книги / 807

Рис. 1. Расчетная схема процесса соударения

Воснове решения задачи о соударении двух тел лежит закон сохранения энергии и импульса.

Вслучае, когда рассматривается непосредственно процесс столкновения, диссипация (потеря) энергии уходит на деформацию кузова. Уравнение изменения энергетического баланса в результате столкновения принимает вид

где нижние индексы символов в уравнении означают номер транспортного средства; vi – скорость i-го ТС до удара; Vi – скорость i-го ТС после удара; Ji – момент инерции i-го ТС; ωi – угловая скорость вращения i-го ТС до удара вокруг вертикальной оси; Ωi – угловая скорость вращения i-го ТС после удара вокруг вертикальной оси.

Закон сохранения энергии в уравнении (2) является основой гипотезы Ньютона: отношение модуля нормальной составляющей относительной скорости точки контакта тел после удара к его значению до

181

удара есть некоторая физическая постоянная (коэффициент восстановления), характеризующая физические свойства соударяющихся тел, но не зависящая от их массы и относительной скорости:

где Ui, ui – относительные скорости точек в месте соударения тел после и до удара; ε – коэффициент восстановления.

Относительные скорости точек удара для ТС №1 и №2

Ui = VGi + ΩGi × rGi , ui = vi + ωi × ri .

Решить задачу столкновения невозможно, используя лишь формулу (2). Требуется составить систему уравнений, где число неизвестных будет соответствовать числу уравнений.

Закон сохранения импульса (частная интерпретация закона сохранения энергии) поможет составить необходимое число уравнений:

1) для линейного перемещения центра масс автомобиля

Левая и правая части уравнения (3а) представляют собой ударный импульс в точке соударения, действующий одинаково на ТС № 1

где Si – ударный импульс, действующий на i-е ТС; ni – единичный вектор, направленный по нормали (линии удара). Единичный вектор пока-

182

Для уравнения (4а) также будет справедлива запись

где ri – радиус-вектор, имеющий начало в точке центра масс, конец – в точке приложения ударного импульса i-го ТС.

Пользуясь уравнениями (2), (3б), (4б), не сложно найти следующую зависимость:

где D – коэффициент, учитывающий массогабаритные характеристики ТС,

Таким образом, поставленная задача сводится к решению системы пяти уравнений:

Учитывая ранее принятые допущения, имеем пять неизвестных величин: v1, v2, S, ω1, ω2, которые могут быть найдены решением системы, при условии, что известно положение линии удара и коэффициент восстановления, – задача не может быть решена без дополнительных исходных данных.

Анализ процессов соударений при большинстве ДТП показывает, что на момент соударения автомобили движутся прямолинейно, не вращаясь. Таким образом, следует считать известными значения ско-

183

ростей вращения ТС в момент перед столкновением: ω1 = ω2 = 0 .

В этом случае становится возможным определение ориентации линии удара относительно ТС № 1 и № 2.

Зная, что ударный импульс одинаково воздействует на транспортные средства, уравнения (4б) можно свести к одному:

Векторное произведение (rGi × nGi ) имеет свой геометрический смысл

в уравнениях (4б): модуль произведения численно равен кратчайшему расстояниию от центра масс i-го ТС до линии действия ударного импульса (см. на рис. 1 отрезки hi). Умножая модуль полученного произведения на скаляр импульса S, получаем момент импульса, что соответствует чис-

ленному значениюлевойчасти уравнения – Ji (ΩGi − ωGi ) . Считая ω1 = ω2 = 0 , легко найти соотношение

а значит, и положение линии удара.

Положение линии действия ударного импульса относительно сталкивающихся транспортных средств может быть найдено для всех случаев косого соударения, когда известно, что на момент соударения автомобили не совершали вращательного движения вокруг вертикальной оси (двигались линейно).

Положение линии удара определяет направление действия ударного импульса. Однако является ли это достаточным для решения системы уравнений (7)? Значение импульса S может быть найдено из условия, что известно значение коэффициента восстановления, однако эксперт не может располагать такими данными. Таким образом, на

184

данном этапе очередной задачей становится исследование возможности определения скоростей движения транспортных средств на момент соударения без введения информации о коэффициенте восстановления.

В большинстве случаев при анализе дорожно-транспортных происшествий возможно определить направления движений транспортных средств на момент соударения. Кроме того, гарантией правильности решения является соблюдение равенства (2) – это достаточное условие для решения системы уравнений (7) без ввода значений коэффициента восстановления в качестве исходных данных.

Решение поставленной задачи в рамках описанных условий предлагается реализовать численным методом.

Сущность численного метода сводится к расчету массива значений векторов скоростей до столкновения и выбору пар векторов, удовлетворяющих равенству (2). Для этого на линии удара необходимо поочередно откладывать вектора скоростей ударного импульса Sn1 и SnG2

от минимально возможного до максимального значений с выбранным шагом итераций (минимальное значение – нуль; максимальное значе-

ние вектора должно соответствовать наименьшему из модулей V1 и V2 ). Каждый из векторов ударного импульса есть не что иное, как произве-

vG1i и vG2i имеют неизменные соответствующие направления (на рис. 2,а векторы vG1i и v2i направлены вдоль штриховых линий). Геометрический смысл решения сводится к составлению параллелограммов векторов: отложив на системе координат векторы vGS11 , vS 21 , указав направления векторов v1, v2, можно найти искомые модули v11, v21 (рис. 2,б).

185

Рассчитав v11, v21, можно приступать к следующему шагу цикла – расчету v12, v22. Для этого потребуются новые данные – вторые элементы массивов vGS12 , vGS 22 . Используя описанный выше алгоритм, рассчи-

тываем v12, v22.

Аналогичным образом находим v1i, v2i, где i – порядковый номер элементов массивов v1, v2, состоящих из n элементов каждый (п – количество заданных циклов).

Рис. 2. Схема расчета векторов скоростей движения автомобилей в момент перед столкновением

Как результат, в конечном итоге будем иметь массивы

v1 = {v11, v12, v13, …, v1n}; v2 = {v21, v22, v23, …, v2n}.

Завершающим этапом поиска значений скоростей в момент перед ударом будет являться выбор пары элементов массивов, имеющих одинаковый порядковый номер в массиве, который будет удовлетворять равенству (2).

Подводя итоги, можно выделить основные этапы достижения поставленной цели – этапы, которые в тезисной форме описывают алгоритм расчета в соответствии с разработанной моделью:

1)определение модулей линейных скоростей транспортных средств после удара; угловых скоростей после удара, сбор информации

омассогабаритных характеристиках ТС;

2)определение взаимного расположения транспортных средств в момент соударения; расстояний от центров масс до точки соударения в момент удара;

186

3)определение положения линии удара;

4)вычисление элементов двух массивов (программный цикл): один из элементов каждого массива будет являться решением;

5)определение пары элементов из соответствующих массивов, наиболее полно удовлетворяющих равенству (численный или графический способ).

Анализ общих закономерностей процесса соударения двух автомобилей и возможностей плоской модели косого соударения двух тел, описанной с помощью основных положений классической теории удара, позволил выявить способы расчета параметров движения транспортных средств в момент до столкновения без ввода информации

означении коэффициента восстановления и положении линии ударного импульса. Поставленная цель достигнута: для расчета скоростей движения автомобилей до удара требуются исходные данные, которые могут быть получены экспертом из анализа обстоятельств ДТП и технических характеристик транспортных средств.

Список литературы

1.Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. – СПб.: Лань, 1998. – 736 с.

2.Иларионов В.А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий: учеб. для вузов. – М.: Транспорт, 1989. – 255 с.

Получено 28.02.2012

187

УДК 378.07:331.45

К.И. Янов

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия

К ВОПРОСУ ОРГАНИЗАЦИИ ОХРАНЫ ТРУДА В ВУЗЕ

Рассмотрены проблемы и пути развития организации охраны труда крупных организаций высшего образования. Представлены статистические данные. Проанализировано текущее состояние. Даны конкретные рекомендации по улучшению деятельности подразделений вуза в сфере охраны труда.

Ключевые слова: охрана труда, безопасность жизнедеятельности, профсоюзный комитет, улучшение условий труда, травмобезопасность.

Охрана труда в Пермском национальном исследовательском университете (ПНИПУ) осуществляется в соответствии с Трудовым кодексом РФ, который целиком и полностью определяет организацию этого вида деятельности как со стороны администрации университета, так и со стороны работающих. Поскольку охрана труда затрагивает интересы работников, то определенное место в ней занимают профсоюзы. Сотрудники профсоюзного комитета и отдела охраны труда работают в тесном сотрудничестве по многим направлениям деятельности(рисунок).

В целом охрана труда в университете охватывает следующие направления деятельности:

1.Аттестация рабочих мест по травмобезопасности и условиям

труда.

2.Проведение периодических медицинских осмотров.

3.Обеспечение работников средствами индивидуальной защиты.

4.Улучшение условий труда.

5.Проведение целевых проверок оборудования на предмет безопасности.

6.Проведение комплексных и целевых проверок подразделений по охране труда.

7.Проверка выполнения законодательных и нормативно-право- вых актов в подразделениях университета.

188

Рис. Функции и задачи органа управления по охране труда

Организующим органом по всем направлениям деятельности в области охраны труда в настоящее время является отдел охраны труда университета.

В соответствии с приказом Министерства общего и профессионального образования РФ от 11 марта 1998 г. № 662 «О службе охраны труда образовательного учреждения» [1] утверждено Типовое положение «О службе охраны труда образовательного учреждения высшего, среднего и начального профессионального образования системы Минобразования России». А на основании «Межотраслевых нормативов численности работников службы охраны труда в организации», утвержденных постановлением Минтруда России [2], проводится определение численности работников службы образовательного учреждения.

По проведенному расчету, штатная численность отдела должна составлять не менее 8 чел. В настоящее время штат отдела состоит из четырех человек: начальника отдела, ведущего инженера и специалистов 1-й и 2-й категорий. Фактически в настоящее время работают только 2 человека – это начальник отдела и ведущий инженер. Нехватка работников сказывается в целом на эффективности работы отдела. Рассмотрим подробно направления деятельности отдела.

Аттестация рабочих мест по травмобезопасности и услови-

ям труда. Для аттестации рабочих мест ежегодно приказом создается комиссия по университету, которая определяет рабочие места и после-

189

довательность их аттестации, начиная с более сложных по составу опасных и вредных производственных факторов. Ежегодно проходит аттестация рабочих мест одного из факультетов университета, а также других подразделений университета.

В январе-феврале каждого года отправляется запрос в Региональное отделение фонда социального страхования с тем, чтобы они произвели расчет суммы средств, направляемых на финансирование предупредительных мер по сокращению производственного травматизма и профессиональных заболеваний для университета. В ответе фонд социального страхования указывает планируемый размер финансирования на проведение предупредительных мер и прикладывает расчет. Данные об аттестации рабочих мест и финансировании в 2006–2011 гг. этих мероприятий приведены в табл. 1

Таблица 1

Аттестация рабочих мест и объем финансирования

Анализ представленных данных показывает, что за 6 лет была проведена аттестация 1264 рабочих мест, это составляет только 43,6 % от общего количества рабочих мест в университете – 2896. Экономия денежных средств за этот же период составила 1305,92 тыс. руб. Но этих денег не хватает для полномасштабной (600 рабочих мест в год) аттестации рабочих мест.

Проведение периодических медицинских осмотров (ПМО). Про-

ведение медицинских осмотров в университете – это постоянная «головная боль» отдела охраны труда. Хотя контингент и список профессий, подлежащих предварительному и периодическому медицинскому осмотру, согласовывается ежегодно в Управлении Роспотребнадзора по Пермскому краю, но сотрудники университета идут на ПМО только по приказу. Ежегодно 10–15 чел. приходится отправлять на ПМО под угрозой отстранения от работы. В 2011 г. существенно изменились правила прохож-

190