Криминалистическая инженерия - Forensic engineering

Часть серия на
Криминалистика
Dent cassee sur une roue spiro-conique.jpg
Связанные дисциплины

Криминалистическая инженерия был определен как «расследование отказов - от исправных до катастрофических - которые могут привести к законной деятельности, включая как гражданские, так и уголовные».[1] Он включает в себя расследование материалы, товары, структуры или компоненты, которые выходят из строя, не работают или функционируют должным образом, вызывая личный вред, материальный ущерб или экономический ущерб. Последствия отказа могут повлечь за собой действия в соответствии с уголовным или гражданским законодательством, включая, помимо прочего, законодательство о здоровье и безопасности, договорное право и / или ответственность производителя и законы деликт. Эта область также занимается процессами и процедурами восстановления, ведущими к авариям при эксплуатации транспортных средств или механизмов. Как правило, цель судебно-медицинский инженерное дело расследование должно выявить причину или причины отказа с целью улучшения производительности или срока службы компонента или помочь суду в установлении фактов неисправности. авария. Это также может включать расследование интеллектуальная собственность претензии, особенно патенты.

История

С течением времени инженерная наука развивалась, равно как и судебная экспертиза. Ранние примеры включают исследование разрушения моста такой как Катастрофа на железнодорожном мосту Тай 1879 г. и Катастрофа ди-бриджа 1847 года. Многие ранние железнодорожные аварии побудили к изобретению испытание на растяжение образцов и фрактография неисправных компонентов.[2]

Расследование

Жизненно важным для области судебной экспертизы является процесс исследования и сбора данных, касающихся: материалов, продуктов, конструкций или компонентов, вышедших из строя. Это включает: инспекции, сбор доказательств, измерения, разработку моделей, получение образцов продукции и проведение экспериментов. Часто испытания и измерения проводятся в Независимая испытательная лаборатория или другой авторитетной объективной лаборатории.

Анализ

Анализ видов и последствий отказов (FMEA) и анализ дерева отказов методы также исследуют отказ продукта или процесса структурированным и систематическим образом в общем контексте техника безопасности. Однако все такие методы основаны на точном сообщении частота отказов и точная идентификация задействованных режимов отказа.

Между судебной медициной и судебно-медицинской экспертизой есть некоторые точки соприкосновения, такие как анализ места преступления и места происшествия, целостность доказательств и явки в суд. Обе дисциплины широко используют оптику и растровые электронные микроскопы, Например. Они также часто используют спектроскопия (инфракрасный, ультрафиолетовый, и ядерный магнитный резонанс ) для изучения важных доказательств. Рентгенография с помощью Рентгеновские лучи (Такие как Рентгеновская компьютерная томография ), или же нейтроны также очень полезен при исследовании толстых изделий на предмет их внутренних дефектов перед попыткой разрушающего контроля. Однако часто простой лупа может выявить причину конкретной проблемы.

Следы доказательств иногда является важным фактором при восстановлении последовательности событий при аварии. Например, следы прожога шины на поверхности дороги могут позволить оценить скорость транспортного средства, когда были задействованы тормоза и так далее. Ножки лестницы часто оставляют след движения лестницы во время скольжения и могут показать, как произошла авария. Когда продукт выходит из строя по непонятной причине, SEM и Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX), выполненный под микроскопом, может выявить присутствие агрессивных химикатов, оставивших следы на трещине или прилегающих поверхностях. Таким образом ацетальная смола соединение водопровода внезапно вышло из строя и причинило существенный ущерб зданию, в котором оно находилось. Анализ стыка показал следы хлора, указывающие на коррозионное растрескивание под напряжением режим отказа. Упомянутый выше отказавший стык топливопровода показал следы сера на поверхности излома от серная кислота, который инициировал трещину.

Извлечение вещественных доказательств из цифровой фотографии - основной метод, используемый при судебно-медицинской реконструкции происшествий. Соответствие камеры, фотограмметрия, и фото исправление методы используются для создания трехмерных изображений и видов сверху вниз из двухмерных фотографий, обычно сделанных на месте происшествия. Просмотренные или недокументированные доказательства для восстановления аварии могут быть найдены и количественно оценены, если доступны фотографии таких доказательств. Используя фотографии места аварии, включая транспортное средство, можно восстановить и точно определить «потерянные» доказательства.[3]

Криминалистическая материаловедение включает в себя методы, применяемые к конкретным материалам, например металлы, очки, керамика, композиты и полимеры.

Организации

Национальная академия судебных инженеров (NAFE) была основана в 1982 году Марвином М. Спектером, П.Е., Л.С., Полом Э. Притцкером, П.Э., и Уильямом А. Коксом, младшим, П.Е. выявление и объединение профессиональных инженеров, имеющих квалификацию и опыт в качестве практикующих инженеров-криминалистов, для дальнейшего их образования и продвижения высоких стандартов профессиональной этики и передового опыта. Он стремится улучшить практику, поднять стандарты и продвинуть вперед дело судебной экспертизы. Полное членство в Академии ограничено зарегистрированными профессиональными инженерами, которые также являются членами Национального общества профессиональных инженеров (NSPE). Они также должны быть членами приемлемого уровня признанного крупного инженерно-технического общества. NAFE также предлагает уровни членства для тех, кто еще не имеет права на получение статуса члена.[4]

Примеры

Неисправность топливопровода справа от дорожно-транспортного происшествия.
Крупным планом - сломанный топливопровод в результате дорожно-транспортного происшествия.
Крупным планом - сломанный топливопровод.

Сломанный топливопровод, показанный слева, стал причиной серьезной аварии, когда дизельное топливо вылилось из фургона на дорогу. Следующий за ним автомобиль занесло, и водитель был серьезно ранен, когда она столкнулась с встречным грузовик. Сканирующая электронная микроскопия или SEM показал, что нейлон соединитель сломался коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) из-за небольшой утечки аккумуляторная кислота. Нейлон восприимчив к гидролиз при контакте с серная кислота, и только небольшой утечки кислоты хватило бы, чтобы образовалась хрупкая трещина в литье под давлением нейлон 6,6 разъем SCC. Трещина выросла по диаметру трубы примерно за 7 дней. Поверхность излома имела в основном хрупкую поверхность с бороздками, указывающими на прогрессирующий рост трещины по диаметру трубы. Как только трещина проникла во внутреннее отверстие, топливо начало вытекать на дорогу.

Нейлон 6,6 подвергся воздействию следующей реакции, катализируемой кислотой:

Амидный гидролиз.svg

Дизельное топливо особенно опасен на дорожном покрытии, поскольку образует тонкую маслянистую пленку, которую водители не могут легко увидеть. Это очень похоже на черный лед в его скользкости, поэтому при утечках дизельного топлива часто возникают заносы. Страховщики водителя фургона признали ответственность, и пострадавшему водителю была выплачена компенсация.

Приложения

Большинство производственных моделей будет иметь компонент судебной экспертизы, который отслеживает ранние отказы для повышения качества или эффективности. Страховые компании используют инженеров-криминалистов для доказательства ответственности или отсутствия ответственности. Большинство инженерных катастроф (структурные разрушения например, обрушения моста и здания) подлежат судебно-медицинскому расследованию инженерами, имеющими опыт применения методов судебно-медицинской экспертизы. Железнодорожные аварии, авиационные происшествия, и немного автомобильные аварии исследуются судебными инженерами, в частности, при подозрении на отказ компонентов. Кроме того, приборы, потребительские товары, медицинские устройства, конструкции, промышленное оборудование и даже простые ручные инструменты, такие как молотки или долота, могут потребовать расследования инцидентов, повлекших за собой травмы или материальный ущерб. Провал медицинское оборудование часто критически важный для безопасности пользователю, поэтому особенно важно сообщать о сбоях и анализировать их. Окружающая среда тела сложна, и имплантаты должны выжить в этой среде и не выщелачивать потенциально токсичные примеси. Сообщалось о проблемах с грудные импланты, сердечные клапаны, и катетеры, Например.

Отказы, которые происходят на ранних этапах эксплуатации нового продукта, являются важной информацией для производителя, позволяющей улучшить продукт. Разработка нового продукта направлена ​​на устранение дефектов путем тестирования на заводе перед запуском, но некоторые из них могут возникнуть на раннем этапе эксплуатации. Тестирование продуктов для имитации их поведения во внешней среде - сложный навык и может включать ускоренное испытание на жизнь Например. Наихудший вид неисправности после запуска - это критически важный для безопасности дефект, дефект, который может поставить под угрозу жизнь или здоровье. Их открытие обычно приводит к отозвать продукт или даже полный вывод продукта с рынка. Дефекты продукта часто следуют изгиб ванны, при высоком уровне начальных отказов, более низком уровне в течение обычного срока службы, после чего следует новый рост из-за износа. Национальные стандарты, такие как ASTM и Британский институт стандартов, и Международные стандарты может помочь дизайнеру повысить целостность продукта.

Исторические примеры

Катастрофа ди-бриджа.

Существует множество примеров судебно-медицинских методов, используемых для расследования несчастных случаев и стихийных бедствий, одним из первых в современный период является падение Ди-Бридж в Честер, Англия. Он был построен с использованием чугун фермы, каждый из которых был сделан из трех очень больших отливок, соединенных вместе. Каждая балка была усилена кованое железо бруски по длине. Он был закончен в сентябре 1846 года и открыт для местного движения после утверждения первым железнодорожным инспектором генералом Чарльзом Пэсли. Однако 24 мая 1847 года пригородный поезд до Руабон провалился через мост. В результате аварии пять человек погибли (трое пассажиров, охранник поезда и пожарный локомотива) и девять получили серьезные травмы. Мост был спроектирован Роберт Стивенсон, и его обвинил в халатности местный дознание.

Несмотря на то, что чугун силен при сжатии, он был хрупким при растяжении или изгибе. В день аварии настил моста был покрыт балластом пути, чтобы предотвратить возгорание дубовых балок, поддерживающих путь, которые создавали большую дополнительную нагрузку на балки, поддерживающие мост, и, вероятно, усугубляли аварию. Стивенсон принял эту меру предосторожности из-за недавнего пожара на Великой Западной железной дороге в Аксбридже, Лондон, где загорелся и обрушился мост Isambard Kingdom Brunel.

Одно из первых крупных расследований, проведенных недавно сформированной Железнодорожная инспекция проводил капитан Симмонс из Инженерные войска, и его отчет предположил, что многократное изгибание балки существенно ослабило ее. Он осмотрел сломанные части главной балки и подтвердил, что балка сломана в двух местах, причем первый разрыв произошел в центре. Он проверил оставшиеся балки, проехав по ним локомотивом, и обнаружил, что они отклоняются на несколько дюймов под движущейся нагрузкой. Он пришел к выводу, что конструкция была несовершенной, и что фермы из кованого железа, прикрепленные к балкам, вообще не усиливали балки, к этому же выводу пришли присяжные в ходе дознания. Конструкция Стефенсона зависела от ферм из кованого железа для усиления окончательных конструкций, но они были закреплены на самих чугунных балках и поэтому деформировались при любой нагрузке на мост. Другие (особенно Стивенсон) утверждали, что поезд сошел с рельсов и ударился о балку, сила удара заставляя это перелом. Тем не мение, очевидцы утверждал, что ферма сломалась первой и что локомотив остался на трассе, показал обратное.

Публикации

Неисправности продукта широко не публикуются в академическая литература или торговая литература, отчасти потому, что компании не хотят афишировать свои проблемы. Однако затем он лишает других возможности улучшить дизайн продукта, чтобы предотвратить дальнейшие несчастные случаи. Однако заметным исключением из нежелания публиковаться является журнал Анализ технических неисправностей, который публикует тематические исследования по широкому спектру различных продуктов, которые не работают при различных обстоятельствах. Также становится доступным все большее количество учебников.

Еще одна заметная публикация, посвященная авариям зданий, мостов и других сооружений, - это Журнал производительности построенных объектов,[5]который публикуется Американское общество инженеров-строителей под эгидой Технического совета по судебной экспертизе.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Нил (Эд), Б. С. (1999). Криминалистика - профессиональный подход к расследованию. Лондон: Томас Телфорд. стр. i.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  2. ^ Смит, Сирил Стэнли (1988) [1960]. История металлографии: развитие представлений о структуре металлов до 1890 г.. MIT Press. ISBN  9780262691208.
  3. ^ Извлечение вещественных доказательств из цифровых фотографий для использования в судебно-медицинской реконструкции происшествий, Дэвид Данахер, P.E., Джефф Болл, доктор философии, P.E., и Марк Киттель, P.E., 6-15-12.
  4. ^ [1], Веб-сайт Национальной академии судебных инженеров.
  5. ^ Scitation.aip.org
  6. ^ tcfe.asce.org/

дальнейшее чтение

  • Введение в судебную экспертизу (Библиотека судебной экспертизы) Рэндалла К. Нуна, CRC Press (1992).
  • Судебно-технические расследования Рэндалл К. Нун, CRC Press (2000).
  • Криминалистическая инженерия материалов: примеры из практики Питер Рис Льюис, Колин Гагг, Кен Рейнольдс, CRC Press (2004).
  • Питер Льюис и Сара Хейнсворт, Отказ топливопровода из-за коррозионного растрескивания под напряжением, Анализ технических неисправностей, 13 (2006) 946–962 ...
Журналы