Вероятностное обоснование метода расчета механизированных крепей по предельным состояниям

• Автор: Собина, Лилия Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ Сравнительный анализ применяемых методов расчета механизированных
крепей на прочность и жесткость
Использование вероятностных методов для обоснования расчетных случаев нагружения механизированных крепей
Цель, задачи и методы исследований
ПОСТРОЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНОЙ МОДЕЛИ ПРЕДЕЛЬНОГО
СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТА КРЕПЯ
Формирование уравнений первой группы предельных состояний
Введение элементов рецептивности в уравнение предельного состояния... Разработка методики определения частных коэффициентов надёжности с
учётом индивидуального влияния опорных переменных
Частаые коэффициенты надёжности в методе предельных состояний
ВЫБОР РАЗМЕРНОСТИ УРАВНЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ ОПЕРАТОРА ПЕРЕХОДА К РАЗМЕРНОСТИ
УРАВНЕНИЯ
Выбор формы представления вероятностной модели нагружения секции
крепи
Выбор размерности уравнения предельного состояния по критерию
прочности для элемента крепи
Построение оператора преобразования массива исходных данных
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ
ОГРАДИТЕЛЬНЫХ ЩИТОВ КРЕПИ
Механическая модель и расчетная схема ограждения
Верояшостная модель оградительного щита при плоском нагружении
Исследование особенностей частных коэффициентов надежности для оградительных щитов
ОБОСНОВАНИЕ ЧАСТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЁЖНОСТИ ДЛЯ
ПЕРЕКРЫТИЙ
Линейное уравнение предельного состояния для сечений перекрытия

.2 Нелинейное уравнение предельного состояния для сечений перекрытия
.3 Выбор размеров поперечного сечения перекрытий по заданному уровню
надежности
>. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО ОБЩЕГО ПОДХОДА
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЕЖНОСТИ
ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПИ
|.1 Методика определения частных коэффициентов надежности для гидростоек крепи
1.2 Методика определения частных коэффициентов надежности для управляемых козырьков
1.3 Методика определения частных коэффициентов надежности для сечений
оградительных шитов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Конкурентоспособность отечественной угледобывающей техники на ближайший период будет зависеть от эффективности решения двух основных проблем: повышения надёжности оборудования и автоматизации управления очистным комплексом.
Несмотря на большое количество исследований по надёжности комплексов, агрегатов и их элементов, отечественные машины имеют более низкие показатели надёжности, чем их зарубежные аналоги. Объясняется это целым рядом причин, в том числе недостаточным развитием комплексного метода расчета несущих конструкций крепи, включающего вопросы прочности, устойчивости и оценки надёжности на стадии проектирования.
Если разработке физической модели задачи надёжности посвящено достаточно большое количество исследований, и принципиальный подход к её формированию (пространственная расчётная схема; упруго-пластический материал; вероятноЛный подход к условиям контактирования; метод конечного элемента и метод граничного элемента как средство анализа; модели накопления повреждений и т.п.) практически оформился, то комплекс вопросов вероятностной части модели надёжности крепи требует безотлагательного решения. В настоящее время в угледобывающей отрасли вероятностные методы используются с разной степенью глубины проработки лишь специалистами, занимающимися сбором статистических данных, методами контроля качества и теорией надежности крепей и агрегатов. В то же время в вопросах проектирования до сих пор доминирует детерминистический подход, тогда как с одной стороны специалистам приходится игнорировать случайности воздействия на крепь и свойств самой крепи, а с другой стороны наблюдать невостребован-ность в полной мере массы экспериментальных данных, накопленных в процессе эксплуатации опытных и серийных образцов механизированных крепей.
Все это является подтверждением неотложной необходимости создания расчетных подходов на базе вероятностных методов, позволяющих в полной мере использовать массивы накопленных данных для вероятностного обоснования расчетных соотношений детерминистического по форме расчета по предельным состояниям. Созданию теоретических основ обозначенного направления на первом этапе препятствует отсутствие решения следующих задач:
• со времени утверждения первых норм прочности не проводилось сравнительного анализа используемых механических моделей прочности и де-формативности металлоконструкций, особенно в области неупругих деформаций;
• в достаточно многочисленных работах по оценке надежности элемента не проводилось сравнения полученных в результате реализации той или иной модели результатов оценки одних и тех же параметров надежности;

л/(к(0'’
(2.20)
поделив числитель и знаменатель (2.19) на (#0+йг, )х2 и обозначив через 1)х ( I = 7,-2) коэффициенты вариации. Тогда
а, х, {а0 +а2)х2
выступит в роли коэффициента безопасности.
Таким образом ВБР по А.Р. Ржаницыну вычисляется точнее и проще, но при переходе к методу расчёта по предельным состояниям нормативные значения опорных переменных возможно принять только в форме
при этом становится очевидным тот недостаток, что степень влияния каждого
Из (2.20) с учётом последних выражений можно най-цр значение коэффициента запаса П , обеспечивающего требуемый уровень ВБР
где ип т, и0 д5 - (0,05 и 0,95 квантили); £/ - квантиль, соответствующая требуемому уровню вероятности безотказной работы Р
Легко убедиться, что не при всех значениях >х! и Ух2 можно найти коэффициент запаса П , обеспечивающий заданную характеристику безопасности и . В частности, при

опорного параметра на значение X. одинаково.

(2.21)
характеристика (У получает комплексные значения, что неприемлемо по физическому смыслу задачи. Перепишем последнее выражение в виде