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【期刊名称】 《中国刑警学院学报》
枪击钢化玻璃放射纹、放射末梢纹痕迹分析
【英文标题】 Analysis on the Radiation Cracks and Fringe Radiation Cracks of Shooting Toughened Glass
【作者】 梁帅胡萌欧阳巍嘉郭思磊
【作者单位】 铁道警察学院刑事科学技术系铁道警察学院刑事科学技术系31056部队冠县公安局
【分类】 司法鉴定学【中文关键词】 钢化玻璃;放射纹;放射末梢纹
【英文关键词】 Toughened glass; Radiation cracks; Fringe radiation cracks
【文章编码】 2095-7939(2019)05-0092-05
【文献标识码】 A DOI: 10.14060/j.issn.2095-7939.2019.05.012
【期刊年份】 2019年【期号】 5
【页码】 92
【摘要】

针对枪击钢化玻璃破碎裂纹进行分析,确定射击方向、分析作用方式等。使用不同种类的枪支在相同的实验条件下,进行了一系列枪击钢化玻璃的实验,观察放射纹的形态、数量、位置,确定放射末梢纹的前沿形态反映。通过实验,确定放射末梢纹的稳定存在性,射击弹头动能越高,放射纹数量越多,放射末梢纹纹线数量越多、密度越密、纹线越长;放射末梢纹前沿形态与枪支射击方向具有相关性。利用放射末梢纹的前沿形态确定射击方向,利用放射纹、放射末梢纹的数量确定枪支种类。

【英文摘要】

It is required to analyze the broken glass, determine the direction of attack and analyze the mode of action in various crime scenes. A series of experiments were conducted with different kinds of guns under the same experimental conditions to observe the shape, quantity and position of the radiation cracks and determine the reflection of the front shape of the fringe radiation cracks. The stable existence of the fringe radiation cracks was determined. With the kinetic energy of the bullet getting higher, the number of the fringe radiation cracks, the density and the longer the lines are shown. The shape of the front edge of the radiation cracks is related to the direction of the gun. The height of the kinetic energy of the bullet is associated with the number of the fringe radiation cracks. The firing direction can be determined by the front shape of the Radiation cracks, and the type of gun can be determined by the number of the radiation cracks and the fringe radiation cracks.

【全文】法宝引证码CLI.A.1281981    
  
  

1引言

在侦查、反恐防控、治安管理工作中,经常会遇见案件中钢化玻璃破碎问题,这就要求对钢化玻璃破碎裂纹进行分析,确定打击方向、分析作用方式等,为案件的侦破提供线索。在实际鉴定工作中,基层办案民警对玻璃破碎的认识和研究比较片面,不成系统,在现场勘查中,单纯利用表观特征分析作用方式、作用方向,玻璃破碎裂纹特征的利用率极低。因此,对枪击钢化玻璃破碎痕迹的分析具有现实意义。本文针对枪击钢化玻璃形成的放射纹、放射末梢纹的分析,以此确定射击速度、作用方式、作用距离、作用角度等是现实迫切的需要,具有广泛的应用前景。

2国内外研究现状

2.1国外研究现状

国外主要通过实验方法、解析方法和数值模拟方法对玻璃破碎问题进行研究。研究成果只是集中在研究玻璃的安全性、可靠性和玻璃毁伤效应等方面{1}。关于玻璃破碎裂纹分析和枪击钢化玻璃破碎裂纹特征则鲜有文献涉及此类的研究和探讨。

2.2国内研究现状

孙冬、戴林等主要通过实验法制作普通玻璃破碎样本,分析击穿和切向裂纹与钢珠直径、抛射速度及玻璃厚度之间的相关性;分析击穿与形态特征之间的相关性{2}。初期设定700m/s、400 m/s 、300 m/s、100 m/s、70m/s 、50 m/s、30 m/s速度条件下进行模拟实验,统计裂纹特征,得出在枪击100m/s以上和抛击70m/s以下形成的玻璃破碎裂纹特征表象差异较大,易于区分,理论已经趋于成熟;并建立了不同客体、不同速度、不同厚度玻璃破碎裂纹的样本库;确定了不同厚度玻璃破碎裂纹的临界特征。

杨通、李磊通过实验对54式手枪、77式手枪、81式步枪弹着痕迹进行观察和分析,分析了这些枪支在平纹棉布、帆布、遮光布和绸缎上弹着痕迹的特征,以及纺织物弹孔痕迹与枪支种类之间的相关性{3}。

目前,研究主要集中于确定普通平板玻璃破碎裂纹的临界特征,为区分抛击和枪击普通平板玻璃提供数据支撑,分析确定不同客体射击速度与普通玻璃破碎裂纹的线性关系;对于钢化玻璃破碎裂纹与抛射物速度的研究仍缺乏系统性,特别是抛射物速度在40~200m/s范围内,射击钢化玻璃破碎裂纹形态变化规律的研究基本处于空白。

3钢化玻璃的应力分布

钢化玻璃又称为安全玻璃,是通过物理或化学的方法,在玻璃表面形成压应力层,而内部为拉应力,钢化玻璃的应力分布(见图1),在玻璃厚度方向上呈抛物线型{4}。

(图略)北大法宝,版权所有

图1物理钢化玻璃的应力分布

当钢化玻璃承受弯曲负载时,钢化玻璃上层压应力逐渐增大,拉应力小,力的合成作用,在钢化玻璃中最大的拉应力不在钢化玻璃表面而移向钢化玻璃板中心{5}。钢化玻璃抗压强度比抗拉强度大很多倍,所以在同一的弯曲负载作用下,钢化玻璃并不会产生破裂。无论受到何种载荷作用,应力最集中的区域,最大拉应力超过钢化玻璃的屈服极限,裂纹就会扩展并导致钢化玻璃断裂。

4实验材料与方法

4.1实验材料

转轮枪,92式、64式、54式手枪,79式冲锋枪,81式步枪,小口径短弹步枪、小口径长弹步枪;300×300×5mm钢化玻璃,透明贴膜,喷雾器,钢化玻璃固定架;单反相机{6}108。

4.2实验方法

取同一批次表面应力基本一致的钢化玻璃若干,将透明贴膜贴在钢化玻璃上,制作钢化玻璃实验样本{6}108。使用不同种类枪支对同品牌、同工艺、同一批次的钢化玻璃在近距离条件下进行射击,制作不同枪种的枪击钢化玻璃样本。由于射击距离较近,空气介质对于枪弹阻力减速的作用可以忽略不计,所以假定弹头以初速度状态撞击玻璃,弹头动能为射击钢化玻璃的弹着初始动能。

本次实验所使用枪支的初速度及初始动能的枪支特征数据(见表1)。

表1枪支的特征数据

┌─────────────┬──────────┬─────────────┐
│枪种           │初速(m/s)      │初始动能(Nm)       │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│转轮枪          │200         │9.2            │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│小口径步枪(短弹)     │210         │5.6            │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│64式手枪         │305         │22.8           │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│小口径步枪(长弹)     │310         │12.7           │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│92式手枪         │350         │50            │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│54式手枪         │420         │49.5           │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│79式冲锋枪        │515         │74.4           │
├─────────────┼──────────┼─────────────┤
│81式步枪         │720         │209            │
└─────────────┴──────────┴─────────────┘

5实验结果与分析

当钢化玻璃受枪击冲击波载荷作用时,入射面形成圆环形径向张应力区,自由面则形成切向张应力区,由于力的合成作用以及玻璃微弱的弯曲变形,张应力区逐渐向自由面表面移动。当钢化玻璃受冲击发生变形加大,使得张应力区不断靠近玻璃自由面,当张应力区到达自由面后同枪支冲击作用所产生的张应力区结合超过玻璃断裂极限,这时玻璃就会破碎断裂。

枪击钢化玻璃时,以末梢纹前沿为裂纹源,钢化玻璃受内应力的作用,裂纹源开始扩展分叉,如果内拉应力大,原始裂纹将会继续扩展形成分支,并且延续到整块钢化玻璃4个边框形成放射纹,放射纹在放射末梢纹之外{7}。

5.1不同枪支弹头动能与放射末梢纹数量的相关性分析

枪击钢化玻璃,钢化玻璃同时受机械载荷和冲击波载荷作用,在层裂形成的同时,可以形成十几到几十条末梢纹,放射末梢纹为弹头贯穿钢化玻璃时在弹孔四周分布的纹线{8}。

对小口径短弹步枪、转轮枪、小口径长弹步枪、64式手枪、92式手枪、54式手枪、79式冲锋枪、81式步枪,枪击钢化玻璃中弹孔周围的放射末梢纹进行观察并统计分析,不同枪支枪击钢化玻璃小口径短弹步枪、转轮枪弹头动能<10Nm,放射末梢纹特征(见图2~9)。

(图略)

图2小口径短弹步枪

图3转轮枪

图4小口径长弹步枪

图564式手枪

图6 92 式手枪

图7 54 式手枪

图8 79 式冲锋枪

图9 81 式步枪

  ······

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【注释】                                                                                                     
【参考文献】

{1}曹凤霞.爆炸综合毁伤效应研究[D].南京:南京理工大学,2008:62.

{2}孙冬,戴林.高速抛击平板玻璃形成破碎特征的相关因素研究[J].科技资讯,2018(9):8-9.

{3}杨通,李磊.纺织物上弹着痕迹与国产7.62mm枪弹弹头形状的相关性研究[J].中国刑警学院学报,2016(3):61-63.

{4}陈佳.钢化玻璃安全性能的理论分析与实验研究[D].杭州:浙江大学,2014:11-12.

{5}丁浩林.不同客体打击钢化玻璃所形成破碎裂纹相关性研究[J].山东化工,2018(6):120-123.

{6}梁帅.中远距离枪击钢化玻璃弹孔特征研究[J].刑事技术,2017(2).

{7}冯晓伟.受冲击玻璃破坏波传播过程分析[J].振动与冲击,2013(9):183-186.

{8}梁帅.钢化玻璃破碎裂纹特征实验研究[J].四川警察学院学报,2017(2):76-79+84.

{9}杨亚飞,赵文成,李自龙.破碎玻璃物证的分析与应用[J].辽宁警察学院学报,2016(5):76-81.

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