Fizyka i matematyka - podstawa naszej pracy

Oponenci procesowi naszych Klientów zarzucają nam niekiedy, że opracowane przez nas ekspertyzy nie mają waloru naukowego i stanowią jedynie efektowną wizualizację, którą można wygenerować chociażby przy pomocy coraz powszechniej stosowanej obecnie technologii AI.

Nic bardziej mylnego. Narzędzia, którymi się posługujemy opierają się na sprawdzonych modelach matematyczno-fizycznych, a możliwości wizualizacyjne stanowią do nich wyłącznie dodatek. Odtworzenie ruchu polega na przeprowadzeniu analizy dynamicznej i rozwiązaniu układu różniczkowych równań ruchu, które wiążą ze sobą przyspieszenia pojazdów z sumą wszystkich sił i momentów zewnętrznych, które działają na uczestniczące w wypadku pojazdy. Rozwiązywanie układu odbywa się numerycznie przy zadanym czasowym kroku całkowania i obliczeniu w każdym z nich przemieszczeń, prędkości i przyspieszeń.

Z kolei same zderzenia analizowane są w oparciu o zasady zachowania pędu i krętu oraz bazują na modelu Kudlicha-Slibara (zwanym także modelem klasycznym lub newtonowskim) i uwzględniają sposób kontaktu pomiędzy nadwoziami (ślizgowy lub szorstki). Poglądowy schemat zderzenia pokazano na załączonym szkicu.

Model zakłada, że zderzenie składa się z dwóch faz: kompresji i restytucji. Każdej z faz towarzyszy impuls uderzenia, będący wektorową wielkością fizyczną charakteryzującą działanie siły w pewnym okresie czasu. Suma impulsów kompresji i restytucji daje całkowity impuls uderzenia S, natomiast ich iloraz stanowi tzw. współczynnik restytucji, którego wartość mieści się w przedziale (0,1).

Rozłożenie impulsu uderzenia S na dwa kierunki: normalny i styczny prowadzi do uzyskania jego składowych N i T. Składowe te są powiązane ze sobą kolejnymi zależnościami, wynikającymi z zasadami zachowania pędu i krętu, które prowadzą ostatecznie do równań przedstawionych na załączonym schemacie. W oparciu o te równania wyznacza się prędkości kolizyjne, zarówno liniowe jak i kątowe, oraz wartości impulsu uderzenia.

Obliczenia prowadzi się przy uwzględnieniu rodzaju zderzeń, które w modelu mogą być rozważane jako szorstkie (ang. full impact) lub ślizgowe (ang. slide impact). O wyborze decyduje specyfika konkretnego wypadku. W przypadku uderzeń szorstkich bierze się pod uwagę dodatkowy warunek obliczeniowy w postaci wyrównania prędkości obydwu pojazdów w punkcie przyłożenia impulsu siły w końcowej fazie zderzenia. W zderzeniach ślizgowych sytuacja wygląda nieco inaczej, ponieważ nadwozia kolidujących pojazdów cały czas przemieszczają względem siebie wzdłuż płaszczyzny kontaktu. Wówczas dodatkowy warunek obliczeniowy wynika ze współczynnika tarcia pomiędzy nadwoziami, który wiąże ze sobą składowe impulsu uderzenia zgodnie z zależnością T=μ∙N.

Tak pokrótce wygląda proces obliczeniowy, którego końcowym wynikiem są efektowne wizualizacje przedstawiane w naszych ekspertyzach. Jeżeli ktoś byłby tym zainteresowany, to zapraszamy do współpracy.

#rekonstrukcja, #modelzderzenia #obliczeniarekonstrukcyjne #impulsuderzenia #restytucja