Оценка процесса разруба эпифизов трубчатых костей с позиции теории резания материалов

/ Кильдюшов М.С., Мошенская С.П. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2009 — №10. — С. 68-72.

Кильдюшов М.С., Мошенская С.П. Оценка процесса разруба эпифизов трубчатых костей с позиции теории резания материалов

М.С. Кильдюшов1, С.П. Мошенская2

1 Московский государственный университет экономики, статистики и информатики

2111 Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз МО РФ

ссылка на эту страницу

Судебно-медицинская экспертиза рубленых повреждений губчатых костей относится к числу сложных и малоизученных видов острой травмы.

Рубленые повреждения эпифизов трубчатых костей наиболее часто встречаются при исследовании расчлененных трупов. Повреждения конечностей при расчленении встречаются очень часто и отнесены к типичным местам локализации повреждений (Р.Г. Геньбом, 1963). В имеющихся публикациях по острой травме  (В.Я. Карякин, 1955; И.В. Скопин,1960; Н.Г. Мухин, 1962; Д.Н. Сангинов, 1967) в значительной мере освещены только повреждения мягких тканей и плоских костей. Повреждения эпифизов трубчатых костей чаще всего освещаются в аспекте самоповреждений и касаются, в основном, мелких трубчатых костей кистей и стоп (С.Ф. Дементьева, 1955).

В основу работы положено экспериментальное исследование рубленых повреждений эпифизов длинных трубчатых костей трупов мужского и женского пола в стадии выраженного мышечного окоченения, имитирующего наличие мышечного тонуса. Эксперименты проводились с учетом данных о переживаемости тканей, что позволило максимально приблизить их к оригинальным экспертным наблюдениям. В качестве рубящего следообразующего объекта были использованы большой и малый плотницкие топоры с углом заточки 21°, 30° и 45°. Угол заточки лезвия с точностью до 5¢ контролировался угломером.

Проведенные исследования показали наличие как метрических, так и морфологических признаков–повреждений, указывающих на рабочий угол рубящего следообразующего объекта.

Из отобранных нами признаков наиболее эффективными нами признано два признака, характеризующие собственно «острый» этап разрушения эпифиза кости. К этому этапу нами отнесены: размеры зоны смятия компакты, глубина разруба. На основании проведенного исследования нами определено, что размер клина (который определяется величиной рабочего угла) существенно влияет на глубину разруба. С увеличением рабочего угла происходит перераспределение сил от вершины резца на боковые его грани и, как результат, силы распора начинают превалировать над силами резания. Данный вывод подтверждается данными метрических исследований, приведенными в таблице 1.

Таблица 1.

Зависимость глубины разруба от величины рабочего угла топора

Величина рабочего угла

21°

30°

45°

1.

Ширина смятия компакты

0,5 мм

0,75 мм

1,1 мм

2.

Глубина разруба

15,0 мм

8,5 мм

1,0 мм

 

Из таблицы 1 видно, что с увеличением рабочего угла лезвия топора происходит увеличение ширины смятия компакты в месте внедрения лезвия в кость (увеличивается ширина дефекта – зоны зияния в области разруба при сопоставлении отломков). Малый угол клина формирует наибольшей глубины разруб.

Внедрение клина топора в материал кости характеризует второй этап разрушения кости от деформации распора. Признак, наиболее эффективно характеризующий собственно «тупой» этап разрушения эпифиза кости – размер элементов вырыва. С увеличением рабочего угла на стенках разруба и, естественно, на вершине трещины распора, происходит концентрация напряжений, которая влияет на морфологию излома. Данный вывод подтверждается результатами метрического исследования, приведенного в таблице 2.

Таблица 2.

Зависимость размера элемента вырыва в зоне распора от величины рабочего угла топора.

Величина рабочего угла

21°

30°

45°

1.

Длина вырыва

13,0 мм

12,00 мм

5,7 мм

2.

Высота вырыва

17,7 мм

15,75 мм

4,7 мм

3.

Площадь

230,1 мм2

189 мм2

26,8 мм2

 

Из таблицы 2 видно, что с увеличением рабочего угла лезвия топора происходит уменьшение размеров элементов вырыва, объясняемое тем, что возникающие напряжения приводят к разрушению по хрупкому типу, то есть с увеличением напряжения на вершине трещины пластические свойства материала кости утрачиваются и начинают преобладать хрупкие.

Указанные метрические и морфологические признаки позволяют разрушение кости с позиции резания материалов отнести к процессу колки.

Собственно режущая кромка лезвия играет активную роль только до появления трещины распора, и в дальнейшем процессе разрушения объекта фактически не участвует.

Схема процесса раскалывания

Рис.1. Схема процесса раскалывания: а – появление трещины; б – распространение трещины распора до противоположного края объекта; в – график зависимости усилия сопротивления раскалыванию Р по мере углубления клина в материал кости (L - длина материала)

 

Данные выводы подтверждаются результатами электротезометрии:

  • при разрубе топором с рабочим углом лезвия 21° кривая напряжений значительно поднимается вверх, затем возникает колка материала, которая повторяется еще один раз;
  • при воздействии лезвия с рабочим углом 30° кривая напряжений поднимается на меньшую величину и падет менее круто, чем в первой серии, процесс колки повторяется 2-3 раза;
  • при угле 45° напряжения имеют минимальное значение, фактически график имеет форму плато, на котором возникают незначительные пики напряжений, предшествующих колке материала кости – процесс повторяется 4 и более раз  (рис. 2).

Характер деформации ячеек спонгиозы в зоне разруба при ударе топором с углом заточки

Рис. 2. Характер деформации ячеек спонгиозы в зоне разруба при ударе топором с углом заточки: а – 21°, б – 30°, с – 45°, ×10

Таким образом, внедрение лезвия топора в костный объект следует рассматривать как торцевой вид резания; при достаточном погружении клина, когда происходит разрушение, реализующееся через трещину распора.

похожие статьи

Идентификация обуха топора по повреждениям на черепе / Джемс-Леви Д.Е. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1968. — №4. — С. 46-47.

Судебно-медицинская диагностика повреждений, причиненных плоскими колюще-рубящими предметами (комплексное экспериментальное исследование одежды и кожного покрова) / Шадыжева Л.В. — 1993.

Морфологические особенности повреждений костей свода черепа штыковой лопатой / Сопнев А.В., Шиловский Н.А. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №1. — С. 134-136.

Особенности повреждения надкостницы от действия механических повреждающих факторов / Ширяева Ю.Н., Журихина С.И., Макаров И.Ю. // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. — Хабаровск, 2019. — №18. — С. 210-213.

Морфология и механика разрушения ребер. 2-е издание. Рецензия на монографию В.А. Клевно / Хохлов В.В. // Судебная медицина. — 2015. — №4. — С. 55-57.

Характер и вид деформаций и разрушения, морфология разрушения кости в зависимости от вида внешнего воздействия / Крюков В.Н., Буромский И.В. // Матер. IV Всеросс. съезда судебных медиков: тезисы докладов. — Владимир, 1996. — №1. — С. 155.

больше материалов в каталогах

Повреждения рубящими предметами

Переломы