Перейти к содержимому

Судебно-медицинский форум forens.ru

Forensic medical forum

Судебно-медицинский форум

01. Основные положения сопромата


Сообщений в теме: 5

#1 SLeonov Отправлено 12 Март 2008 - 15:38

  • team
  • 3 955 сообщений

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ


«Ни одно человеческое исследование не может называться
истинной наукой, если оно не прошло через математические доказательства»
Леонардо да Винчи


Изображение



Тело человека в процессе жизни постоянно подвергается воздействию механических нагрузок. Например: на опорные конечности человека передается вес всего его тела; при поднятии какого либо предмета или при удерживании его, на кости верхних конечностей передаются силы, вызванные сокращением мышц. При этом ткани человека, участвующие в любом из актов движения или при статической нагрузке деформируются.

Таким образом, всякое реальное тело под воздействием сил меняет свою форму и размеры и эти изменения (деформации) позволяют телу создавать силы сопротивления.


В случае снятия нагрузки ткани полностью восстанавливаются, то есть принимают свои обычные размеры. Данное свойство называется упругостью. Однако для каждой ткани существует определенный предел, превышение которого приведет к разрушению.


Деформации, возникающие в конструкции, не исчезающие после снятия нагрузки называются остаточными или пластичными. Остаточные деформации приводят к нарушению нормальной работы той или иной структуры человека, или конструкции.

\
Способность структуры или части ее, воспринимать заданную нагрузку, не разрушаясь и без появления остаточных деформаций называют прочностью. Падение человека лицом вперед, на вытянутую руку, нередко приводит к формированию перелома в области предплечья. В этом случае можно считать, что конструкция предплечья не удовлетворяет возникшему нагружению, то есть не обладает должной прочностью для данного вида нагрузки.

Изменения размеров любой конструкции под воздействием нагрузки неизбежны. У вертикально стоящего человека происходит укорочение всех тканей, воспринимающих осевую нагрузку под действием силы тяжести. Наибольшая нагрузка приходится на нижние конечности (на кости стоп, голеней, меньше – бедренные), а наименьшая – на кости черепа.

Однако с точки зрения цели, поставленной перед опорно-двигательным аппаратом (обеспечение вертикального положения тела) задача конструкцией выполняется, а укорочение минимальное. Данное укорочение является не дефектом конструкции опорно-двигательного аппарата, а его свойством, без которого ни одна конструкция не может выполнять заданную нагрузку.


Способность конструкции или ее частей под воздействием заданной нагрузки сохранять свои размеры и форму в установленных пределах называется жесткостью. Если вертикально расположенному человеку в одну из рук дать гантель весом 0,5 кг, поза его не изменится. А при удерживании в руке гири весом 32 кг происходит изменение осанки: корпус отклонится в сторону нагрузки, увеличатся естественные изгибы позвоночника, появится скалеотическое отклонение в сторону нагрузки. После того как груз из руки выпустят, поза и все состояние опорно-двигательного аппарата вернется в прежнее состояние.

Способность конструкции сохранять под действием заданной нагрузки первоначальную форму упругого равновесия называют устойчивостью. Таким образом, обеспечением устойчивости в рассмотренных примерах соответствовала нагрузка в 0,5 кг. Понятно, что для каждого человека нагрузка, которой он может противостоять (а значит, соответствовать таким понятиям, как жесткость, устойчивость, упругость) скорого индивидуальна. Вместе с тем, судебно-медицинская фрактология обладает достаточным количеством знаний о метрических и морфологических свойствах тканей и структур (конструкций) человеческого тела, что бы можно было прогнозировать способность противостоять внешнему воздействию и величину прилагаемых критических нагрузок.

Судебно-медицинская фрактология – наука прикладная, рассматривающая узкие моменты разрушения человеческого тела под воздействием тех или иных факторов внешней среды.

В широком смысле, понятие об устройстве, размерах, материале конструкции решает такая наука как сопротивление материалов. Основная задача науки сопротивление материалов состоит в разработке инженерных методов конструирования и расчета наиболее типичных элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при заданной долговечности, одновременно обеспечивающих экономичность.

В сопротивлении материалов широко применяются методы теоретической механики и математического анализа, используются данные из разделов физики, изучающих свойства различных материалов, материаловедения и других наук. Сопротивление материалов является наукой экспериментально-теоретической, так как она широко использует опытные данные и теоретические исследования.

Зарождение науки о сопротивлении материалов относится к XVII в. и связано с работами знаменитого ученого того времени Галилео Галилея. Значительный вклад в ее развитие был сделан выдающимися учеными: Гуком, Бернулли, Сен-Венаном, Коши, Ламе, Эйлером и др. В России в конце XIX-начале XX века важные исследования в области сопротивления материалов провели русские ученые Д.И.Журавский, Ф.С.Ясинский, И.Г.Бубнов, С.П.Тимошенко и др.

реклама

#2 SLeonov Отправлено 15 Март 2008 - 11:48

  • team
  • 3 955 сообщений
Для удобства восприятия приведем список основных терминов.


СИЛА
- мера механического действия на материальную точку или тело; оказываемого со стороны других тел или полей; вызывающего изменение скоростей точек тела или его деформацию.

УПРУГОСТЬ - свойство тел восстанавливать свои размеры, форму и объем после прекращения действия внешних сил.
Изображение


ДЕФОРМАЦИЯ — изменение размеров, формы и конфигурации тела в результате действия внешних сил (от лат. deformatio — искажение).
Различают четыре основных вида деформаций: растяжение/сжатие, сдвиг, кручение и изгиб.

УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ - деформация, которая исчезают после прекращения действия внешних сил. Для этого деформация не должна превосходить некоторого предела, называемого пределом упругости; в противном случаев В теле наблюдаются остаточные деформации.

ПЛАСТИЧЕСКАЯ (ОСТАТОЧНАЯ) ДЕФОРМАЦИЯ - деформация, которая не исчезает после прекращения действия внешних сил.
Изображение


ПРОЧНОСТЬ - твёрдых тел, в широком смысле - свойство твёрдых тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы (пластической деформации) под действием внешних нагрузок. В узком смысле - сопротивление разрушению.


ЖЕСТКОСТЬ — способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации.
Изображение



УСТОЙЧИВОСТЬ (устойчивость упругих систем) — свойство упругих систем возвращаться к состоянию равновесия после малых отклонений их из этого состояния.

НАГРУЖЕНИЕ — воздействие внешних сил на объект. Различают способы нагружения (статическое, динамическое, ударное, переменное)

РАЗРУШЕНИЕ — Нарушение целостности тела или разделение его на отдельные фрагменты под действием внешних факторов.
Изображение

#3 vulture Отправлено 04 Апрель 2008 - 13:41

  • смэ
  • 3 020 сообщений
Есть вопрос по деформации изгиба к ув. автору мастер-класса.
Чем обусловлено её выделение в отдельный вид деформации?
Ведь как ни изгибай пластинку, или трубку, например, с одной стороны всегда будет сжатие, а с другой -растяжение.
Если я не прав, прошу пояснить, в чем?

#4 SLeonov Отправлено 15 Апрель 2008 - 04:30

  • team
  • 3 955 сообщений

Просмотр сообщенияvulture (4.4.2008, 15:41) писал:

Есть вопрос по деформации изгиба ... Чем обусловлено её выделение в отдельный вид деформации?
Ведь как ни изгибай пластинку, или трубку, например, с одной стороны всегда будет сжатие, а с другой -растяжение.

Вообще все деформации, при разложении на отдельные моменты, расписываются на сжатие, растяжение, сдвиг. Сложность заключаются в том, что на сегодняшний момент все книги (судебно-медицинские) рассматривают простые деформации (только плоский изгиб, только кручение и т.д.). Пожалуй, единственный, кто шагнул дальше - это Бахметьев (изгиб + кручение).
Есть еще целая куча так называемых сложных напряженно-деформированных состояний (например косой изгиб) и такая же куча опираний (например основание Винклера), которые пока (!) не рассматриваются вобще. Поэтому родилась идея об индивидуальности каждого перелома.
Наша цель донести до практического эксперта эту информацию - немного терпения, следующий раздел, над которым мы работаем как раз по деформации изгиба.

#5 Boroda Отправлено 15 Апрель 2008 - 11:41

  • tеаm
  • 3 821 сообщений
Разрушение в теории не требует объяснений, а на практике? Вот например

- смятие трабекул спонгиозы
- микротрещины без разрушения целостности кости
- трещина без перелома

Это какие-то особые случаи или этапы перелома? Можно ли в экспертном понимании этого слова говорить о разрушении? Т.е. разрушение в биомеханике и разрушение в клинической травматологии не равнозначны?

#6 SLeonov Отправлено 16 Апрель 2008 - 06:42

  • team
  • 3 955 сообщений

Просмотр сообщенияBoroda (15.4.2008, 13:41) писал:

- смятие трабекул спонгиозы
- микротрещины без разрушения целостности кости
- трещина без перелома
Это какие-то особые случаи или этапы перелома? Можно ли в экспертном понимании этого слова говорить о разрушении? Т.е. разрушение в биомеханике и разрушение в клинической травматологии не равнозначны?

Хороший вопрос, как минимум на роман с повестью.
С одной стороны, смятие спонгиозы - следствие сформировавшейся остаточной деформации, говорит о том, что разрушение произошло. Микротрещина, с одной стороны, свидетельствует о разрушении (как минимум, на микроскопическом уровне), но с другой стороны кость с микротрещинами своей опорной функции не потеряла, а значит разрушения ее как конструкции нет. Строительство здания, корабля, моста неминуемо после внедрения в эксплуатацию сопровождается образованием трещин, которые в большинстве своем образуются во благо - они снимают (правильнее сказать перераспределяют) возникающие в процессе эксплуатации пиковые нагрузки и тем самым ПОВЫШАЮТ устойчивость и прочность конструкции. Ну как пример, 19 век, 2 крейсера (близнецы). один после спуска на воду ломается пополам, а у другого крейсера огромная трещина бежит по рубке и открывается в дверной проем... и все крейсер ходил еще бог знает сколько и дожил до корабельной старости.
Это применительно к трещине кости... удар строго ограниченной силы или на строго ограниченный по ротяженности (и продвижению) участке - трещина кости. Повторный удар - трещина раскрылась и закрылась перелом не формируется. Если это будет повторяться много-много раз, это отдельная тема из раздела динамических усталостных разрушений. Но на живой кости эту песню так просто не споешь она же зараза заживать (это самый точный термин по-моему) начинает.



Сообщество русскоговорящих судебно-медицинских экспертов
Community of Russian-speaking forensic medical experts
© 2006-2017 Forens.ru