e ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СТБ en 1317-1-2009...

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


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


EN 1317-1 : 1998

1

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

2

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

3

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

4

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

5

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

6

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

7

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

8

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

9

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

10

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

11

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

12

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

13

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

14

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

15

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

16

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

17

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

18

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

19

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

20

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

21

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

22

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

23

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

24

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

25

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

26

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

27

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

28

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

29

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

30

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

31

Сигнальны


EN 1317-1 : 1998

32

Сигнальны


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


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


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


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


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



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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


СТБ EN 1317-1-2009

Рисунок С.1 - Пример А

63

Сигнальны


СТБ EN 1317-1-2009

Рисунок С.2 - Пример В

64

Сигнальны


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


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

e ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СТБ en 1317-1-2009...

Documents