Судебно-медицинская экспертиза определяется как «расследование неисправностей - от исправности до катастрофических - которые могут привести к юридической деятельности, в том числе гражданской и уголовной». [1] Оно включает в себя исследование материалов , изделий , конструкций или компонентов, которые выходят из строя или не работают или функционируют должным образом, вызывая телесные повреждения , материальный ущерб или экономический ущерб. Последствия неисполнения могут повлечь за собой судебные иски по уголовному или гражданскому праву, включая, помимо прочего, законодательство по охране труда и технике безопасности, законы о контрактах и/или ответственности за качество продукции , а также законы о правонарушениях . Эта область также занимается отслеживанием процессов и процедур, приводящих к авариям при эксплуатации транспортных средств или механизмов. Как правило, целью судебно- технического расследования является установление причины или причин неисправности с целью улучшения характеристик или срока службы компонента или оказание помощи суду в установлении фактов несчастного случая . Это также может включать расследование претензий в области интеллектуальной собственности , особенно патентов . В США судебным инженерам требуется профессиональная инженерная лицензия каждого штата.
По мере развития области техники с течением времени развивалась и область судебной инженерии. Ранние примеры включают расследование аварий мостов , таких как катастрофа железнодорожного моста Тэй в 1879 году и катастрофа моста Ди в 1847 году. Многие ранние железнодорожные аварии побудили к изобретению испытаний образцов на растяжение и фрактографии вышедших из строя компонентов. [2]
Жизненно важным для области судебно-медицинской экспертизы является процесс расследования и сбора данных, касающихся: материалов, продуктов, конструкций или компонентов, вышедших из строя. Это включает в себя: проверки, сбор доказательств, измерения, разработку моделей, получение образцовых продуктов и проведение экспериментов. Часто испытания и измерения проводятся в независимой испытательной лаборатории или другой авторитетной и объективной лаборатории.
Методы анализа видов и последствий отказов (FMEA) и анализа дерева отказов также изучают отказы продукта или процесса структурированным и систематическим образом в общем контексте техники безопасности . Однако все подобные методы основаны на точном сообщении об интенсивности отказов и точной идентификации соответствующих видов отказов.
Между судебной медициной и судебной инженерией есть некоторые общие точки соприкосновения, такие как анализ места преступления и места происшествия, целостность доказательств и явка в суд. Например, в обеих дисциплинах широко используются оптические и сканирующие электронные микроскопы . Они также используют общее использование спектроскопии ( инфракрасной , ультрафиолетовой и ядерного магнитного резонанса ) для изучения важных доказательств. Рентгенография с использованием рентгеновских лучей (например, рентгеновской компьютерной томографии ) или нейтронов также очень полезна при исследовании толстых изделий на наличие внутренних дефектов перед попыткой разрушения. Однако часто простая ручная линза может выявить причину конкретной проблемы.
Следовые доказательства иногда являются важным фактором в восстановлении последовательности событий в результате несчастного случая. Например, следы ожогов шин на поверхности дороги позволяют оценить скорость транспортного средства, время торможения и т. д. Стопы лестницы часто оставляют следы движения лестницы во время скольжения и могут показать, как произошла авария. Когда продукт выходит из строя без видимой причины, SEM и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX), выполняемая под микроскопом, могут выявить наличие агрессивных химических веществ, которые оставили следы на изломе или прилегающих поверхностях. Таким образом, стык водопроводной трубы из ацеталевой смолы внезапно вышел из строя и нанес существенный ущерб зданию, в котором оно находилось. Анализ соединения показал следы хлора, что указывает на коррозионное растрескивание под напряжением . Упомянутое выше вышедшее из строя соединение топливной трубы показало следы серы на поверхности разрушения из-за серной кислоты , которая и вызвала трещину.
Извлечение вещественных доказательств из цифровой фотографии является основным методом, используемым при реконструкции судебно-медицинских происшествий. Методы сопоставления камер , фотограмметрии и фотокоррекции используются для создания трехмерных изображений и изображений сверху вниз на основе двухмерных фотографий, обычно сделанных на месте происшествия. Пропущенные или недокументированные доказательства реконструкции аварии можно найти и оценить количественно, если доступны фотографии таких доказательств. Используя фотографии места происшествия, включая автомобиль, можно восстановить и точно определить «утерянные» доказательства. [3]
Судебная материаловедение включает в себя методы, применяемые к конкретным материалам, таким как металлы , стекла , керамика , композиты и полимеры .
Национальная академия судебно-медицинских инженеров (NAFE) была основана в 1982 году Марвином М. Спектером, PE, LS, Полом Э. Прицкером, PE, и Уильямом А. Коксом-младшим, PE, для выявления и объединения профессиональных инженеров, обладающих квалификацией и опытом. в качестве практикующих инженеров-криминалистов для дальнейшего непрерывного образования и продвижения высоких стандартов профессиональной этики и передового опыта в практике. Он стремится улучшить практику, повысить стандарты и продвинуть дело судебно-медицинской экспертизы. Полное членство в Академии доступно только зарегистрированным профессиональным инженерам, которые также являются членами Национального общества профессиональных инженеров (NSPE). Они также должны быть членами приемлемого уровня признанного крупного технического инженерного общества. NAFE также предлагает партнерские уровни членства тем, кто еще не соответствует критериям членства. [4]
Сломанная топливная трубка, показанная слева, стала причиной серьезной аварии, когда дизельное топливо вылилось из фургона на дорогу. Следующую машину занесло, а водитель получил серьезные травмы в результате столкновения со встречным грузовиком . Сканирующая электронная микроскопия или СЭМ показала, что нейлоновый разъем сломался в результате коррозионного растрескивания под напряжением (SCC) из-за небольшой утечки аккумуляторной кислоты . Нейлон подвержен гидролизу при контакте с серной кислотой , и лишь небольшой утечки кислоты было бы достаточно, чтобы начать хрупкую трещину в отлитом под давлением разъеме из нейлона 6,6 от SCC. Трещине потребовалось около 7 дней, чтобы вырасти по всему диаметру трубы. Поверхность излома имела преимущественно хрупкую поверхность с полосами, указывающими на прогрессирующий рост трещины по диаметру трубы. Как только трещина проникла во внутреннее отверстие, топливо начало вытекать на дорогу.
Найлон 6,6 подвергся воздействию следующей реакции, катализируемой кислотой:
Дизельное топливо особенно опасно для дорожных покрытий, поскольку оно образует тонкую маслянистую пленку, которую не видно водителям. По своей скользкости он очень похож на черный лед , поэтому при утечках дизельного топлива часто случаются заносы. Страховщики водителя фургона признали ответственность, и пострадавшему водителю была выплачена компенсация.
Большинство производственных моделей будут иметь аналитический компонент, который отслеживает ранние сбои для улучшения качества или эффективности. Страховые компании используют судебно-медицинских экспертов, чтобы доказать ответственность или отсутствие ответственности. Большинство инженерных катастроф ( разрушений конструкций , таких как обрушение мостов и зданий) подлежат судебно-медицинскому расследованию инженерами, имеющими опыт судебно-медицинских методов расследования. Железнодорожные катастрофы , авиационные катастрофы и некоторые автомобильные катастрофы расследуются судебно-медицинскими инженерами, особенно в тех случаях, когда подозревается неисправность компонентов. Кроме того, бытовая техника, потребительские товары, медицинское оборудование, конструкции, промышленное оборудование и даже простые ручные инструменты, такие как молотки или долота, могут служить основанием для расследования инцидентов, повлекших за собой телесные повреждения или материальный ущерб. Отказ медицинских устройств часто имеет решающее значение для безопасности пользователя, поэтому отчетность о сбоях и их анализ особенно важны. Среда организма сложна, и имплантаты должны не только выдерживать эту среду, но и не вымывать потенциально токсичные примеси. Сообщалось, например, о проблемах с грудными имплантатами , сердечными клапанами и катетерами .
Неисправности, возникающие на ранних этапах эксплуатации нового продукта, являются жизненно важной информацией для производителя, позволяющей улучшить продукт. Разработка нового продукта направлена на устранение дефектов путем тестирования на заводе перед запуском в эксплуатацию, но некоторые из них могут возникнуть на начальном этапе его эксплуатации. Тестирование продуктов с целью моделирования их поведения во внешней среде — сложная задача, которая может включать, например, ускоренное тестирование на срок службы . Худший вид дефекта, который может возникнуть после запуска, — это критический для безопасности дефект, дефект, который может поставить под угрозу жизнь или здоровье. Их обнаружение обычно приводит к отзыву продукции или даже полному выводу ее с рынка. Дефекты продукта часто повторяют кривую ванны : высокий уровень начальных отказов, более низкий уровень в течение обычного срока службы, за которым следует новый рост из-за износа. Национальные стандарты, такие как стандарты ASTM и Британского института стандартов , а также международные стандарты могут помочь разработчику повысить целостность продукта.
Существует множество примеров судебно-медицинских методов, используемых для расследования несчастных случаев и катастроф, одним из самых ранних в современный период является падение моста Ди в Честере , Англия . Он был построен с использованием чугунных балок , каждая из которых состояла из трех очень больших отливок, соединенных вместе. Каждая балка по длине укреплялась коваными прутьями. Он был завершен в сентябре 1846 года и открыт для местного движения после одобрения первого инспектора железных дорог генерала Чарльза Пэсли. Однако 24 мая 1847 года пригородный поезд, идущий на Руабон , провалился через мост. В результате аварии пять человек погибли (трое пассажиров, охранник поезда и пожарный локомотива) и девять получили серьезные ранения. Мост был спроектирован Робертом Стивенсоном , и местное расследование обвинило его в халатности .
Несмотря на свою прочность на сжатие, чугун, как известно, был хрупким при растяжении или изгибе. В день аварии настил моста был покрыт балластом пути, чтобы предотвратить возгорание дубовых балок, поддерживающих путь, что создало большую дополнительную нагрузку на балки, поддерживающие мост, и, вероятно, усугубило аварию. Стивенсон принял эту меру предосторожности из-за недавнего пожара на Великой Западной железной дороге в Аксбридже, Лондон, где мост Исамбарда Кингдом Брюнеля загорелся и рухнул.
Одно из первых крупных расследований, проведенных недавно сформированной Железнодорожной инспекцией , было проведено капитаном Королевских инженеров Симмонсом , и в его отчете говорилось, что неоднократное сгибание балки существенно ослабило ее. Он осмотрел сломанные части главной балки и подтвердил, что балка сломалась в двух местах, причем первый перелом произошел в центре. Он проверил оставшиеся балки, проехав по ним на локомотиве, и обнаружил, что они прогибаются на несколько дюймов под движущейся нагрузкой. Он пришел к выводу, что конструкция была ошибочной и что фермы из кованого железа, прикрепленные к балкам, вообще не укрепляли балки, к чему также пришли присяжные на дознании. В проекте Стивенсона использовались фермы 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 Стефенсон) утверждали, что поезд сошел с рельсов и ударился о балку, сила удара привела к ее разрушению . Однако очевидцы утверждали, что первой сломалась балка, а тот факт, что локомотив остался на пути, говорил об обратном.
Неисправности продуктов не широко публикуются в академической и торговой литературе, отчасти потому, что компании не хотят афишировать свои проблемы. Однако затем это лишает других возможности улучшить конструкцию продукта, чтобы предотвратить дальнейшие несчастные случаи. Однако заметным исключением из нежелания публиковаться является журнал « Анализ инженерных отказов» , [5] , издаваемый при Европейском обществе структурной целостности , в котором публикуются тематические исследования широкого спектра различных продуктов, терпящих неудачу при различных обстоятельствах. Также появляется все больше учебников.
Еще одной заметной публикацией, посвященной отказам зданий, мостов и других сооружений, является «Журнал производительности построенных объектов» [ 6] , который издается Американским обществом инженеров-строителей под эгидой его Технического совета по судебно-медицинской экспертизе. [7]