Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных Зайцева Марина Михайловна

Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных
<
Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Зайцева Марина Михайловна. Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.02, 05.05.04 / Зайцева Марина Михайловна; [Место защиты: Дон. гос. техн. ун-т].- Ростов-на-Дону, 2010.- 144 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2127

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования 10

1.1 .Анализ методов оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных 10

1.2. Анализ методов определения усталостной прочности деталей машин 21

1.3. Анализ методов определения нагруженности деталей машин 25

1.4. Выводы, цель и задачи исследования 27

2. Модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора 29

2.1. Разработка модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных 29

2.2. Аналитическое определение гамма - процентных минимальных значений прочности по малой выборке с помощью распределения абсолютных размахов 36

2.2.1 .Разработка вероятностно-статистического метода получения совокупности конечного объема прочностных характеристик деталей 36

2.2.2. Анализ методов определения гамма-процентных значений прочностных характеристик деталей по малым выборкам 43

2.3. Последовательность расчета параметров генеральной совокупности конечного объема прочностных характеристик деталей по малой выборке 50

2.4. Разработка вероятностно-статистического метода получения совокупности конечного объема средневзвешенных напряжений по малой выборке 59

2.5. Алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора 65

2.6. Выводы 75

3. Расчетно-экспериментальное определение усталостной прочности, нагруженности и гамма-процентного ресурса деталей (на стадии проектирования) 77

3.1. Расчетно-экспериментальное определение усталостной прочности образцов (деталей) для промежуточной и генеральной совокупностей конечного объема по малой выборке 77

3.2. Расчетно-экспериментальное определение максимальной нагруженности деталей по малой выборке 91

3.3. Алгоритм расчета усталостного гамма - процентного ресурса деталей одноковшового экскаватора по малым выборкам исходных данных 101

3.4. Выводы 108

4. Практическое применение результатов исследования 110

4.1. Методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора 110

4.2. Оптимизация значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора 113

4.3. Оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора 118

4.4. Расчет экономического эффекта при обеспечении заданного ресурса рукояти одноковшового экскаватора 121

4.5. Выводы 124

Общие выводы 125

Список используемых источников 128

Приложения 142

Введение к работе

Актуальность темы исследования. В современных условиях не перестает быть актуальной проблема повышения эффективности функционирования строительных машин. Недостаточный уровень надежности, отказы строительной техники, в частности одноковшовых экскаваторов, приводят к нарушению сроков выполнения работ, что влечет за собой значительные экономические потери. Повышение надежности, снижение трудовых и эксплуатационных затрат является важной задачей машиностроительной отрасли.

Одной из базовых деталей экскаватора является рукоять, отказ которой влечет за собой отказ машины в целом и высокие экономические затраты. По этой причине данной ответственной детали уделено особое внимание.

В последние годы произошло снижение объемов производства строительных машин, сократились финансовые возможности для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с повышением технического уровня, качества, надежности машин. Поэтому заводы и конструкторские бюро вынуждены сокращать объемы и продолжительность испытаний серийных, модернизированных и новых машин. В такой ситуации на первый план выходит задача уменьшения объемов выборок исходных данных по прочности, нагруженности и ресурсу деталей. Таким образом, корректное использование малых выборок даст ощутимый эффект в трудоемкости и стоимости.

Таким образом, обеспечение заданного усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных по прочности и нагруженности определяет актуальность представленной работы.

Цель исследования. Разработка метода обеспечения и оптимизации заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с применением малых выборок исходных данных.

Основные задачи:

  1. Разработать модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных.

  2. Разработать метод перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема прочности, нагруженности и ресурса.

  3. Составить алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора.

  4. Получить параметры прочности, нагруженности и ресурса деталей одноковшового экскаватора расчетно-экспериментальным методом.

  5. Найти оптимальное значение гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора и оценить адекватность модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

  6. Определить экономический эффект от увеличения до оптимального уровня гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

Научная новизна работы заключается в следующем: Разработана модель, которая позволила выявить закономерности при обеспечении заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных по критерию - удельным суммарным затратам на изготовление и эксплуатацию деталей одноковшового экскаватора. Получены аналитические зависимости для перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема через промежуточную совокупность для прочности, нагруженности и ресурса.

Практическая ценность работы:

  1. Снижены затраты, трудоемкость и продолжительность исследований для малой выборки п=5 относительно применяемых выборок п=10-50 в 2-10 раз, а относительно выборки в 50 значений снижены на порядок.

  2. Разработана методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

  3. Приведены результаты оптимизации значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора.

  4. Получено оптимальное значение вероятности безотказной работы 0,997 для ресурса рукояти одноковшового экскаватора 20 тысяч часов.

  5. Предложены рекомендации по увеличению гамма-процентного ресурса рукояти, применение которых обеспечит годовой экономический эффект на программу завода 500 ед. равный 92500 руб.

Реализация работы в промышленности. ЗАО «Донмеханизация» и ООО «МК Теплоэнергомонтаж» принята к использованию для расчетов надежности строительных экскаваторов и другой строительной техники разработанная методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора, позволяющая повысить надежность одноковшовых экскаваторов и других строительных машин, а также сократить ущерб от простоя техники, снизить затраты в эксплуатации, на ремонт, получив при этом определенный экономический эффект.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях в Ростовском государственном строительном университете в 2007-2009 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 13 печатных работ, в том числе две работы в журналах, входящих в «Перечень ведущих научных журналов и изданий» ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 149 наименований; содержит 60 рисунков, 20 таблиц и изложена на 142 страницах машинописного текста. В приложение вынесены акты внедрения предлагаемых разработок.

Анализ методов определения усталостной прочности деталей машин

Усталостная прочность в виде предела выносливости также как и переменная нагруженность влияет на ресурс деталей. Это влияние оказывается существенным, так как имеет место степенная связь между этой прочностью, нагруженностью и ресурсом.

Расчетный метод определения ресурса деталей позволяет с некоторой точностью получить его значение. При этом важно в расчетную формулу Веллера-Серенсена-Когаева подставить фактические исходные данные по прочности, нагруженности, концентраторам напряжений и др.

Фактические данные по пределу выносливости обычно получают на образцах, моделях, натурных деталях. Однако такие стендовые ускоренные испытания являются длительными (сутки, недели) и трудоемкими.

В целях снижения трудоемкости и сроков испытаний по определению предела выносливости o.i образцов (макетов и натурных деталей), по результатам измерения твердости (наиболее быстрый и дешевый метод) находят a.j. В 30-х годах 20 века по твердости определялся предел прочности ов образцов, позже осуществляли переход от а о к а.,.

В результате накопления экспериментальных данных многие исследователи [72, 111, 125] получали корреляционные зависимости в виде сравнительно простых формул. Следует отметить исследования отечественных авторов Марковца, Школьника, Добровольского, Жукова, Гребенника и др., а также зарубежных Хейвуда, Роша, Эйхингера, Крюссара, Корбера, Хемпеля [125, 68, 144].

В работах [53, 54] рассмотрены методы перехода к ГСКО прочностных характеристик объемом N=10 - 10 от выборки - объемом п=100. Для получения выборки такого объема необходимы значительные временные трудовые затраты, что препятствует использованию этих подходов.

Таким образом, в случае необходимости проведения натурных испытаний ответственных деталей для выборок объемом п=10-50 следует проводить ускоренные испытания, что трудоемко и дорого, поэтому требуется решить задачу сокращения объема выборки без потери точности определения предела выносливости. 1.3. Анализ методов определения нагруженности деталей машин

Переменные напряжения в опасном сечении деталей многие годы определялись с помощью тензометрирования, при этом продолжительность записи осциллограммы должна была иметь более 50 циклов, необходимых для статистической обработки. Эта запись выполнялась на той или иной детали одной машины. При этом прочность определялась на разных образцах, макетах, натурных деталях. В этом случае имела место подмена понятий: по прочности - это статистика образцов, макетов и т.п., а по нагруженности — обычно одна деталь, а статистика - число временных циклов [46, 51, 56].

Выборка деталей для тензометрирования должна случайно или неслучайно учитывать все многообразие указанных факторов. Эта задача даже по сравнению с усталостными стендовыми испытаниями является достаточно трудоемкой. Поэтому проведение тензометрирования и последующее определение усв необходимо выполнять по небольшой выборке однотипных деталей. Особенностью средневзвешенных напряжений является существенно меньшее рассеивание и отсутствие нулевых значений напряжений, имеющих место в амплитудных напряжениях. Также авторами обосновывается возможность определения средневзвешенных напряжений на одной машине путем имитации условий работы (разные климатические условия, режимы работы, квалификация машиниста экскаватора и т.д.).

В работах [51, 49, 52] предложено применение для аппроксимации эмпирической кривой распределения исв полиномов третьей степени или многочлена с рациональными степенями, что в итоге позволило уменьшить выборку до п = 4-6. При этом для такой малой выборки следует учесть формулу где tp(n-l) -квантиль распределения Стьюдента с п-1 степенью свободы для доверительной вероятности Д v - коэффициент вариации, 8 -относительная ошибка. Недостатком данного метода является высокая погрешность определения максимальной нагруженности для обеспечения вероятности безотказной работы Р =0.94 -0.95 при использовании малых выборок.

Существуют расчетные методы, а также компьютерные программы, позволяющие определить нагруженность детали методом конечных элементов [42, 130-132]. Данные подходы ускоряют получение значений нагруженности деталей и могут заменить тензометрирование при обеспечении заданной точности получения результатов. 1.4. Выводы, цель и задачи исследования

В результате анализа литературных данных сформулированы следующие выводы: 1. В современных условиях сокращения объемов выпуска машин уменьшились средства для проведения различных видов испытаний при доводке машин по надежности, что потребовало сокращения размеров выборок машин, узлов, деталей. 2. Применяемые методы оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных не лишены недостатков (отсутствие параметра сдвига, несостоятельность и неэффективность оценки параметров вероятностных распределений показателей надежности). 3. Накоплен многолетний опыт применения корреляционной связи значений твердости и предела прочности ав с пределом выносливости а стали, что обеспечило значительное снижение затрат на определение «т./. Отмечено использование двух методов перехода от значений твердости к а_г. -одноступенчатый (переход сразу от значений твердости к пределу выносливости); -двухступенчатый (переход от значений твердости к пределу выносливости через значение предела прочности). 4. В связи с тем, что применение традиционного метода расчета нагруженности при использовании амплитудных значений напряжений в опасном сечении детали с помощью трудоемкого тензометрирования, как показало моделирование РГСУ, приводит к занижению и завышению значений ресурса детали, был предложен переход к средневзвешенным напряжениям, определяемым не на одной детали, а по выборке. Для снижения трудоемкости работ, как один из вариантов, предлагается выполнить имитацию различных условий работы машины и свести объем выборки деталей до минимума, при учете ряда факторов, влияющих на нагруженность деталей одноковшового экскаватора.

Аналитическое определение гамма - процентных минимальных значений прочности по малой выборке с помощью распределения абсолютных размахов

Аналитический метод оценки параметров распределения Вейбулла для генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) по выборке п=50 - 200 [55], разработанный в РГСУ, не применим в случае малой выборки п=5 — 15. Ошибка определения этим методом гамма-процентных значений прочностных характеристик сравнительно велика и составляет 7-31% [40]. Поэтому требуется применить новый подход к оценке совокупности конечного объема (СКО) и гамма-процентных значений.

Поэтому предлагается моделирование совокупности, исходя из малой выборки объема п=5 - 15. Выборка такого объема дает мало информации о вероятностном распределении, поэтому требуется дополнительно устанавливать априорный интервал изменения случайной величины. Для прочностных характеристик такой интервал можно получить с учетом допусков на отклонения от среднего значения. Предлагается использовать распределение абсолютных размахов порядковых статистик выборки [37], то есть распределение разностей между элементами вариационного ряда, для определения эмпирических вероятностей элементов моделированной совокупности. На абсолютном размахе порядковых статистик отражается частота появления того или иного значения совокупности: чем чаще некое значение встречается в совокупности, тем больше вероятность его появления в выборке при простом случайном выборе и, следовательно, тем меньше абсолютный размах между «часто встречающимися» значениями. Учитывая эти рассуждения, можно связать вероятности абсолютных размахов с вероятностями СКО.

В реальных задачах надежности объем ГСКО может превышать 106 значений. Предлагаемый метод моделирования СКО базируется на ограниченном количестве информации и объективно не позволит достоверно смоделировать совокупности такого большого объема, но вполне применим для оценки совокупностей объема 10n N 20n. Для перехода к ГСКО можно использовать другие методы [55], и совокупность, моделированная предлагаемым методом, может являться промежуточной (ПСКО) (рис.2.3).

Для обеспечения высокой безотказности машины необходимо, чтобы минимальный ресурс почти каждой детали был близок к значению заданного ресурса машины. Усталостный ресурс детали непосредственно зависит от прочности стали. В связи с этим, важной задачей является определение гамма-процентного значения прочностных характеристик сталей [55].

Проведен анализ трех методов, позволяющих определить гамма-процентные значения прочностных характеристик сталей НВу для совокупности конечного объема (СКО) по малым выборкам: бутстреп [2] {НВу2 на рис.2.7), метод РГСУ [55] (НВу3 на рис.2.7), метод ТЭСАО [93] (НВу4 на рис.2.7).

Бутстреп - это метод, который предполагает многократное тиражирование эмпирической выборки большое число раз и рандомизированный отбор из такой огромной совокупности большого числа выборок. По каждой из отобранных таким образом выборок решается та конкретная задача, ради которой проводился эксперимент, а на множестве решений строятся «эмпирические» распределения статистик, интересующих экспериментатора, что дает гораздо больше информации, чем просто оценка [2].

Метод РГСУ — это метод аналитического определения параметров вероятностного распределения и гамма-процентного значения СКО с помощью гипотетического распределения выборочных сдвигов. Общая схема метода приведена на рис. 2.8.

Расчетно-экспериментальное определение максимальной нагруженности деталей по малой выборке

Известно, что одним из факторов для определения усталостного ресурса детали машины при эксплуатации является действующее напряжение в опасном сечении детали. Так как завышенная оценка минимального ресурса может привести к преждевременным отказам, максимальная нагруженность представляет особый интерес для расчета усталостного ресурса. Обычно используются полученные тензометрированием амплитудные значения напряжений на одной детали [104, 61], т. е. для объема выборки п=1. Для получения выборочного распределения действующих напряжений деталей необходимо иметь статистический ряд средневзвешенных значений асв. Формирование выборки асв в реальных условиях очень трудоемкая и дорогостоящая задача, так как требуется провести тензометрирование однотипных деталей на представительной партии машин (например, одноковшовых экскаваторов), которые могут быть территориально рассредоточены.

Для снижения трудоемкости работ, как один из вариантов, предлагается выполнить имитацию различных условий работы машины [46], при учете ряда факторов, влияющих на нагруженность деталей одноковшового экскаватора (опыт работы машиниста, климатические условия работы, техническое состояние машины и т.д.). В связи с этим, для получения данных по нагруженности деталей необходимо пользоваться распределением средневзвешенных напряжений, полученным по выборке однотипных деталей, а не амплитудными значениями в функции времени для одной детали.

Так как полученные в результате статистического анализа оценки параметров распределения имеют некоторое рассеяние, для более корректного их определения используется интервальное оценивание [67,57].

При анализе полученных результатов для п=Т00 выявлены три выборки, имеющие максимальные ошибки: 7 - 11% при 7=0,95; 10 - 15% при у=0,99999. Параметры распределения Фишера-Типпета этих выборок более чем на 30%о для а, Ъ и на 3% для с превосходят средние значения аналогичных параметров, полученных по выборкам с малыми ошибками (0-7%о). В дальнейших исследованиях принято решение при моделировании отбрасывать выборки, имеющие погрешность относительно среднего по всем выборкам значения более 30%) для А и в, а также более 3% для С.

Таким образом, максимальная нагруженность для генеральной совокупности конечного объема в опасном сечении рукояти одноковшового экскаватора может быть определена как верхняя доверительная граница к выборочному параметру сдвига Фишера-Тип пета. Многократное моделирование выборки объема п=100 уменьшает погрешность определения максимальной нагруженности с 6,5 до 1,5%, т.е. более чем в 4 раза.

В целях экспериментального определения действующего напряжения в опасном сечении рукояти, коллективом кафедры ТЭСАО выполнено тензометрирование. На зачищенную поверхность рукояти была прикреплена точечной сваркой стальная полоска толщиной 0,2 мм, на которую приклеивался проволочный датчик с базой 50 мм (рис.3.18)

После проведения тензометрирования получена осциллограмма изменения нагрузок на рукояти при работе экскаватора (рис.3.21). При этом время цикла tu составило 27 с. Так как грунт оказался сравнительно легким, то действующие напряжения получились сравнительно небольшими, около 53 МПа. Далее были построены корреляционная таблица и гистограмма, а также плотность распределения (рис. 3.22) амплитуд напряжений в опасном сечении рукояти. Учитывая ранее накопленный опыт при переходе от распределения амплитуд к распределению средневзвешенных напряжений, была получена величина размаха асв, которая составила R= 1,2-1,3 [56].

Одним из основных показателей надежности (долговечности) является гамма-процентный усталостный ресурс деталей.

Предлагается метод расчета гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора ОЭ с использованием малых выборок исходных данных. Расчет выполнен по алгоритму, представленному на рис.3.24.

Данный метод определения гамма-процентного усталостного ресурса отличают следующие особенности:

1. Применение аналитического метода ТЭСАО, разработанного нами для обработки малых выборок исходных данных [93] (см. пп. 2.2.1 и 2.4). Данный метод применен для получения промежуточных совокупностей конечного объема ПСКО твердости НВ, предела выносливости а.] и средневзвешенных напряжений осв (блоки 3, 7, 12), которые аппроксимируются трехпараметрическими законами Вейбулла ВЗ и Фишера-Типпета Ф-ТЗ.

2. Использование эмпирических формул (блоки 5, 6), анализ которых проведен в п. 3.1, корреляционной зависимости между твердостью НВ, пределом прочности ив и пределом выносливости а_] [48].

3. Получение параметров генеральной совокупности конечного объема ГСКО твердости НВ или а.і с помощью корреляционного метода [53] (блоки 4, 13), заключающегося в использовании коэффициентов перехода от параметров выборочного распределения (п=50 - 100) к параметрам функции распределения ГСКО, для определения которых в зависимости от размаха значений параметров R определены уравнения

При расчете используются следующие детерминированные данные, обусловленные техническими характеристиками и условиями эксплуатации экскаватора: базовое число циклов N0 =3-106 циклов; сумма относительных усталостных повреждений ар=1; коэффициент снижения предела выносливости детали где Ка - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений от сварки; sa - коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров поперечного сечения на предел выносливости детали; Л — коэффициент, учитывающий состояние поверхности; ціп - коэффициент, учитывающий остаточные напряжения при сварке.

Силу, действующую на рукоять экскаватора, необходимо привести к нагрузке, вызывающей круговой знакопеременный изгиб. Такой переход необходим, так как в исходных данных для расчета ресурса рукояти принят предел выносливости а.і образца при знакопеременном круговом изгибе.

Оптимизация значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора

Проведение оптимизации вероятности безотказной работы ВЕР для заданного усталостного ресурса детали связано с возможностью получения экономического эффекта.

Оптимальное значение ВБР может быть получено после рассмотрения различных вариантов изготовления рукояти экскаватора.

В качестве возможных вариантов, связанных с изменением прочностных характеристик и действующего напряжения в опасном сечении рукояти, предлагается: 1. Увеличение толщины стенки рукояти (с 8 на 10 или 12 мм). 2. Изменение марки стали (со СтЗ на 09Г2С или 15ХСНД). 3. Увеличение опасного сечения рукояти (на 20%).

Для разных вариантов изготовления рукояти (см. пп. 1-3) необходимо вычислить величину удельных затрат как отношение суммарных затрат на изготовление рукояти и эксплуатационных затрат к объему разработанного одноковшовым экскаватором грунта. Учитывая, что объем разработанного грунта как произведение технической производительности на ресурс экскаватора (в том числе и рукояти) принимается детерминированной величиной, то рассматривается изменение только суммарных затрат (не удельных), в зависимости от вариантов изготовления рукояти одноковшового экскаватора.

Эти исследования предусматривали также эксплуатационные наблюдения за группой данных экскаваторов в количестве 35 единиц. Многолетние наблюдения, результаты которых были использованы для оценки адекватности расчетной модели обеспечения заданного усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора, разработанной в п.2.1, позволили получить экспериментальные выборочные значения ресурса Тржсп рукояти одноковшового экскаватора. По этим данным с помощью корреляционного метода [53] получены параметры генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) Тржсп.

Оценка адекватности модели проведена путем сравнения гамма-процентных значений ресурсов: полученного по экспериментальным данным Тружсп и расчетного Тру для у=99,9; 99,99; 99,999%; определения величины расхождения 5,%.

Расчетный гамма-процентный ресурс определен (см.п. 3.3) путем аппроксимации законом Вейбулла (ВЗ) с параметрами А, В, С генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) ресурса. При получении ГСКО ресурса использованы: аналитический метод ТЭСАО, разработанный для обработки малых выборок исходных данных; корреляционная зависимость между твердостью НВ, пределом прочности (7ви пределом выносливости корреляционный метод [53] для получения параметров ГСКО твердости НВ; интервальное оценивание для определения параметра сдвига распределения Фишера-Типпета ГСКО средневзвешенных напряжений.

Таким образом, оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора показала, что с погрешностью 13,5 - 20% для у=99,9 - 99,999% расчетная модель подтверждается экспериментальными данными.

1. Разработана методика вероятностно-статистического расчета и оптимизации усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора (ОЭ), которая позволяет определить оптимальный гамма-процентный ресурс, сократить количество отказов и затраты в эксплуатации.

2. Выполнена оптимизация значений вероятности безотказной работы ВБР рукояти ОЭ для различных вариантов рекомендаций, предусматривающих увеличение толщины стальных боковых листов с 8 до 10 или 12 мм в опасном сечении рукояти, изменение марки стали с малоуглеродистой СтЗ до низколегированных 09Г2С или 15ХСНД и увеличение опасного сечения рукояти на 20%.

3. В процессе анализа из 18 вариантов рекомендаций оставлено 6. Минимуму критерия оптимизации суммарных затрат Зсум соответствует оптимальное значение ВБР Popt—0.999 для рукояти из стали 15ХСНД с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным радиусом момента инерции на 20%.

4. Целесообразным является вариант изготовления рукояти из стали 09Г2С с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным радиусом момента инерции на 20%. При этом значение ВБР составит Р=0,951.

5. Оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора показала, что с погрешностью 13,5-20% для у=99,9-99,999% расчетная модель адекватна экспериментальным данным.

Похожие диссертации на Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных