабочим
характеристикам, критерии приемки при ударных испытаниях и методы испытаний для
аварийных подушек
33
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
3 Аббревиатуры
ASI: индекс опасности ускорения
THIV: воздействие ударного ускорения на теоретическую голову
PHD: замедление скорости движения головы после удара
OIV: скорость пассажиров при ударе
ORA: ускорение пассажиров после удара
VCDI: индекс деформации кабины транспортного средства
VIDI: индекс внутренней деформации транспортного средства
4 Терминология дорожных ограничительных систем
Типы систем показаны на рисунке 1:
Дорожные ограничительные системы
Ограничительные сис-темы для транспортных средств
Ограничительные сис-темы для пешеходов
Парапет-ные огра-ждения для транс-портных средств
Концевые и переходные участки
Защитные барьеры
Аварий-ные по-душки
Полоса торможе-ния
Парапет-ные огра-ждения для пеше-ходов
Перила для пе-шеходов
Рисунок 1 - Типы систем В целях настоящего стандарта применяются следующие определения:
4.1 дорожная ограничительная система: Общее название для ограничитель-ной системы для транспортных средств и ограничительной системы для пешеходов, используемых на дороге.
4.2 ограничительная система для транспортных средств: Система, установ-ленная на дороге, для предоставления уровня удержания для отклонившихся от пути
транспортных средств.
34
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
4.3 защитный барьер: Ограничительная система для транспортных средств, ус-тановленная вдоль дороги или на островке безопасности.
4.4 постоянный защитный барьер: Защитный барьер, постоянно установлен-ный на дороге.
4.5 временный защитный барьер: Легко устраняемый защитный барьер, ис-пользуемый при дорожных работах, в аварийных случаях или в подобных ситуациях.
4.6 деформируемый защитный барьер: Защитный барьер, который деформи-руется при ударном воздействии транспортного средства и может испытывать остаточ-
ную деформацию.
4.7 жесткий защитный барьер: Защитный барьер, который прогибается незна-чительно при ударном воздействии транспортного средства.
4.8 односторонний защитный барьер: Защитный барьер, предназначенный для ударных воздействий только с одной стороны.
4.9 двухсторонний защитный барьер: Защитный барьер, предназначенный для ударных воздействий с обеих сторон.
4.10 концевой участок: Конечная обработка защитного барьера. 4.11 передний концевой участок: Концевой участок, расположенный у края за-
щитного барьера, направленного против потока 4.12 задний концевой участок: Концевой участок, расположенный у края за-
щитного барьера, направленного по потоку 4.13 переходный участок: Соединение двух защитных барьеров, различных по
конструкции или рабочим характеристикам.
4.14 парапетное ограждение для транспортных средств: Защитный барьер, установленный на краю моста или на подпорной стене или подобной конструкции, где
возможно вертикальное падение, которое может включать дополнительную защиту и
ограничение для пешеходов или других участников дорожного движения.
4.15 аварийная подушка: Дорожное устройство, поглощающее энергию транс-портного средства, установленное перед жестким объектом с целью уменьшения ин-
тенсивности удара.
4.16 перенаправляющая аварийная подушка: Аварийная подушка, предназна-ченная сдержать и перенаправить транспортное средство, оказывающее ударное воз-
действие.
4.17 неперенаправляющая аварийная подушка: Аварийная подушка, предна-значенная сдержать и захватить транспортное средство, оказывающее ударное воз-
действие.
35
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
4.18 полоса торможения: Участок земли, прилегающий к дороге, заполненный специальным материалом, для торможения и остановки отклонившегося от пути транс-
портного средства.
4.19 ограничительная система для пешеходов: Система, установленная для предоставления руководства для пешеходов.
4.20 парапетное ограждение для пешеходов: Ограничительная система для пешеходов или «других участников движения» вдоль моста или на верхней части под-
порной стены или подобной конструкции, не предназначенная для функционирования в
качестве дорожной ограничительной системы для транспортных средств.
4.21 перила для пешеходов: Ограничительная система для пешеходов или «других участников движения» вдоль края пешеходной дорожки или тротуара, предна-
значенная удерживать пешеходов или других участников движения от выхода на доро-
гу или другой участок или их пересечения, что может быть опасно.
ПРИМЕЧАНИЕ: «Другие участники движения» включает положения для всадни-
ков, велосипедистов или скота.
5 Технические требования к транспортному средству в условиях испытания
Технические требования к транспортному средству в условиях испытания указа-
ны в таблице 1.
Таблица 1 - Технические требования к транспортному средству
Масса, кг Масса транспортного средства (1) Включая максималь-ный балласт (2) Манекен Общая испытатель-ная масса
825 ±40 100 75 900 ±40
1300 ±65 160 - 1300 ±65
1500 ±75 180 - 1500 ±75
10000±300 - - 10000±300
13000±400 - - 13000±400
16000 ±500 - - 16000 ±500
30000±900 - - 30000±900
38000 ±1100 - - 38000 ±1100
Размеры, м (предельное откло-нение ±15 %) Колесная колея (колея передних и задних колес) Радиус колес
1,35
1,40
1,50
2,00
2,00
2,00
2,00
2,00
36
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
(без нагрузки) Колесная база (между крайними осями) Количество осей Дорожный просвет переднего бампера, измеренный у угла
- - 1S+1
(3) -
- - 1S+1 -
- - 1S+1 -
0,46 4,60 1S+1 0,58
0,52 6,50 1S+1 -
0,52 5,90 1S+1/2 0,58
0,55 6,70 2S+2 0,58
0,55 11,25 1S+3/4 0,58
Расположение цен-тра тяжести, м (предельное откло-нение ±10 %) Продольное рас-стояние (4) от перед-ней оси (CGX) ±10 % Поперечное рас-стояние от цен-тральной линии транспортного сред-ства (CGY) Высота над землей (CGZ): Масса транспортного средства (±10 %) Нагрузка (+15% - 5%)
0,90 ±0,07 0,49 -
1,10 ±0,07 0,53 -
1,24 ±0,08 0,53 -
2,70 ±0,10 - 1,50
3,80 ±0,10 - 1,40
3,10 ±0,10 - 1,60
4,14 ±0,10 - 1,90
6,20 ±0,10 - 1,90
Тип транспортного средства
Лег-ковой авто-мо-биль
Лег-ковой авто-мо-биль
Лег-ковой авто-мо-биль
Ав-томо-биль с мо-ноб-лоч-ной ра-мой для пере-возки тяже-лых гру-зов (HGV)
Авто-бус
Авто-мобиль с мо-ноб-лочной рамой для пере-возки тяже-лых грузов (HGV)
С мо-ноб-лоч-ной ра-мой
Авто-мобиль с шар-нирно-сочле-ненной рамой для пере-возки тяже-лых грузов (HGV)
(1) включая нагрузку для автомобилей для перевозки тяжелых грузов (HGV) (2) включая измерительное и записывающее оборудование (3) S: направляющая ось (4) Масса транспортного средства
37
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
6 Измерение индекса опасности ускорения (ASI)
6.1 Расчет ASI Индекс опасности ускорения ASI является функцией времени, рассчитанной по
следующему уравнению (1):
где:
âx, ây и âz – предельные значения для компонентов ускорения вдоль связанных
с телом осями координат x, y и z; âx, ây и âz – компоненты ускорения рассматриваемой
точки Р транспортного средства, усредненные по интервалу времени перемещения
δ = 50 мс, так что:
(2)
Индекс ASI предназначен предоставить измерение опасности хода машины для
человека, сидящего вблизи точки Р, во время удара.
Среднее в уравнении (2) в действительности является фильтром низких частот,
который учитывает тот факт, что ускорения транспортных средств могут сообщаться
телу пассажира через относительно мягкие контакты, которые не могут передавать са-
мые высокие частоты.
Уравнение (1) является самым простым из возможных уравнений взаимодейст-
вия трех переменных x, y и z: Если любые два компонента ускорения транспортного
средства равны нулю, ASI достигает своего предельного значения 1, если третий ком-
понент достигает своего предельного ускорения; а если два или три компонента не
равны нулю, ASI может равняться 1, если отдельные компоненты значительно ниже
релевантных пределов.
Предельные ускорения интерпретируют как значения, ниже которых риск пасса-
жира очень невелик (травмы небольшие, если вообще имеются).
Для пассажиров, пристегнутых ремнями безопасности, как правило, используют-
ся следующие предельные ускорения:
âx = 12 g, ây = 9 g, âz = 10g, (3)
где:
g = 9,81 мсֿ² – эталон для ускорения.
38
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
В уравнении (1) ASI является безразмерной величиной, это скалярная функция
времени и в целом рассматриваемой точки транспортного средства, обладающая
только положительными значениями. Чем больше ASI превосходит единицу, тем
больше риск для пассажира в данной точке превышает пределы безопасности; поэто-
му максимальное значение, достигаемое ASI во время столкновения, принимается как
отдельное измерение опасности, или:
ASI = макс [ASI (t)] (4)
6.2 Приборно-измерительное оборудование для транспортного средства Ускорение транспортного средства следует измерять у отдельной точки (Р) внут-
ри кузова машины вблизи центра тяжести транспортного средства. Требуются три пре-
образователя ускорения (или один трехосный преобразователь).
Тем не менее, как показывает опыт, по причине физических ограничивающих ус-
ловий фактическое размещение набора акселерометров может сместиться на несколь-
ко сантиметров от центра тяжести; тогда из-за угловых перемещений могут возникнуть
значительные различия между измеренными ускорениями и ускорениями у центра
масс. В подобных случаях следует разместить второй трехосный преобразовательный
набор акселерометров вдоль продольной оси.
У длинных транспортных средств ускорение может значительно различаться от
передней до задней части, в основном из-за движения рыскания. К примеру, при столк-
новении автобуса с боковым барьером, рекомендуется вычислять ASI в двух точках
(Р1 и Р2), что соответствует положениям пассажиров на самом переднем и самом
заднем местах: наиболее удобный способ – разместить два трехосных преобразовате-
ля именно в этом положении.
Или же, если установлен полный набор преобразователей для записи шести
степеней подвижности транспортного средства, может быть подсчитано полное поле
ускорений транспортного средства, и тогда индекс ASI легко устанавливается в любой
точке.
Преобразователи, фильтры и каналы записи должны соответствовать классу
частоты, указанному в EN 1317-2 и prEN 1317-3.
6.3 Краткое изложение методики вычисления ASI а) Зафиксируйте показатели трех компонентов ускорения транспортного средст-
ва при помощи заданного приборно-измерительного оборудования. В основном такие
показатели хранятся на магнитных носителях в качестве трех рядов чисел N, отобран-
ных при определенной частоте отбора S (проб в секунду).
Для таких трех рядов измерений:
39
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
ускорение гравитации g является единицей измерения.
b) Найдите число m проб в среднеарифметическом промежутке δ = 0,05 с:
m = INT (δ*S) = INT (0,05*S), где INT (R) является целым числом наиболее близ-
ким к R. К примеру, если S = 500 проб/с, m = 25.
c) Вычислите средние ускорения (2):
d) Вычислите ASI как функцию времени (1):
(8)
e) Найдите ASI как максимальное значение из ряда ASI. k
7 Измерение воздействия ударного ускорения на теоретическую голову (THIV) и замедления скорости движения головы после удара (PHD)
7.1 Общие положения Понятие воздействия ударного ускорения на теоретическую голову (THIV) было
выработано для оценки опасности удара для пассажиров транспортных средств,
столкнувшихся с дорожными ограничительными системами для транспортных средств.
40
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Пассажир принимается за свободно двигающийся объект (голова), который продолжа-
ет движение после изменения скорости транспортного средства в результате столкно-
вения с ограничительной системой для транспортных средств, пока не ударится о по-
верхность внутри транспортного средства. Величина скорости при ударе теоретической
головы рассматривается как измерение опасности удара между транспортным средст-
вом и системой ограничителей для транспортных средств.
Предполагается, что голова будет оставаться в соприкосновении с поверхностью
на протяжении оставшегося периода удара. Таким образом, она будет испытывать те
же уровни ускорения, что и транспортное средство на протяжении оставшегося перио-
да контакта (замедление скорости движения головы после удара - PHD).
7.2 Воздействие ударного ускорения на теоретическую голову (THIV) 7.2.1 Общие положения Можно предположить, что в начале контакта транспортного средства с ограничи-
тельной системой, как транспортное средство, так и теоретическая голова имеют оди-
наковую горизонтальную скорость V0, при этом движение транспортного средства ис-
ключительно поступательное.
Предполагается, что во время удара транспортное средство двигается только в
горизонтальной плоскости, так как высокие уровни уклона, крена или вертикального
движения не столь существенны, если машина не переворачивается. Подобный край-
ний случай не стоит рассматривать, потому что при этом решение о признании воз-
можной системы непригодной принимается на основе визуального осмотра или фото-
записи.
41
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Теоретическая голова
Рисунок 2 - Системы координат транспортного средства и земли
Как показано на рисунке 2, применяются две системы координат:
- система координат транспортного средства Cxy, где x продольная, y попереч-
ная; начало координат С – это точка транспортного средства, близкая к, но не обяза-
тельно совпадающая с центром тяжести, где установлены два акселерометра и датчик
скорости рыскания. Пусть ẍс и ÿс – ускорения точки С (в м/с²), вдоль осей транспортно-
го средства x и y соответственно, зафиксированные с двух акселерометров, а ψ - ско-
рость рыскания (в радианах в секунду), зафиксированная с датчика (ẍ -положительное
вперед, ÿ – положительное в правую сторону и ψ – положительное по часовой стрелке,
если смотреть сверху);
- система координат земли 0XY, горизонтальная, ось X совмещена со скоростью
V0, а начало координат 0 совпадает с исходным положением базовой точки С транс-
портного средства. Xc(t) и Yc(t) – земные координаты исходной точки транспортного
средства С, а Xb(t) и Yb(t) – земные координаты теоретической головы (см. рисунок 3).
Используя определения и упрощенную гипотезу настоящего параграфа, вычис-
лите движение транспортного средства и теоретической головы в соответствии с 7.2.2.
42
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
и 7.2.6.
7.2.2 Движение транспортного средства Исходные условия при времени t = 0:
Угол рыскания ψ измеряется из записей соответствующей потолочной камеры
или вычисляется интегрированием скорости рыскания ψ или другим подходящим спо-
собом:
затем из компонентов ускорения транспортного средства в системе координат
земли:
Скорость и положение транспортного средства вычисляются интегрированием:
7.2.3 Движение теоретической головы относительно земли Исходные условия при времени t = 0:
Затем, если теоретическая голова продолжает равномерное движение:
43
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
7.2.4 Движение теоретической головы относительно транспортного средст-ва
Для транспортного средства компонентами относительной скорости теоретиче-
ской головы являются:
Координаты теоретической головы относительно системы координат вычисляют
при помощи уравнения:
7.2.5 Время полета Предполагается, что условные поверхности удара внутри транспортного средст-
ва плоские и расположены перпендикулярно осям транспортного средства x и y (см.
рисунок 3). Расстояния до таких поверхностей от исходного положения головы (рас-
стояния до удара): вперед Dx и вбок в обе стороны Dy.
Рисунок 3 - Удар теоретической головы о левую сторону
44
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Время полета теоретической головы – время удара об одну из трех условных по-
верхностей на рисунке 3, т.е. самое короткое время Т, за которое удовлетворено одно
из трех следующих равенств:
Х (T) = D +x ; или y b (T) = D ; или y b (T) = - D (18) b x 0 y y
Стандартные значения расстояний до удара:
Dx = 0,6 м Dy = 0,3 м
7.2.6 Значение THIV Наконец скорость удара теоретической головы является относительной скоро-
стью за время Т, т.е.:
Запишите THIV в км/ч.
7.3 Замедление скорости движения головы после удара Замедление скорости движения головы после удара (PHD) – максимальное зна-
чение полученного ускорения у точки С, вычисленное из промежутка 10 мс среднее из-
меренных компонентов ẍс и ÿс Если p ẍс f и p ÿс f являются такими средними компо-
нентами, тогда:
для t f T (20)
PHD записывается в кратных единицах g (*)
7.4 Приборно-измерительное оборудование для транспортного средства Транспортное средство должно быть снабжено одним акселерометром для из-
мерений в продольном направлении (вперед), одним для измерений в поперечном на-
правлении (в сторону) и при желании датчиком угловой частоты (датчик скорости). Все
три датчика должны быть установлены общим блоком и помещены в точку С вблизи
центра тяжести транспортного средства.
Угол рыскания измеряется с допуском ± 40, непосредственно из фотозаписи или
интегрированием скорости рыскания или другим способом. Интервал отбора проб не
должен превышать 50 мс.
Преобразователи, фильтры и каналы записи должны соответствовать классу
частоты, указанному в EN 1317-2 и prEN 1317-3.
Рекомендуется отметчик режимов для оповещения о моменте контакта транс-
портного средства с ограничительной системой для транспортных средств.
(*) 1g = 9,81 м/с²
45
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
7.5 Краткое изложение методики вычисления THIV и PHD a) Зафиксируйте ускорения транспортного средства и скорость рыскания и хра-
ните в цифровом виде при частоте выборки S; пусть данные в трех файлах записи бу-
дут kẍс, kÿс и kψ (k = 1,2,…, N). Интервал времени между двумя последующими дан-
ными в файле записи h= t - t = 1/S. К примеру, если S = 500 проб/с, h = 2 мс. k 1−k
b) Линейно интерполируйте между измеренными значениями угла рыскания для
получения значения k ψ или наоборот.
Интегрируйте скорость рыскания при помощи рекуррентного уравнения (из урав-
нения (2)):
c) Рассчитайте ускорение транспортного средства в системе координат земли
(3):
d) Интегрируйте ускорение транспортного средства в уравнение системы коор-
динат земли (4), (9):
e) Рассчитайте относительное расположение и относительную скорость теорети-
ческой головы как уравнение функций времени (8), (9):
46
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
f) Найдите минимальное значение j, для которого одно из трех уравнений:
удовлетворено.
g) Вычислите
h) Рассчитайте из промежутка 10 мс среднее p k ẍс f и pk ÿс f
i) Рассчитайте полученное ускорение транспортного средства А в g как функ-
цию времени:
k
7.6 Методика расчета OIV и ORA Методика, данная выше, может быть упрощена для вычисления скорости пасса-
жиров при столкновении (OIV) и ускорения пассажиров после удара (ORA), при этом
опускается шаг 2, а ψ принимается всегда равным нулю (ψ = 0).
8 Коррекция для приборно-измерительного оборудования, смещенного от
центра тяжести транспортного средства
Транспортные ускорения используются в оценке результатов испытаний при по-
мощи ASI, THIV и модели расстояния до удара.
Для этого требуется разместить акселерометры в центр масс транспортного
средства или вблизи него. Тем не менее, как показывает опыт, это не всегда возможно
из-за физических ограничивающих условий внутри транспортного средства. Как ре-
зультат, фактическое размещение набора акселерометров может сместиться на не-
сколько сантиметров относительно центра тяжести; тогда в зависимости от смещения
из-за углового перемещения могут возникнуть значительные различия между измерен-
ными ускорениями и ускорениями у центра масс.
Эти различия можно уменьшить использованием дополнительного приборно-
измерительного оборудования. Поэтому в дополнение к основному трехосному набору
47
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
акселерометров рекомендуется разместить второй преобразовательный набор аксе-
лерометров вдоль продольной оси (x), как показано на рисунке 2.
Относительно рисунка 4 для точки Р, расположенной вдоль оси x на расстоянии x
вперед от центра тяжести:
где:
а , а , а - продольное, поперечное и вертикальное ускорение точки Р; x y z
а , а , а - продольное, поперечное и вертикальное ускорение центра тяжести; xc yc zc
ω , ω - скорость наклона и рыскания; y z
ώ , ώ - ускорение наклона и рыскания. y z
Рыскание
Колебание от-носительно продольной оси
Раскачивание относительно поперечной оси
Рисунок 4 - Правило положительных знаков и размещение акселерометров
Так, ускорения точек Р1 и Р2 рисунка 4 даются следующим образом:
48
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Из уравнения (2) ускорения центра тяжести могут быть рассчитаны следующим
образом:
9 Протокол испытания1)
Протокол испытания должен включать следующую информацию в данном поряд-
ке.
a) Испытательная лаборатория Наименование
Адрес
Номер телефона
Номер факсимиле
Месторасположение испытательной площадки
b) Номер протокола c) Клиент Имя
1) Это предложение основано на критериях, представленных в параграфе 5.4.3 Евро-
пейского стандарта EN 45 001 : 1989
49
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Адрес
Номер телефона
Номер факсимиле
d) Объект испытаний Дата приемки
Дата испытания
Наименование объекта испытания
Номер приложения с рисунками
e) Методика испытаний 1) Тип испытания Плановая скорость в момент удара в километрах в час
Плановый угол удара в градусах
Плановая испытательная инертная масса транспортного средства в килограммах
2) Установка Подробное описание испытываемой конструкции
Номер приложения с рисунками испытательной площадки, включая концевые ан-
керные устройства
Номер приложения с фотографиями
Длина в метрах
Подходящее описание элементов ограничительной системы для транспортного
средства для ограждения, состоящего из стоек и балок:
- Деталь перекладины
- Длина перекладины в метрах
- Материал, из которого изготовлены стойки
- Размеры стоек в метрах
- Укрепление стоек в метрах
- Расстояние между стойками в метрах
Вид почвы и почвенные условия
3) Транспортное средство Модель
Год выпуска модели
Идентификационный номер транспортного средства
Масса транспортного средства в килограммах
Балласт, расположение и масса
Манекен (если предусмотрен)
50
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Общая испытательная масса в килограммах
Номер приложения, содержащего информацию по размерам и показателям
транспортного средства
Расположение центра тяжести
Приложение с фотографиями
f) Результаты Номер испытания
Дата
Погодные условия при проведении испытаний
Общее описание последовательности испытаний
1) Объект испытаний Максимальный динамический прогиб в метрах
Рабочая ширина в метрах
Максимальный остаточный прогиб в метрах
Длина контакта в метрах
Точка удара
Основные части сломаны или оторваны (Да/Нет)
Описание повреждения объекта испытаний
Наземное крепление отвечает уровням конструкции (Да/Нет/Не применимо)
Приложение с фотографиями объекта испытаний
Приложение с рисунками объекта испытаний
*) Измерение силы наземного крепления барьера в Ньютонах
*) Приложение с графиками силы
2) Транспортное средство Скорость в момент удара в километрах в час
% отличие от плановой скорости в процентах
Угол удара в градусах
% отличие от планового угла в градусах
В пределах допуска? (Да/Нет)
*) Скорость на выходе в километрах в час
*) Угол выхода в градусах
*) Расстояние отскока в метрах
Транспортное средство пробивает барьер (Да/Нет)
________________________________________________ *) Под звездочкой указана необязательная информация
51
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Транспортное средство проходит через барьер (Да/Нет)
Транспортное средство внутри «коробки» (Да/Нет)
Транспортное средство опрокидывается в пределах испытательной площадки
(Да/Нет)
Общее описание траектории транспортного средства
Индекс деформации кабины транспортного средства VCDI (см. приложение А)
Основная часть транспортного средства оторвана (Да/Нет)
Номер приложения с фотографиями транспортного средства
3) Оценка опасности удара Индекс опасности ускорения, ASI
Воздействие ударного ускорения на теоретическую голову (THIV) и замедление
скорости движения головы после удара (PHD)
Зона подвижности в метрах
Время полета в миллисекундах
THIV в километрах в час
PHD в g
*) Скорость пассажиров при столкновении (OIV)
Вперед в метрах в секунду
Вбок в метрах в секунду
Ускорение пассажиров после удара
Вперед в g
Вбок в g
Номер приложения с графиками ускорения g) Общие утверждения Результаты испытаний в настоящем протоколе относятся только к испытанным
объектам.
Настоящий протокол должен воспроизводиться не иначе, как в полном виде, за
исключением случая, когда выдающая этот протокол лаборатория дает предваритель-
ное письменное одобрение.
h) Одобрение протокола Дата
Подпись
Название должности
Имя
52
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Приложение А (обязательное)
Индекс деформации кабины транспортного средства (VCDI)
А.1 Деформация Индекс деформации кабины транспортного средства (VCDI) происходит из ин-
декса внутренней деформации транспортного средства (VIDI), который был разработан
в рамках различных международных собраний в 1970 и 1971 годах.
Данный индекс обозначает как место, так и размер деформации кабины. Он со-
стоит из двух буквенных знаков плюс семи цифровых знаков, в виде:
XXabcdefg
Назначение данного индекса заключается в том, чтобы зафиксировать стандарт-
ное описание деформации внутренней части транспортного средства и помочь понять
опасность удара.
Рекомендуемая точность в измерениях расстояния составляет ± 0,02 м.
А.2 Место деформации Место деформации кабины обозначается первыми двумя буквенными знаками
XX, как показано на рисунке А.1
53
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Все сидения:
Задние сидения: Передние сидения:
Левые сидения: Правые сидения:
Правое переднее: Правое заднее:
Левое переднее: Левое заднее:
Рисунок А.1 - Место деформации кабины
54
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
А.3 Размер деформации Семь субиндексов a, b, c, d, e, f и g обозначают процентное сокращение семи
внутренних размеров (см. рисунок А.2):
a – расстояние между приборной доской и верхней частью заднего сиденья;
b – расстояние между крышей и панелью пола;
c – расстояние между задним сидением и панелью двигателя;
d – расстояние между нижней частью приборной панели и панелью пола;
e – внутренняя ширина;
f – расстояние между нижним краем правого окна и верхним краем левого окна;
g - расстояние между нижним краем левого окна и верхним краем правого окна.
Рисунок А.1 - Внутренние размеры Значение каждого из семи субиндексов определяется по следующей шкале:
0, если сокращение меньше 3 %;
1, если сокращение больше 3 % и меньше или равно 10 %;
2, если сокращение больше 10 %.
Если какие-либо сокращения превышают 10 %, необходимо включить описание с
фотографиями деформированных частей.
А.4 Примеры Если боковой удар в правую сторону сокращает e и f на 14 %, g на 7 % для пра-
вых сидений, а сокращение всех остальных размеров ниже 3 %, то индекс VCDI будет:
RS0000221.
Если в конце удара расстояние а сокращено на 8 %, с на 12 % у переднего пра-
вого сидения, а сокращение всех остальных размеров ниже 3 %, то индекс VCDI будет:
RF1020000.
55
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Приложение В (справочное)
Кинетическая энергия удара и теоретическая средняя сила
В.1 Средняя сила из кинематики В первой части удачного столкновения с защитным барьером компонент, пер-
пендикулярный барьеру, скорости центра тяжести транспортного средства должен
уменьшиться от своего исходного значения
V = Vsinα (B.1) n
до нуля; если Sn и ān являются соответственно смещением и средним ускорени-
ем центра тяжести транспортного средства в направлении, перпендикулярном барьеру,
тогда в первой фазе:
и, таким образом, средняя сила, действующая на массу М транспортного средст-
ва в течение той же фазы, будет:
В.2 Средняя сила из энергетического баланса Тот же результат можно получить из энергетического баланса. В сущности, в те-
чение первой фазы удара поперечная кинетическая энергия транспортного средства:
должна быть сбалансирована работой Wn = Sn поперечной силы, воздейст-
вующей на центр тяжести транспортного средства; отсюда:
откуда
56
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Рисунок В.1 – Смещение центра тяжести
В.3 Средняя сила как функция смещения барьера Относительно рисунка В.1 расстояние Sn, на которое перемещается центр масс
будет приблизительно:
где Sb – максимальный динамический прогиб стороны барьера, обращенной к
движению (более точно Sb должна быть суммой прогиба барьера плюс смятие части
транспортного средства).
Затем, объединяя предыдущие выражения, среднюю силу в итоге выражают как:
Сила дает порядок величины взаимодействия между транспортным средством
и барьером во время удара; она полезна при первой оценке общей силы, воздейст-
вующей на опоры барьера и опасности для сталкивающегося транспортного средства.
–сила, усредненная относительно поперечного смещения, т.е.:
Теоретические и экспериментальные данные показывают, что для того чтобы
существенное максимальное значение силы F(s) можно было считать измерением мак-
симального воздействия на опоры барьера, оно должно быть в 2,5 раза больше .
В.4 Примеры Таблица В.1 дает значения кинетической энергии, рассчитанные с (В.4) относи-
тельно установленных классов рабочих характеристик, а также средние силы, рассчи-
танные с (В.7) для некоторых примеров значений смещения барьера.
57
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Таблица В.1 - Уровни удержания
Прогиб поверхности, обращенной к движению, м 0,1 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0
Уро-вень удер-жания
Кинетиче-ская энер-
гия, кДж Средняя сила , кН
Т1 Т2 Т3
6,2 21,5 36,6
16,8 36,5 46,7
9,3 24,2 33,8
5,8 16,7 24,7
4,2 12,7 19,4
3,3 10,3 16,0
2,7 8,6
13,6 N1 N2
43,3 81,9
59,2 112,0
42,0 79,4
30,3 57,2
23,7 44,7
19,4 36,7
16,5 31,1
H1 H2 H3
126,6 287,5 462,1
93,6 133,0 266,4
76,6 116,8 227,1
61,7 100,4 189,8
51,6 88,1 163,0
44,4 78,5 142,9
38,9 70,8 127,1
H4a H4b
572,0 724,6
311,3 269,1
267,6 242,1
225,4 213,6
194,7 191,1
171,4 172,8
153,1 157,8
58
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Приложение С (справочное)
Ускорение транспортного средства. Методы измерения и расчета
С.1 Введение Во время удара ускорение транспортного средства может значительно разли-
чаться от одной точки самого транспортного средства до другой из-за угловых частот и
угловых ускорений. Таким образом, измерения, произведенного у одной точки, может
быть недостаточно для определения полного поля ускорений внутри транспортного
средства.
В целом, во время столкновения какая-то внутренняя часть транспортного сред-
ства остается более или менее жесткой, не считая структурных вибраций, которые от-
фильтровываются при использовании предусмотренного фильтра 60 Гц.
Настоящее приложение представляет два метода для определения полного ус-
корения транспортного средства, рассматриваемого как жесткое тело, за определенное
время, из измерений, взятых в одно и то же время. Датчики для данных измерений
должны быть вмонтированы в локально негибких точках части конструкции транспорт-
ного средства, которая ведет себя жестко.
Знание полного ускорения может понадобиться при расчете ускорения различ-
ных точек транспортного средства или при реконструкции пути транспортного средства
при помощи интеграции.
С.2 Ускорение в жестком теле Ускорение ра любой точки Р жесткого тела в векторном обозначении может быть
выражено как:
ра = са + ω x R+ ω x(ω x R) (С.1)
где:
ра ≡ - ускорение общей точки Р; ⎪⎭
⎪⎬
⎫
⎪⎩
⎪⎨
⎧
zpypxp
a
a
a
са ≡ - ускорение базовой точки С; ⎪⎭
⎪⎬
⎫
⎪⎩
⎪⎨
⎧
zcycxc
a
a
a
59
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
ω ≡ - угловая частота жесткого тела; ⎪⎭
⎪⎬
⎫
⎪⎩
⎪⎨
⎧
z
y
x
ω
ωω
R = P – С – это радиус-вектор от точки С до точки Р;
В качестве варианта уравнение (С.1) можно также представить в виде формулы:
p а = а + ώ c ∧ R+ (ω. R) ω - (ω. ω) R (С.2)
где точка (.) означает скалярное произведение, точка (·) означает деривацию в
отношении времени, а символ ∧ - векторное произведение.
Затем, чтобы узнать ускорение а любой точки Р жесткого тела за определенное
время t, нужно знать положение R указанной точки и 9 кинематических параметров, т.е.
три элемента а, три элемента ω и три элемента ώ, все в одно и то же время t.
p
c
С.3 Измерение при помощи 12 линейных преобразователей Уравнение (С.1) в матричной записи может также быть выражено, как:
{ а } = { а } + [А] {R} (С.3) p c
где:
Вместо 9 кинематических параметров проще взять как неизвестные величины 12
параметров, т.е. три компонента а и все 9 элементов матрицы [А], как указано ниже. c
Три линейных акселерометра, центрированных на осях x, y и z монтируются еди-
ным блоком в точке С (в качестве которой может выступать любая подходящая точка) и
в трех других подходящих точках Р, Р и Р. Эти четыре точки не должны лежать в
одной плоскости. Данные 12 акселерометров предоставляют измерение а, плюс уско-
рения { 1а}, { 2 а} и { а} трех известных точек 1Р, Р и Р.
1 2 3
c
3 2 3
Для каждой точки i Р уравнение (С.4) может быть представлено в виде формулы:
где:
60
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
При введении матриц (3 x 3):
Три матричных уравнения (С.6) могут быть синтетически записаны, как:
что можно легко решить, получая неизвестную матрицу в виде формулы:
Решение (С.9) возможно, только если матрица [ R ] не сингулярная, а для этого
требуется, чтобы 4 точки Р 1Р, Р и 3Р не лежали в одной плоскости. c 2
Угловое ускорение ώ можно легко получить из антисимметричной части матрицы
[А]:
Компоненты угловой скорости наоборот не могут быть получены однозначно и
точно из симметричной части матрицы [А]. Так, этот метод, являющийся прямым для
расчета ускорения любой точки транспортного средства, не рекомендуется для рекон-
струкции пути.
Если известны ускорение {cа } и матрица [А], можно легко определить ускорение
в любой точке Р транспортного средства посредством уравнения (С.3).
С.4 Измерение при помощи 6 линейных и 3 угловых преобразователей Для данного метода требуется 6 линейных акселерометров плюс 3 преобразова-
теля угловой скорости. Три линейных акселерометра и датчики угловой частоты поме-
щаются единым блоком в базовую точку С. Эти 3 линейных акселерометра и 3 преоб-
разователя угловой частоты направлены, как оси x, y и z транспортного средства.
Это дает прямое измерение cа и ω; так, остается определить только три неиз-
вестные величины, т.е. компоненты ώ. Это достигается добавлением всего трех ли-
нейных акселерометров, как указано ниже.
Пусть любой из последних 3-х акселерометров будет расположен в точке Р в i
направлении единичного вектора n (i = 1,2,3); при скалярном умножении на n уравне- i i
61
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
ние (С.2) принимает форму:
i m.ώ = p i (C.11)
г
P – C – это вектор положения P
P (ω R)ω + (ω. ω) R
точке P
ω =
последних трех преобразователей,
получ
(С.12)
(С.14)
для э
се 9 кинематических параметров, т.е.
де:
i R = i i
m = R∧ i n i i
i = a i - c a i - . i i i
a i = i a. i n – измерение от датчика в i
c a i = c a. i n – компонент c a в направлении n i
i ω. i n – компонент ω в направлении i n
R i = i R. i n – компонент R в направлении i n
Соединяя уравнение (С.11) для измерений
аем следующую окончательную формулу:
[М]{ώ} = {р}
где:
Из уравнения (С.12) угловое ускорение находят по формуле:
{ώ} = [М] 1− {р}
Такое решение возможно, только если матрица [М] не является сингулярной, а
того требуется, чтобы тщательно выбирались точки i Р и координаты положения
i n (i = 1,2,3) датчика.
Так, известны в {cа }, {ω} и {ώ}. Их можно
испол
р положения и ориентации преобразователей дается в сле-
дующ
ьзовать для расчета ускорения любой точки Р транспортно средства с помощью
(С.1), (С.2) или (С.3) или для реконструкции пути транспортного средства с помощью
подходящей методики.
Правильный выбо
их примерах, где точка С лежит в плоскости xz (плоскость симметрии), вблизи
центра тяжести транспортного средства, а остальные три акселерометра вмонтирова-
ны в двух точках, симметрично по отношению к плоскости xz. Возможен и другой пра-
вильный выбор.
62
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Рисунок С.1 - Пример А
63
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Рисунок С.2 - Пример В
64
Сигнальны
й экземпляр
СТБ EN 1317-1-2009
Рисунок С.3 - Пример С
С.5 Замечания Для первого предложенного метода требуются только преобразователи линейно-
точки в транспортном средстве.
Второй метод, требующий минимального числа преобразователей (6 для линей-
ного ускорения и 3 для угловой частоты), больше подходит, когда необходимо произ-
вести реконструкцию пути. Среди трех схем, показанных в примерах, А обычно реко-
мендуется для столкновений с правой стороны, В для столкновений с левой стороны и
С для лобовых столкновений.
В любом случае при сравнении двух методов следует также учитывать точность
и стоимость различных преобразователей.
го ускорения, но в избыточном числе; это прямой метод для оценки ускорения любой
65
Сигнальны
й экземпляр
Тит. лист СТБ EN 1317-1-к ЕврокодуобработанныйEN 1317-1-перевод ок1 Область применения2 Нормативные ссылки3 Аббревиатуры4 Терминология дорожных ограничительных систем5 Технические требования к транспортному средству в условиях испытания6 Измерение индекса опасности ускорения (ASI)7 Измерение воздействия ударного ускорения на теоретическую голову (THIV) и замедления скорости движения головы после удара (PHD)8 Коррекция для приборно-измерительного оборудования, смещенного от центра тяжести транспортного средстваИндекс деформации кабины транспортного средства (VCDI)Приложение В(справочное)Кинетическая энергия удара и теоретическая средняя силаПриложение С(справочное)Ускорение транспортного средства. Методы измерения и расчета