ГОСТ Р 59998-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Устройства противотаранные для обеспечения безопасности от транспортных средств. Общие технические требования и методы испытаний
6.4 Проведение испытаний
Программы испытаний составляются на основе действующих в Российской Федерации нормативно-технических документов на методы испытаний.
6.4.1 Требования к испытаниям отдельных видов НПТУ
6.4.1.1 Противотаранные блоки и противотаранные малые архитектурные формы, габионы должны испытываться на том же типе поверхности (по ГОСТ Р 59120), на котором будут эксплуатироваться.
6.4.1.2 Примеры определения линии установки устройства противотаранного для различных видов НПТУ приведены на рисунке 1.
1 - направление движения испытательного ТС; 2 - НПТУ;
3 - линия установки НПТУ; 4 - уровень земли
Рисунок 1 - Примеры определения линии установки
для различных видов НПТУ
6.4.2 Общие требования к проведению испытаний
6.4.2.1 Контролируемые параметры до, во время и после испытания приведены в приложении Б.
6.4.2.2 Весь процесс проверки и испытаний снимается на видеокамеру. При этом съемка должна быть непрерывной и на ней должен быть виден весь процесс испытаний, начиная с момента проверки состояния НПТУ и заканчивая замедлением (остановкой) испытательного ТС или имитатора ТС после таранного удара.
Съемка проводится из безопасного места видеокамерой со штатива.
6.4.2.3 С помощью средств видеосъемки проводится регистрация поведения объекта испытаний и отдельных его узлов и агрегатов, в том числе фундамента непосредственно перед таранным ударом, во время и после таранного удара.
6.4.2.4 Повреждения объекта испытаний, фундамента, ТС после таранного удара, их перемещения относительно друг друга и сдвиги отдельных узлов должны быть представлены в виде фотографий с маркерами и приложением линеек и рулеток в кадре для оценки размеров. Все фотографии должны иметь уникальные закрепленные ссылки, например номер, дату и время испытаний.
6.4.2.5 Скорость таранного удара и пороговое значение кинетической энергии нормированы согласно таблице 1 для избегания получения мнимых результатов.
6.4.2.6 Расчетная поверхность удара НПТУ маркируется контактным маркером для визуального определения места первого контакта с ТС или его имитатором и последующего распространения расчетной поверхности удара.
6.4.3 Общие требования к натурным испытаниям
Основной задачей натурных испытаний является формирование внешнего нагружения объекта испытания путем таранного удара ТС с предопределенными характеристиками движения и ТС (схема натурного испытания приведена в приложении В).
6.4.3.1 Для проведения испытаний натурным методом параметры движения ТС, транспортное средство и его характеристики выбираются согласно таблице 1.
6.4.3.2 Значение фактической массы ТС определяется с помощью весов по ГОСТ 33987.
6.4.3.3 По результатам измерения фактической массы используемого ТС с грузом рассчитывается скорость соударения (удара) ТС в зависимости от заданного порогового значения кинетической энергии, установленного для заявленного класса стойкости к таранному удару, по формуле
, (1)
где Vmin - скорость соударения, м/с;
Ek - пороговое значение кинетической энергии, Дж;
m - фактическая масса испытательного ТС с грузом, кг.
6.4.3.4 В момент столкновения с НПТУ ТС должно двигаться по инерции, разогнанное внешней движущей силой (толчок, буксировка). Фактическое значение скорости ТС при этом не должно отличаться от расчетного значения Vmin более чем на 5%.
6.4.3.5 Скорость ТС определяется не более чем за 5 с до таранного удара с объектом испытания.
6.4.3.6 Результаты испытаний, полученные при характеристиках движения и ТС, не соответствующих таблице 1, не засчитываются.
6.4.3.7 Не допускается принудительная остановка ТС после таранного удара кроме как противотаранным устройством.
6.4.4 Требования к транспортному средству
6.4.4.1 Для проведения испытаний на таранный удар должны выбираться ТС серийного производства в соответствии с таблицей 1.
Транспортные средства, выбранные для участия в испытаниях для нанесения таранного удара, должны быть не старше десяти лет, считая от года выпуска, без ущерба шасси и кузова, снижающего их технические или эксплуатационные характеристики, в базовой или улучшенной комплектации.
6.4.4.2 Испытательное ТС должно быть полнокомплектным, без коррозии кузова и шасси, с исправной трансмиссией, ходовой и тормозной системами, оснащенное двигателем, закрепленным в штатных местах согласно КД, укомплектованное штатными колесами и др. узлами и элементами конструкции.
6.4.4.3 Для испытательных ТС приведение массы к необходимой достигается добавлением полнотелого груза, равномерно распределенного и надежно закрепленного (полное отсутствие свободного перемещения) на полу на месте пассажиров и в багажном отделении.
6.4.4.4 Результаты контроля технических характеристик испытательного ТС должны быть оформлены и представлены в отчете об испытаниях (протоколе испытаний).
6.4.5 Общие требования к стендовым испытаниям
Основной задачей стендовых испытаний является формирование внешнего нагружения объекта испытания. Основным требованием является наиболее полная корреляция (эквивалентность) нагружения на стенде с нагружением в реальных условиях эксплуатации, достижения эквивалентности их повреждающего воздействия.
Для решения стоящей задачи используется методика случайной нагрузки, воспроизводящая процесс нагружения объекта испытания в реальной эксплуатации.
При стендовых испытаниях объектом испытаний может быть НПТУ, его модель или макет. Для модели или макета указываются критерии подобия и алгоритм перерасчета показателей.
С целью проведения испытаний объект испытаний монтируется в ИЛ согласно КД и методике проведения испытаний.
Для имитации таранного удара ТС используется имитатор ТС.
Испытания считаются успешно завершенными, если имитатор ТС не преодолел линию установки объекта испытания и, для НПТУ многоразового применения, работоспособность объекта испытания может быть восстановлена определенными в КД процедурами ТО и ремонта без его демонтажа с места установки.
6.4.5.1 Требования к имитатору ТС
Имитатор ТС может быть маятникового и сбрасываемого типов, тележкой, разгоняемой внешней движущей силой, а также иной конструкции.
Имитатором маятникового типа и тележкой, разгоняемой внешней движущей силой, возможно проводить испытания НПТУ следующих видов: стационарных столбов (боллардов), противотаранных блоков, противотаранных малых архитектурных форм, габионов, противотаранных заграждений (линейных заграждений).
Имитатором ТС сбрасываемого типа возможно проводить испытания НПТУ следующих видов: ПТЗТ, линейных заграждений.
Фронтальная поверхность имитатора транспортного средства имеет усредненную форму части бампера транспортного средства, соответствующего заявленному классу стойкости НПТУ, обеспечивая передачу распределенного усилия по расчетной поверхности удара объекта испытаний.
Конструкция имитатора ТС должна обеспечивать имитацию абсолютно неупругого удара, движущегося ТС, при направлении вектора скорости в момент таранного удара в горизонтальной плоскости при пренебрежимо малом времени соударения.
Испытание проводят путем воздействия на объект испытания одиночным таранным ударом имитатора ТС.
Направление удара и точка его приложения должны соответствовать реальному таранному удару ТС исходя из тактики применения НПТУ согласно нормативным документам объекта защиты.
6.4.5.2 Порядок проведения испытаний
Имитатор ТС взводят, обеспечивая необходимую энергию в момент нанесения таранного удара, путем отвода на заданный угол, подъема на заданную высоту или разгоняя внешней движущей силой. Затем, не более чем за 5 сек до соударения, производят освобождение имитатора ТС с целью его прямолинейного в горизонтальной плоскости движения по инерции в момент соударения с объектом испытания.
Соотношение для определения массы имитатора ТС и его скорости, исходя из известного порогового значения кинетической энергии, определяют по формуле
, (2)
где Vmin - скорость соударения, м/с;
Ek - пороговое значение кинетической энергии, Дж;
m - масса имитатора ТС, кг.
Минимальную высоту подъема ударного молота определяют соотношением
, (3)
где g = 9,8 м/с2 (ускорение свободного падения);
h - высота подъема молота, м.
Принципиальная схема испытаний с использованием маятникового ударного молота приведена в приложении Г.
Принципиальная схема испытаний с использованием сбрасываемого ударного молота приведена в приложении Д.
6.4.6 Общие требования и принципы подтверждения характеристик НПТУ расчетными методами
Расчетный метод основан на вычислении показателей, характеризующих стойкость НПТУ к таранному удару, по справочным данным с учетом функциональной структуры изделия и оказываемого на него воздействия (таранного удара), по данным об изделиях-аналогах, по результатам экспертной оценки, по данным о свойствах материалов, элементов изделия и нагрузках на них, механизме отказа и по другой информации.
Расчетный метод, или конечно-элементный анализ, представляет собой численный метод приближенного решения краевых (граничных) задач, имеющих место при соударении двигающихся ТС и противотаранного устройства. Расчетный метод подтверждения соответствия строится на построении математической модели движения ТС относительно неподвижного НПТУ и построения диаграммы расчетных значений граничных условий соответствия НПТУ классу стойкости к таранному удару. Таким образом, при проведении статистически достоверного количества математических экспериментов по вычислению пороговых значений скорости и энергии таранного удара в выбранной математической модели математическое ожидание результирующих показателей стремится к действительной величине.
Программное обеспечение, используемое при построении модели, - по ГОСТ Р 57700.1.
Основными этапами конечно-элементного анализа при построении модели являются препроцессирование, решение и постпроцессирование.
а) Препроцессирование (определение модели) является наиболее критическим этапом анализа, т.к. при неверных входных данных будут получены неверные результаты решения. Препроцессирование позволяет манипулировать результатами решения различными способами, однако главной его целью является принятие обоснованного инженерного решения в отношении приемлемости этих результатов с точки зрения физики моделируемого контакта. Препроцессирование - процесс определения модели, который включает в себя:
- определение геометрической области решаемой задачи;
- определение типа (типов) используемых элементов;
- определение свойств материала элементов;
- определение геометрических характеристик элементов (длина, площадь и т.п.);
- определение связности элементов (генерацию сеточной модели);
- определение физических ограничений (граничных условий);
- определение нагрузок.
б) Решение. Во время фазы решения программное обеспечение конечно-элементного анализа формирует системы алгебраических уравнений в матричной форме и вычисляет неизвестные величины основной полевой переменной (переменных). Вычисленные величины затем используются для определения дополнительных производных переменных.
в) Постпроцессирование - анализ и оценка результатов решения с использованием соответствующего программного модуля.
6.4.7 Общие принципы подтверждения характеристик НПТУ расчетно-экспериментальным методом
Расчетно-экспериментальный метод основан на вычислении показателя стойкости НПТУ к таранному удару по исходным данным, определяемым натурным или модельным методами.
Исходными данными для расчетно-экспериментального метода служат:
- подтвержденные данные о характеристиках НПТУ, полученные в ходе предшествующих испытаний, эксплуатации;
- экспериментальные значения характеристик составных частей НПТУ, полученные при их автономных (поэлементных) испытаниях, а также в составе другого НПТУ в ходе предшествующих испытаний, эксплуатации;
- экспериментальные значения параметров нагрузки, износостойкости и прочности НПТУ и его составных частей;
- экспериментальные данные об изменении параметров, характеризующих работоспособное состояние НПТУ.
Подписаться на обновления