Обеспечение эффективности и оптимальной безотказности элементов конструкций сельскохозяйственных машин при статических и переменных нагрузках

• Автор: Кузьменко, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ методов обеспечения надежной работы машины.

1.2. Специфика нагружения сельскохозяйственных машин.

1.3. Использование метода конечных элементов при анализе напряженнодеформированного состояния элементов конструкций машин.

1.4. Анализ методов определения минимальной прочности.

1.5. Анализ использования запаса прочности

1.6. Выводы, цель и задачи исследования

2. МОДЕЛИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОПТИМИЗАЦИИ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ И ГАММАПРОЦЕНТНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

2.1. Модель обеспечения эффективности и оптимальной безотказности

при статическом нагружении элементов конструкций сельхозмашин
2.2. Модель обеспечения эффективности и определения оптимального гаммапроцентного усталостного ресурса элементов конструкций сельхозмашин при динамических нагружениях
2.3. Метод определения распределения совокупности конечного объема
по выборке.
2.4. Метод определения параметров распределения действующих напряжений с использование закона Вейбулла с тремя параметрами метод зеркального преобразования вариационного ряда
2.5. Аналитический метод определения параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема действующих напряжений в элементах конструкций машин.
2.6. Алгоритм обеспечения эффективности и определения оптимальной вероятности безотказной работы по экстремальным значениям
прочности и нагруженности
2.7. Алгоритм обеспечения эффективности и определения оптимального гаммапроцентного усталостного ресурса элементов конструкций
2.8. Выводы
3. РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЧНОСТИ, НАГРУЖЕННОСТИ И РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВН1НЫХ МАШИН
3.1. Анализ минимальных прочности и ресурса элементов конструкций машин
3.2. Определение действующих напряжений в элементах конструкций сельскохозяйственных машин
3.2.1. Характерные особенности определения действующих напряжений в элементах конструкций сельскохозяйственных машин.
3.2.2. Определение средневзвешенных напряжений в элементах конструкций машин при переменных нагрузках.
3.3. Расчетный метод определения действующих напряжений с помощью МКЭ
3.3.1. Расчет напряженнодеформированного состояния с помощью расчетного комплекса
3.3.2. Расчет напряженнодеформированного состояния с помощью расчетного комплекса
3.4. Анализ выборочных параметров закона Вейбулла для совокупностей различного объема машин.
3.5. Определение плотности распределения отказов для машины.
3.6. Выводы.
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1. Оптимизация вероятности безотказной работы сцепки при статических нагрузках.
4.1.1. Методика обеспечения эффективности и оптимизации вероятности безотказной работы сцепки.
4.1.2. Статический расчет рамы прицепной широкозахватной сцепки
4.1.3. Оптимизация значений вероятности безотказной работы рамы
сцепки
4.1.4. Определение экономического эффекта от оптимизации вероятности
безотказной работы рамы сцепки
4.2. Обеспечение гаммапроцентного усталостного ресурса корпуса
подшипника
4.2.1. Методика обеспечения эффективности и определения оптимального гаммапроцентного ресурса корпуса подшипника
4.2.2. Расчет гаммапроцентного усталостного ресурса корпуса подшипника.
4.2.3. Оптимизация значений вероятности безотказной работы корпуса подшипника.
4.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Обобщение существующих методов определения оптимальной долговечности показало, что подавляющее большинство отечественных и зарубежных авторов под оптимальной долговечностью по материальному износу понимают такой срок ее службы, при котором затраты на ее использование затраты на приобретение, капитальный ремонт, а также эксплуатационные расходы за весь период эксплуатации, отнесенные на единицу произведенной продукции работы, будут минимальными , . Иными словами, в качестве критерия оптимальности здесь принимается достижение минимальной себестоимости единицы продукции работы, произведенной с помощью данной машины за весь ее амортизационный срок службы. Наибольшее распространение получила методика определения оптимального срока службы машин по материальному износу рис. Оптимальная долговечность машины также может быть найдена аналитическим путем. Наиболее удачное определение оптимальной долговечности для аналитического решения сделано А. И. Селивановым 6. Рис. Затраты потребителя, связанные с использованием машины в течении всего срока ее службы, могут быть разовыми приобретение машины Г4, пропорциональными времени использования хранение, топливо, рабочая сила УцВТ и прогрессирующими. Ом 0 первоначальная стоимость 0 машины, уменьшенная на полную стоимость 0 реализованных остатков при снятии машины с эксплуатации. УпгСГ. У ГуУ УШАВТ СТ. Отыскание оптимальной долговечности машины сводится, в конечном счете, к нахождению минимума функции 2АсУТ т. Асвсг. На рис. Т0 . Аналогичный подход рассмотрен в работах В. В. Болотина , С. С. Дмитриченко , Б. Ф. Хазова 8. В данных работах рассматривается оптимизация уровня надежности машины рис. Рис. Зтр. Зуд i минимальные удельные затраты. Однако в вышеизложенных работах отсутствуют численные значения по осям графика, т. Анализируя работы Д. М. Беленького, В. Е. Касьянова и других исследователей можно сделать вывод авторы указывают на возможность создания практически безотказных машин 6, 9, , , в этих работах сформулированы шестнадцать принципов создания практически безотказных машин, составивших теоретическую основу методологии системного поэтапного обеспечения надежности на всех этапах жизненного цикла машины. Надежная машина это когда ресурс почти каждой детали, больше заданного ресурса машины . В результате создания практически безотказной машины, в несколько десятков раз снижаются затраты на ремонт, не требуется создавать ремонтопригодную конструкцию исключение составят отдельные детали для замены по наработке или состоянию, упрощается система диагностирования, резко сокращается потребность в запасных частях, их хранении и транспортировании, уменьшается количество ремонтных баз, передвижных средств ремонта, ремонтный персонал. В итоге удельные суммарные затраты на единицу продукции машины могут снизиться в раз. Ресурс представляет собой непрерывную случайную величину, которая характеризуется законом распределения или интегральной функцией распределения x и ее первой производной плотностью распределения 8. Функцию x называют функцией надежности. Для а
Ра Х . Функции распределения параметров прочности и нагруженности служащие для дальнейшего определения вероятностного ресурса обычно получают аппроксимацией выборочных данных полученных экспериментальным путем небольшого объема п , реже 0. Однако для машин массового производства количество однотипных деталей данной модели может достигать от нескольких тысяч до миллионов единиц, которые образуют совокупность конечного объема СКО. Производя расчеты по определению вероятностного ресурса используя выборочные значения, имеет место завышение ресурса по отношению ко всей совокупности рис. Рис. Следовательно, для более точного определения минимального ресурса детали машины для совокупности конечного объема необходимо осуществить переход от сдвига выборочных распределений к параметру сдвига совокупности конечного объема для нагруженности, прочности и ресурса. Решение этой проблемы нашло отражение в работах Дабая С. Крамера Г. Уилкса С. Касьянова В. Е., Роговенко Т. Н., Топилина И. Анализ данных работ показал, что практически все существующие методы для определения экстремальных значений ресурса, а также параметров прочности и нагруженности совокупности конечного объема, не лишены недостатков, ограничивающих возможность их применения в расчетах ресурса машин.