Надежность конструкций машин при эксплуатационных режимах работы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, доктор технических наук Кучерявый, Василий Иванович

• Кучерявый, Василий Иванович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Кучерявый, Василий Иванович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Состояние практики технической эксплуатации и надежности машин

1.2 Критика современной теории надежности, основанной на сборе статистических материалов

1.3 Задачи исследования

2.УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

2.1 Природные условия эксплуатации

2.2 Производственные условия эксплуатации

2.3 Количественный учет природных условий эксплуатации

2.4 Влияние природных условий эксплуатации на потребности в машинах, запасных частях и ремонтах

2.5 Выводы

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМОВ УЗЛОВ

КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

3.1 Основные положения теоретических расчетов нагрузочных режимов

3.2 Прогнозирование нагрузочных режимов трансмиссии трелевочных тракторов

3.3 Прогнозирование режимов изнашивания ходовой части трелевочных тракторов

3.4 Прогнозирование режимов изнашивания деталей двигателей

3.5 Прогнозирование нагрузочных режимов трансмиссии лесовозных автомобилей

3.6 Расчет динамической составляющей сопротивления движению автолесовоза методами статистической динамики

3.7 Вероятностный расчет нагрузочных режимов сучкорезных машин

3.8 Выводы

4. СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕСУРСОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

4.1 Детерминированный расчет ресурсов деталей подверженных усталости и износу в смешанных условиях эксплуатации

4.2 Статистическое моделирование ресурса деталей трелевочных тракторов

4.3 Статистическое моделирование ресурса деталей лесовозных автомобилей

4.4 Статистическое моделирование ресурса деталей сучкорезных машин

4.5 Статистическое моделирование живучести элементов металлоконструкций

4.6 Выводы

5. НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В ЗАПАСНЫХ ЧАСТЯХ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

5.1 Основные принципы научного обоснования потребности в запасных частях

5.2 Расчет требуемого числа запасных частей методами теории восстановления

5.3 Сравнительный анализ методов расчета потребности в запасных частях

5.4 Расчет потребностей в запасных частях для деталей, связанных с безопасностью работы

5.5 Применение теории управления запасами к распределению запасных частей по складам различного уровня

5.6 Расчет потребного количества оборотных и обменных агрегатов

5.7 Выводы

6. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПОТРЕБНОСТЕЙ В ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

6.1 Теоретические основы планирования профилактических работ на основе теории управления полумарковскими случайными процессами

6.2 Научное обоснование системы планово- предупредительных ремонтов

6.3 Обоснование потребностей в капитальных ремонтах и новых машинах при оптимальной стратегии управления эксплуатацией парка машин

6.4 Расчет потребности в капремонтах и новых машинах при различных стратегиях управления процессом эксплуатации парка машин смешанного возрастного состава

6.5 Выводы

7. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ И МАШИН

НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

7.1 Общий план постановки задачи

7.2 Выбор оптимального значения вероятности безотказной работы для машины в начальный период эксплуатации

7.3 Оптимизация значений вероятностей безотказной работы для узлов машин

7.4 Способ расчета требуемых вероятностей безотказной работы деталей

7.5 Связь между коэффициентом запаса и требуемым значением вероятности безотказной работы

7.6 Моделирование вероятностных характеристик коэффициента запаса

7.7 Моделирование вероятности неразрушения при дискретных и комбинированных случайных воздействиях

7.8 Ресурсное проектирование элементов по критерию усталости

методом Монте-Карло

7.9 Статистическое моделирование нагрузок на элементы в виде

случайных функций

7.10 Вероятностное проектирование элементов при переменном изгибе с кручением

и пульсирующем кручении

7.11 Расчет элементов требуемой надежности при случайном пульсирующем кручении

7.12 Вероятностное проектирование элементов при смешанных режимах нагружения

7.13 Расчет элементов требуемой надежности по жесткости

7.14 Расчет элементов требуемой надежности при нагрузках в виде случайных функций

7.15 Выводы

8. РАСЧЕТ СТРУКТУРЫ РЕМОНТНЫХ ЦИКЛОВ УЗЛОВ МАШИНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

8.1 Обобщенное представление режимов работы узлов машин

8.2 Расчет поузловой структуры ремонтных циклов

8.3 Выводы

9. АДЕКВАТНОСТЬ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

9.1 Адекватность математических моделей

9.2 Оценка сходимости теоретических и экспериментальных законов сопротивления сил сопротивления движению

9.3 Сопоставление теоретических и статистических данных о ресурсах деталей машин

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Надежность конструкций машин при эксплуатационных режимах работы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Развитие лесной промышленности на современном этапе характеризуется высокомеханизированным производством на базе широкого использования большого числа различных машин (трелевочных тракторов, сучкорезных машин, лесовозных автомобилей, валочных и валочно-пакетирующих машин и т.д.) Эти машины работают на огромной территории России в различных климатических, географических, почвенных и лесоэксплуатационных условиях. Практика работы предприятий показывает, что, несмотря на внедрение новой техники, эффективность производства растет очень медленно. Причины заключаются как в недостаточной надежности машин, так и в неудовлетворительном использовании парка работающих машин. Машины простаивают в ремонте или в ожидании до 30% рабочего времени. Это весьма большой резерв повышения производительности машин. В эту проблему входят вопросы уточнения и снижения потребностей в запасных частях и ремонтах. Для решения этих вопросов надо четко выяснить возможности, существующие в настоящее время как на стадии проектирования (проработка конструкции на оптимальную надежность в целях снижения потребности в запасных частях и ремонтах), так и на стадии эксплуатации (существенное расширение расчетно-прогностической документации в виде руководства по эксплуатации с указанием нормативов на запчасти, ремонты и техническое обслуживание). В настоящее время существует весьма значительный пробел в теоретических основах технической эксплуатации машин, а именно отсутствуют математические модели для практических расчетов сроков и объемов текущих ремонтов и технического обслуживания на физико-технических (а не статических) основах.

Для решения почти всех задач технической эксплуатации машин широко применяется статистический подход, который имеет принципиально непреодолимые недостатки: многолетний период сбора данных об отказах, невозможность в равной мере использовать полученные в определенных природных условиях данные об отказах в других природных условиях, существенно отличающихся от первых. Кроме того, при

статистическом подходе все многочисленные внешние (характеристики леса, грунта, рельефа, климата) и внутренние (использование машины на лесохозяйственных работах, общее число перегонов машины, смена водителей и т.п.) факторы соединены в одно целое, не поддающееся анализу. В настоящее время действуют единые для всей территории России нормы потребности в запасных частях, ремонтах и технических обслуживаниях. Нормы не дифференцированы ни по времени эксплуатации машины, ни по природным условиям лесных районов. Однако, природные условия эксплуатации машин оказывает наиболее сильное влияние на нагруженность и изнашивание деталей, а значит и на потребности в запасных частях, ремонтах и техническом обслуживании. Например, при эксплуатации трелевочных тракторов на песчаных грунтах износ деталей ходовой части (звенья и пальцы гусениц, звездочек, катков) ускоряется в несколько раз. В еловых лесах, из-за рыхлости грунтов, трактор передвигается по корневым системам деревьев. В результате динамические нагрузки на ходовую часть и трансмиссию трактора весьма возрастает, что увеличивает в конечном счете потребности в запасных частях и ремонтах деталей трансмиссии. В районах с холмистым и горным рельефом резко увеличивается скорость изнашивания деталей тормозных устройств и механизмов управления движением машины.

Система планово-предупредительных ремонтов только декларирует плановое проведение текущих ремонтов. На самом деле текущие ремонты производятся по потребности, т.е. в виде аварийных ремонтов, что приводит к существенному увеличению трудовых и денежных затрат и потерям рабочего времени. Для того, чтобы текущие ремонты производились действительно в плановом порядке необходимо создать методики расчета и прогнозирования ресурсных отказов нагруженных деталей в зависимости от условий эксплуатации и на физико-технической основе, т.е. с использованием всех многочисленных зависимостей (формул) сопричастных к физике отказа таких наук как сопротивление материалов, теория упругости, строительная механика, детали машин, механика разрушения, теория автомобиля, теория трактора и др. Анализ современной технической литературы

(монографии, учебных пособий и научных статей) неопровержимо доказывает стремительное взаимопроникновение теории надежности и, вышеуказанных дисциплин друг

L—--,-----------------———-———

в друга [1-44].

Общие принципиальные вопросы применения вероятностных методов к анализу надежности сооружений получили развитие в фундаментальных работах А.Р.Ржаницына [21] и В.В.Болотина [1, 10, 26, 38]. Так, в работе В.В.Болотина [10, с. 101] сказано: "Современная теория надежности - общетехническая наука. Она дает нам систему понятий и терминологию, которые одинаково приемлемы к системам любой природы. Многие вопросы, поставленные в общей теории надежности, для строительных конструкций, достаточно новы. К ним относятся, например, вопросы выборочного контроля, диагностика и профилактика отказов, теория ремонта и восстановления и др." В работе В.В.Болотина [26] утверждается, что главное направление для практического внедрения результатов строительной механики - совершенствование методов расчета и проектирования конструкций и сооружений, снижение их материалоемкости и стоимости при одновременном обеспечении надежности и долговечности. Теоретической основой этого направления служит раздел строительной механики - теория надежности конструкций.

Вопросы нормирования надежности конструкций с учетом оптимизации затрат на проектирование, производство и эксплуатацию, разработаны заведующим отделом прочности и надежности сооружений ЦНИИСКа им. Кучеренко, доктором технических наук, профессором В.Д.Райзером [44-46].

Методология расчетов строительных сооружений в стохастической постановке разработана доктором технических наук, профессором Ю.А.Павловым [47-51].Основы теории расчета и применения дорожных машин и машин инженерного вооружения отражены в работах доктора технических наук, профессора, генерал-майора A.B. Ольшанского [52-55].

Условия эксплуатации и нагружеииость элементов систем лесозаготовительных машин приведен в работах [56-65]. Математические основы метода статистического моделирования, применяемого в данной работе для решения задач надежности, изложены в монографиях [66-68], а различные методы оптимизации [69].

Из анализа вышеуказанных работ можно сделать вывод, что проблема надежности и повышения эффективности использования машин является актуальной и пока нерешенной. Одним из путей решения этой проблемы является разработка на физико-технических основах комплекта расчетных методик и прикладных программ, позволяющих добиться уточнения и уменьшения потребностей в запасных частях, ремонтах и технических обслуживании на стадиях проектирования и эксплуатации машины. Ряд этих вопросов отражены в работах автора [70-143].

В связи с актуальностью проблемы надежности и ресурса машины и конструкций журнал РАН "Машиноведение" преобразован в 1990 году в журнал "Проблемы машиностроения и надежности машин", где опубликованы основные работы автора и защищен приоритет их идей, поскольку издательством Аллертон Пресс (США) он переводится на английский язык и распространяется во многих странах мира. Создан Межотраслевой научно-технический комплекс "Надежность машин".

Целью работы является прогнозирование, повышение и обеспечение надежности и ресурса машин, за счет уточнения и минимизации потребностей в запасных частях и ремонтах на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации, сокращение аварийных отказов машин путем введения плановых оптимальных стратегий профилактики, обеспечивающих снижение затрат на техническое обслуживание и ремонты, уменьшение потерь рабочего времени, повышение производительности и экологической безопасности.

В представленной работе автор защищает: — методику расчета и прогнозирования ожидаемых нагрузочных режимов деталей и

узлов машин, с учетом вероятностных характеристик природных условий основных

лесопромышленных районов в России, заключающуюся в определении частных и обобщенных плотностей распределения сил сопротивления движения машины;

— разработанные математические модели скоростей изнашивания элементов двигателя и ходовой системы тракторов по совокупности типичных и наиболее интенсивных режимов нагружения и их удельных весов (вероятностей);

— алгоритм расчета динамической нагруженности элементов ходовой части и трансмиссии автолесовоза в виде колебательной схемы, описываемой системой дифференциальных уравнений и учетом статистических характеристик микропрофиля дорог;

— численный алгоритм метода компьютерного статистического моделирования (Монте-Карло) для определения плотностей распределения обобщенных ресурсов элементов по детерминированной формуле теории линейного суммирования повреждений, как функции нескольких случайных аргументов: ресурсов на выделенных типичных режимах нагружения;

— алгоритм определения показателей надежности элементов (функция распределения наработки на отказ, интенсивность отказов, вероятность безотказной работы) и функций восстановления по смоделированным на ПЭВМ плотностям распределения обобщенного ресурса;

— методику расчета и прогнозирования требуемого числа запасных частей и дифференцированных по природным условиям эксплуатации районов норм их расхода;

— предложения и рекомендации по оптимальному обоснованию номенклатуры запасных частей, обменных и оборотных агрегатов на складах различного уровня(леспромхоз, район, область) в зависимости от интенсивности потока отказов и интенсивности спроса группы обслуживающих машин;

— метод прогнозирования сроков и объемов текущих ремонтов машин на стадии проектирования для случая когда отказ элемента не вызывает значительных экономических затрат, и когда отказ связан с безопасностью эксплуатации конструкции;

— обоснование оптимальной периодичности технического обслуживания машин по аналитическим выражениям, полученных на основе теории управления полумарковскими случайными процессами и алгоритм расчета методом динамического программирования оптимального периода замены парка машин смешанного возрастного состава, выработавших свой ресурс;

— метод расчета на стадии проектирования оптимальных значений вероятностей безотказной работы узлов машин, образующих последовательно соединенные подсистемы, по критерию минимума затрат на изготовление ;

— методологию вероятностного проектирования элементов, заключающуюся в переходе от детерминированного расчета элементов по условиям прочности и жесткости к вероятностному, с учетом нормативных показателей надежности, когда модели эксплуатационных напряжений представлены случайными величинами и случайными функциями(процессами);

— численный метод (Монте-Карло) нахождения показателя статической модели надежности - вероятности неразрушения элемента при дискретных и непрерывных комбинированных случайных нагружениях;

— упрощенный способ расчета периодичности профилактики основных узлов машины, основанный на обобщенном представлении режимов нагружения и изнашивания (легкий, средний, тяжелый и весьма тяжелый).

Аннотация. Работа базируется на разработанном автором методологическом подходе решения ряда взаимосвязанных задач по прогнозированию, повышению и обеспечению надежности и ресурса машин, оптимальному управлению процессом их эксплуатации на всех стадиях их жизненного цикла, с учетом местных природных условий. Основными особенностями работы являются:

— разработанные методики, рекомендации, алгоритмы и программы применимы как к существующим, так и вновь проектируемым конструкциям машин;

— прогнозирование ресурса и показателей надежности основано не на сборе эмпирических данных об отказах а на детерминированных уравнениях, описывающих ресурс в зависимости от физического механизма появления отказа с последующим применением метода статистического моделирования (Монте-Карло)

Оптимальное управление надежностью и процессом эксплуатации машины достигается за счет разработки уточненных нормативов расхода запасных частей и объемов профилактики, с учетом местных природных условий.

В первом разделе выполнен краткий анализ состояния проблемы надежности и технической эксплуатации машин. Важное место в этой проблеме занимают вопросы научного обоснования оптимальных потребностей в запасных частях, техническом обслуживании и ремонтах. Эти вопросы в настоящее время решаются на стадии эксплуатации машин, т.е. после многолетнего сбора статистических данных об отказах, при весьма ограниченном охвате природных условий. В таком положении, при малых размерах выборок, весьма трудно получить вероятностные законы распределения наработки деталей и элементов на отказ. Вто же время имеется обширная техническая литература по расчету ресурса деталей машин, работы по нагруженности узлов машин, литература по расчету усилий в деталях машин и т.д. Все это представляет собой физико-механические основы для расчета главного исходного материала (оптимальных решений задач надежности)-вероятностных законов распределения ресурсов деталей и элементов на стадии проектирования. Кроме того, для кардинального повышения точности расчетов необходимо наиболее подробно учитывать влияние природных условий на надежность и ресурс деталей машин. Такой подход представляет собой возможность получения множества вариантов расчетного определения нормативов указанных потребностей в зависимости от уровня представления природных условий: район, область, Север, Центр, Урал, Сибирь, Дальний Восток. Все это тем более необходимо, что в условиях рыночной экономики возрастают требования к экономии затрат в сфере эксплуатации машин и оборудования.

Во втором разделе рассмотрены природные условия эксплуатации машин: характеристики леса, грунтов, климата и рельефа, основных лесопромышленных районов России. Количественный учет этих характеристик осуществлен в виде вероятности работы летом и зимой и законов распределения коэффициентов сопротивления движению, и качению при работе машин на определенных типах грунтов и т.д. В общем виде выбор характеристик природных условий зависит от типа машины и конкретного уравнения силы сопротивления движению. Приведены данные влияния природных условий на надежность и

ресурс элементов ходовой части двигателя, трансмиссии и технологического оборудования машин. Решение этих задач занимает в данной работе основное значение.

В третьем разделе сформулированы общие принципы расчета и прогнозирования нагрузочных режимов узлов, с учетом вероятностных характеристик природных условий. Для трансмиссий трелевочного трактора и автолесовоза за основу принято детерминированное выражение тягового усилия, в котором выделены нормально распределенные случайные аргументы- коэффициенты сопротивления качению и от уклона местности. При этом условии найден частный закон распределения тягового усилия как функции вышеуказанных случайных аргументов. На основании принципа суперпозиции получены обобщенный закон распределения тягового усилия по совокупности режимов работы (грузовых, холостых ходов, маневров и их относительного времени). Аналогично для сучкорезной машины найден частный закон распределения усилия срезания сучьев, как нелинейной функции одного случайного аргумента- диаметра сучка отдельной породы дерева. Затем определен обобщенный закон распределения усилия срезания сучьев, с учетом удельных весов пород деревьев в формуле лесонасаждений.

Полученные обобщенные распределения превращены в гистограммы, по которым найдены вероятности типичных режимов (для транспортных машин- относительное время работы на передачах, для сучкорезных машин- вероятности легкого, среднего и тяжелого режимов нагружения). Результаты обработки гистограмм сведены в таблицы по различным районам лесоразработок. Найденные характеристики режимов нагружения количественно характеризуют условия эксплуатации и вносят различия в интенсивность накопления усталостных напряжений, ресурс и показатели надежности элементов машин.

Разработаны математические модели скоростей изнашивания деталей двигателей транспортных машин, с учетом типичных режимов работы: запуска летом и зимой, неустановившаяся работа двигателя при разгонах, переключениях передач, торможениях, установившихся режимах работы летом и зимой, а также режимы работы на запыленном и

незапыленном воздухе. Вероятности указанных режимов установлены по анализу дорожной сети или местности. Разработана также математическая модель для расчета обобщенных законов скоростей изнашивания деталей ходовой части трелевочного трактора, с учетом наиболее типичных и интенсивных режимов изнашивания, в зависимости от природных условий (распределение грунтов с разным процентным содержанием абразива).

Динамическая составляющая нагруженности ходовой части и трансмиссии лесовозного автомобиля, работающего в составе автопоездов рассчитана с применением математических аппаратов теории случайных колебаний и статистической динамики.

В четвертом разделе за основу принята формула теории линейного суммирования повреждений для расчета обобщенного ресурса, как функция ресурсов на частных режимах работы и их удельных весов. В этой формуле удельные веса режимов приняты величинами постоянными, а ресурсы на частных режимах-величины случайные, имеющие распределения Вейбулла и логнормальное. При этих условиях поставлена задача найти плотность вероятности обобщенного ресурса элемента, как функции нескольких случайных аргументов. Случай не поддается аналитическому исследованию, поэтому решение задачи выполнено численным методом (Монте-Карло), реализация которого возможна только на ПЭВМ. Для этого в начале получены моделирующие формулы возможных значений аргументов (частных ресурсов), и затем подставлены в исходную формулу, по которой сгенерирована выборка большого размера, которая затем подвергалась статистической обработке, с целью получения теоретического распределения обобщенного ресурса деталей или элементов. За меру расхождения смоделированного и теоретического распределений принят критерий согласия хи-квадрат. По значеию хи-квадрат и числу степеней свободы наибольшая вероятность согласия получена для распределения смоделированных данных по законам Вейбула и логнормальному. По полученным моделированием плотностям распределения обобщенного ресурса определены показатели надежности деталей: функция распределения наработки на отказ, интенсивность отказов и вероятность безотказной

работы. Результаты моделирования ресурса и показателей надежности деталей различных систем (двигателя трансмиссии, ходовой части, технологического оборудования) представлены в виде таблиц и графиков, полученных на ПЭВМ для различных районов лесоразработок. Из-за различия удельных весов нагрузочных режимов получены разные числовые характеристики ресурса и показатели надежности одноименных деталей для конкретных районов лесоразработок.

В пятом разделе сформулированы основные научные принципы обоснования потребностей машин в запасных частях. При этом детали разделены на две группы с ресурсными и нересурсными (внезапными) отказами. Получена формула для определения допустимой вероятности отказа по экономическому критерию, зависящая от соотношения затрат на плановую и аварийную замены деталей. При равенстве указанных затрат допустимая вероятность отказа равна 0,5, что соответствует расчету числа запасных частей и ремонту по потребности. При малых значениях допустимой вероятности отказа (высокоответственные системы) потребность в запасных частях предложено определять с учетом назначенного ресурса, а ремонты (замены) - осуществлять в плановом порядке. Для расчета оптимального значения назначенного ресурса для различных законов предложены формулы, в зависимости от величины допустимой вероятности отказа.

Для деталей с ресурсными отказами разработан алгоритм расчета числа запасных частей по формулам теории восстановления (ведущим функциям), позволившим найти математическое ожидание числа замен деталей на установленный момент времени эксплуатации. Здесь исходным материалом явились полученные моделированием функции распределения обобщенного ресурса и его числовые характеристики, математические ожидания и дисперсии. На основании данных расчетов ведущих функций разработаны годовые, дифференцированные по природным условиям районов, нормы расхода запасных частей. Такой подход позволил уменьшить потребность в запасных частях по сравнению с существующими едиными нормами их расхода, за счет повышения точности их расчета.

Прогнозирование потребности в запасных частях для деталей с нересурсными (внезапными) отказами выполнено на основании законов распределения Пуассона и биноминального. Рассчитана таблица сравнительного анализа различных методов определения потребности в запасных частях, а вероятность их достаточности находилась по коэффициенту готовности.

На основании теории управления запасами и применения метода динамического программирования, определена номенклатура запасных частей для складов различного уровня (леспромхоз, район, область).

Для внедрения агрегатного метода ремонта машин методами теории массового обслуживания рассчитаны таблицы выбора оптимального количества обменных агрегатов, по приведенной плотности потока заявок.

В шестом разделе приведено научное обоснование текущих ремонтов и технического обслуживания машин. Предложено на стадии проектирования разделить все детали машин на две принципиально различные по виду ремонта группы. К первой группе отнесены детали, ремонт (замена) которых выполняется по потребностям. Отказ этих деталей не вызывает значительных экономических затрат, по сравнению с профилактической заменой или катастрофической ситуацией.

К другой группе отнесены детали, отказ которых связан с безопасностью работы или весьма большими экономическими затратами (поломка сопряженных деталей и т.д.). При этом использованы законы распределения ресурсов по результатам раздела 4. Конкретные сроки и объемы текущих ремонтов (замен) деталей первой группы (по потребностям) прогнозируются путем объединения деталей в подгруппы с близкими математическими ожиданиями ресурсов, деталей второй группы-путем объединения деталей в подгруппы с близкими значениями назначенных ресурсов. Ремонты (замены) первой группы не

планируются и выполняются по потребности. Однако по результатам расчетов и прогнозирования, достигается совмещение ремонтов (замен) деталей с близкими значениями математических ожиданий, тем самым осуществляется сокращение потребностей в текущих ремонтах.

В этом же разделе представлено научное обоснование потребностей машин в техническом обслуживании и капитальном ремонте. Значение оптимальной периодичности технического обслуживания предложено производить по аналитическим выражениям, полученным на основе теории управления полумарковскими случайными процессами. За критерий оптимизации принят минимум суммарных денежных затрат на проведение плановых и аварийных технических обслуживаний. В стоимость плановых технических обслуживаний включены затраты на диагностическое оборудование, а в стоимость аварийных технических обслуживаний-дополнительные потери от простоя машин. Расчет потребностей в капитальных ремонтах предложено производить на основе оптимальной стратегии управления процессом эксплуатации парка машин смешанного возрастного состава. Оптимальные стратегии определяются предварительно с помощью метода динамического программирования.

В седьмом разделе разработаны математические модели для расчета надежности машины, ее узлов и деталей на стадии проектирования, с учетом минимизации затрат на производство и эксплуатацию, снижения потребностей в запасных частях и ремонтах. В рамках поставленной задачи решены следующие вопросы.

Получена формула для выбора оптимального значения вероятности безотказной работы (ВБР) в начальный период эксплуатации машины.

Рассмотрена расчетная схема конструкции вновь проектируемого трактора как системы, состоящей из последовательно соединенных следующих подсистем: ходовая часть,

несущая часть, технологическое оборудование, двигатель, гидросистема, трансмиссия. Методом динамического программирования для этих подсистем найдены оптимальные значения ВБР, которые минимизируют затраты на производство и эксплуатацию и обеспечивают требуемые нормативные значения ВБР всей системы (трактора).

Для отдельного элемента получена формула для расчета нормативного показателя надежности-требуемой ВБР, зависящей от соотношения затрат на плановую и аварийную замену элемента. Расчитана таблица для выбора требуемого значения ВБР в зависимости от назначения детали и последствий ее отказа.

Методом Монте-Карло найдены математическое ожидание и дисперсия коэффициента запаса, как функция отношения двух случайных величин: предельного и действующего напряжений, которые подчинены распределению Вейбулла. Получена формула, показывающая соотношение между требуемым значением ВБР, математическим ожиданием коэффициента запаса и коэффициентами вариации действующих и предельных напряжений.

Разработан численный алгоритм метода Монте-Карло для определения показателя статической модели надежности элемента (вероятности неразрушения), при дискретных и комбинированных случайных нагрузках (совместное растяжение и изгиб с кручением). Исходные случайные переменные подчинены различным вероятностным распределениям. Искомое решение получено обработкой смоделированных гистограмм функций прочности, как разности двух независимых случайных величин предельного и эквивалентного напряжений.

Приведено решение задачи ресурсного проектирования в вероятностном аспекте. Для этого из уравнения кривой усталости при кручении получено выражение для диаметра элемента, как функции девяти различно распределенных случайных аргументов. При этом

условии методом имитационного статистического эксперимента найдены: выборочные математическое ожидание и дисперсия диаметра, их доверительные интервалы, с учетом назначенного ресурса. Найденные характеристики стабилизируются при объеме смоделированной выборке 100000 возможных значений диаметра.

В рамках случайных нормально распределенных величин, получены алгебраические уравнения для определения математического ожидания диаметра элемента по требуемому значению показателя надежности-вероятности неразрушения при циклическом кручении, одноосном растяжении-сжатии (смешанные режимы работы) , переменном изгибе с кручением (по условию прочности) и кручении по условию жесткости. При найденом математическом ожидании диаметра исследована чувствительность надежности элемента к рассеиванию характеристик прочности, нагрузок и размеров.

Реализован алгоритм компьютерного статистического моделирования нагруженности элементов трансмиссии и ходовой части машин (валы, полуоси, торсионы, катки и др.), в сечениях которых возникает крутящий момент в виде стационарного нормального случайного процесса. Это позволило исключить затраты времени и средств на проведение длительных натурных испытаний по записям осциллограмм. Алгоритм задан рекуррентным соотношением, базирующимся на генерировании последовательностей равномерно распределенных и нормированных нормальных случайных чисел. В результате обработки смоделированных данных получены статистические параметры крутящего момента (случайного процесса): математическое ожидание и дисперсия. По разработанной программе численно (методом наименьших квадратов) получены коэффициенты аппроксимации корреляционной функции, по которым вычислены характеристики частотного состава процесса: средние частоты по нулям, по экстремумам и точкам перегиба, параметр сложности структуры процесса и выражение для спектральной плотности. Данные использованы для расчета прочности, при нагрузках в виде случайных функций.

Разработан алгоритм расчета элементов требуемой надежности по совокупности режимов работы при кручении, когда крутящий момент на каждом режиме представлен в виде случайной функции (процесса). В качестве исходной информации принята формула смешанного закона распределения амплитуд момента и выражения для вероятности отказа, полученное на основе теории выбросов случайных процессов. На основании этих выражений в первом случае, получена модель для определения математического ожидания диаметра элемента когда крутящий момент на каждом режиме симметричный нормальный случайный процесс, а механизм отказа обусловлен внезапным превышением несущей способности. Во втором случае получена модель для математического ожидания диаметра, когда крутящий момент на каждом режиме-асимметричный случайный процесс, предел выносливости подчиняется распределению Вейбулла, а разрушение происходит вследствие постепенного накопления усталостных повреждений. В полученных моделях коэффициенты корреляционных функций найдены статистическим моделированием, удельные веса режимов-по алгоритму раздела 3, а допустимая вероятность отказа (с учетом назначенного ресурса) выбрана в зависимости от соотношения затрат на плановую или аварийную замену поврежденного элемента.

В восьмом разделе преложен упрощенный способ определения потребности в техническом обслуживании и текущих ремонтах машин, который основан на обобщенном представлении режимов нагружения или изнашивания узлов (легкий, средний, тяжелый, весьма тяжелый). При этом ресурсы узлов машины при работе на указанных режимах, обоснованы с учетом статистических данных для среднего режима и корректировкой ресурсов для остальных режимов. В результате получены таблицы для практического использования при назначении периодичности технического и текущих ремонтов для основных узлов трактора: двигателя, трансмиссии, ходовой части, гидросистемы. Таблицы являются дополнением к технической характеристике машины.

В девятом разделе показана адекватность математических моделей опытным данным и приведена оценка точности результатов прогнозирования. Адекватность моделей обеспечена тем, что все расчеты имеют физико-механическую основу, т.к. используются известные уравнения (например, силы сопротивления движению транспортных машин, усилие срезания сучьев сучкорезных машин) и детерминированные формулы для определения ресурсов элементов зависимости от физического механизма появления отказа (по прочности , росту трещин усталости, старению, трению и износу) из курсДмеханики деформируемого твердого тела.

Повышенная точность расчетов и прогнозирования обеспечена тем, что учитываются местные условия эксплуатации машин. Математические ожидания смоделированных ресурсов элементов имеют незначительное отклонение от статистических данных, полученных в определенных районах. Сопоставление проводилось для тех районов, в которых были получены оценки интенсивности отказов, плотности распределения наработки до отказа и вероятности безотказной работы по эмпирическим данным выборок определенного объема.

Заключение диссертации по теме «Строительная механика», Кучерявый, Василий Иванович

выводы и рекомендации

1. Проблема повышения эффективности использования техники включает в себя развитие теории технической эксплуатации машин, и в частности научное обоснование потребностей в ТО, ТР, 34, КР, ОА. В течении многих лет, несмотря на смену поколений техники, проблемы повышения эффективности ее использования остается нерешенной. Машины простаивают в ремонте и ожидании запасных частей до 30% рабочего времени. Реализация этого значительного резерва времени равносильна соответствующему повышению производительности.

2. Комплект последовательных методик и программ, разработанный в данной работе, позволяет управлять потребностями в ТО, ТР, 34, КР, ОА как на стадии эксплуатации машин путем уточнения нормативов с учетом местных природных условий, так и на стадии проектирования за счет корректирующего расчета готовой конструкции на надежность с целью уменьшения указанных потребностей.

3. Весьма существенные различия в природных условиях лесопромышленных областей (характеристика леса, климата, рельефа, грунтов) являются объективными причинами разницы в рабочих режимах нагружения и изнашивания деталей машин. В свою очередь, различия в режимах являются объективными причинами разницы в потребностях в ТО, ТР, 34, КР, ОА. Таким образом, эффективными могут быть только дифференцированные по природным условиям нормы потребности в ТО, ТР, 34, КР, ОА.

4. Количественный учет природных условий эксплуатации машин выполнен в виде вероятностных характеристик: вероятностей работы машин летом и зимой, законов распределения уклонов местности, типов грунтов, массы деревьев и т.д. Конкретный выбор законов распределения определяется случайными параметрами, входящими в уравнение сопротивления движению машины.

5. Прогнозирование нагрузочных режимов трансмиссии тракторов включает в себя теоретический расчет обобщенного закона распределения средних значений силы сопротивления движению машины в виде гистограмм в соответствии с передачами и расчет амплитудной (динамической) составляющей нагрузки для каждой передачи. Каждый столбец гистограммы представляет собой режим с полным набором характеристик: вероятность режима, средние значения нагрузки и скорости, амплитудное значение, коэффициент асимметрии цикла и коэффициент динамичности, число циклов нагружения и ожидаемое значение наработки в соответствии с вероятностью режима, предельные значения числа циклов и наработки при работе только на данном режиме. Наибольшая нагружен-ность трансмиссии крутящим моментом получена в условиях равнинного рельефа при наличии грунтов со слабой несущей способностью (Архангельская, Вологодская, Калужская, Томская, Тюменская области), наименьшая нагруженность - в горных районах (Иркутская, Читинская области). Так вероятности использования передач трактора ТДТ-55А в условиях Архангельской области равны: I - 0,15; II -0,36; Ш - 0,35; IV -0,12; V - 0,015; в условиях Мурманской области: I - 0,02; II -0,20; Ш - 0,55; IV -0,17; V -0,030. Вероятности использования передач трактора ТТ-4М в условиях Пермской области: I - 0,02; П -0,05; III - 0,15; IV - 0,28; V - 0,30; VI - 0,16; VII - 0,03; VIII- 0,008. В условиях Иркутской области: I - 0,02; II -0,03; III - 0,08; IV - 0,22; V -0,35; VI - 0,24; VII - 0,05; VIII -0,007. Наибольшая динамическая нагруженность трансмиссии трелевочных тракторов, как показали расчеты, обусловлена неравномерностью движения машин с гусеничным движителем. Так динамическая составляющая тягового усилия на звездочке трактора ТТ-4М составляет в кН на передаче: I - 5,8; II - 7,8; Ш - 13; IV - 18; V - 24; VI - 23; VII - 23; VIII - 26. (Передачи VI, VII, VIII - рассчитаны на холостой ход).

6. Прогнозирование нагрузочных режимов трансмиссии лесовозных автомобилей также включает в себя расчет обобщенного закона распределения средних значений силы сопротивления движению машины на основе анализа дорожной сети области или района. При нахождении вероятностного решения уравнения тягового баланса использован способ суммирования условных законов распределения при фиксированных значениях полезной нагрузки автопоезда. Законы распределения динамической составляющей крутящего момента на ведущих колесах определены с помощью математического аппарата статистической динамики и уравнений вертикальных колебаний масс автопоезда. Математические ожидания и средние квадратические отклонения динамического момента сопротивления движению автомобиля МАЗ-509 (работающего в составе автопоезда МАЗ-509 +2315Т) получены по дисперсиям расчетных спектральных плоскостей: асфальт т = 0,45кН.м;Ь = 0,15кН.м; булыжник т = 0,06кНм;& = 0,02кН.м; гравий т = 1,2кН.м;Ь = 0,04кН.м; грунт т = 1,8кН.м;8 = 0,6кН.м. Параметры обобщенных законов распределения динамического момента сопротивления движению по совокупности дорог: Ленинградская область т = 1,25кН.м,Ь = 0,04кН.м; Новгородская область т = 1,52кН.м,8 = 0,5кН.м; Нижегородская область т-1,82кН.м,8 = 0,6кН.м; Архангельская область т = 2,1 кН.м; 5 = 0,7кН.м.

7. Прогнозирование режимов изнашивание деталей ходовой части трелевочных тракторов выполнено на основе предварительного рассчитанного обобщенного закона распределения скоростей изнашивания. Частные законы включают в себя распределения скоростей изнашивания при работе в летних условиях на грунтах с различной изнашивающей способностью и при работе в зимних условиях с различной температурой окружающего воздуха. Наибольшая скорость изнашивания ходовой части трелевочных тракторов определена расчетом для условий Мурманской области, где преобладают песчаные грунты и низкие температуры зимой. Так для звеньев гусеницы

Ж = 3,5 мкм/час,Т = 2000моточасов.

8. Прогнозирование режимов изнашивания деталей двигателей машин основано на обобщенном законе распределения скоростей изнашивания. Частные законы включают в себя распределения скоростей изнашивания летом и зимой при работе двигателя на установившихся и неустановившихся режимах, а также на режимах запуска двигателя. Минимальные скорости изнашивания деталей двигателей ЯМЗ-2Э6 равны: внутренний диаметр гильзы цилиндра - 0,030 мкм/ч; диаметр юбки поршня 0,067 мкм/ч; диаметр коренной шейки коленчатого вала 0,002 мкм/ч; диаметр шатунной шейки коленчатого вала 0,002 мкм/ч.

9. Сравнение результатов компьютерного статистического моделирования нагруженно-сти трансмиссии трелевочных тракторов с результатами экспериментальных исследований проф.Анисимова Г.М. показала высокую степень сходимости плотностей распределения крутящего момента на карданном валу трактора ТДТ-55А для природных условий республики Карелия. Разность математических ожиданий составила 5% , средних квад-ратических отклонений 3%. Сравнение результатов теоретических исследований по прогнозированию нагруженности трансмиссии лесовозного автомобиля МАЗ-509А с результатами экспериментальных исследований показало весьма высокую степень сходимости плотностей распределения крутящего момента на полуосях автомобиля для природных условий Кингисеппского района Ленинградской области. Разность математических ожиданий составила 4% , средних квадратических отклонений 7 %.

10. Исходным материалом для расчета законов распределения ресурсов деталей машин являются гистограммы нагрузок и гистограммы скоростей изнашивания. Основные характеристики каждого режима, а именно вероятность режима и ресурс детали на режиме, использованы в основной детерминированной формуле линейной теории суммирования повреждений. Переход от режимов нагружения и изнашивания к расчету законов распределения ресурсов деталей произведен путем вероятностного решения основной детерминированной формулы линейной теории суммирования повреждений.

11. Основным преимуществом предложенного способа расчета законов распределения ресурсов деталей является независимость от вида исходного закона распределения нагрузок или скоростей изнашивания, так как расчет производится по разрядам гистограмм, численным способом (методом Монте-Карло). Другим преимуществом данного способа является его универсальностью (единообразие " расчетов) и отсутствие математических трудностей, неизбежных при аналитических частных решениях.

12. Результаты расчетов показали совпадение математического ожидания ресурсов деталей машин в средних условиях с существующими в настоящее время нормами расхода запасных частей. В тоже время расчеты показали существующую разницу в математических ожиданиях для конкретных лесопромышленных районов. Так математические ожидания ресурса шестерни главной передачи трелевочного трактора ТДТ-55А равны: 4586 моточасов для Вологодской области, 6050 для республики Карелия, 7784 моточасов для Мурманской области. Таким образом для Мурманской области ресурс шестерни в 1,7 раз больше чем в условиях Вологодской области. Однако облегченные условия для трансмиссии трелевочных тракторов в условиях Мурманской области сочетаются с весьма тяжелыми условиями по износу ходовой части трактора при работе в условиях той же Мурманской области (песчаные почвы, холодный климат). Так расчетные ресурсы деталей ходовой части трактора ТДТ-55А в условиях Мурманской области в 1,5 раза меньше, чем в условиях Вологодской области.

13. Сформулированы основные принципы научного обоснования потребностей в запасных частях:

- принцип разделения деталей на детали с ресурсными и нересурсными отказами;

- принцип расчета законов распределения ресурсов деталей на физико-технических основах (известных уравнениях);

- принцип дифференцирования потребностей в запчастях по природным условиям леспромхоза, района, области;

- принцип сквозного расчета от режимов нагружения (изнашивания) деталей до ведущих функций потока ресурсных отказов;

- принцип равной интенсивности спроса группы работающих машин при определении номенклатуры запасных частей складов различного уровня.

14.Предложен универсальный способ расчета ведущих функций потока отказов независимо от вида исходных законов распределения ресурса детали. Способ основан на сквозном расчете, начиная с исходных гистограмм нагрузок или скоростей изнашивания и кончая ведущими функциями потока отказов. Универсальность способа заключается в отсутствии необходимости аппроксимации исходных гистограмм аналитическими выражениями. В основе способа вероятностное решение уравнения линейной теории суммирования повреждений и прямая связь между режимами и теорией суммирования повреждений (износ, усталость).

15.Создана методика, алгоритм расчета и программа вычислений на ЭВМ. Получены ведущие функции потока ресурсных отказов деталей трансмиссии и ходовой части трелевочных тракторов и деталей двигателей лесовозных автомобилей, деталей сучкорезных машин для природных условий основных лесопромышленных районов территории России. Дифференцированные по природным условиям нормы потребности в запасных частях различаются в 2-5 раз для одного и того же наименования детали. При этом потребности в деталях, работающих на износ, различаются в 2 раза, а потребности в деталях, испытывающих контактные напряжения (подшипники качения, зубчатые колеса), различаются в 4-5 раз.

16.Сравнительный анализ различных методов расчета потребностей в запасных частях показал, что для ресурсных отказов наиболее приемлемым является расчет по ведущим функциям потока отказов, для нересурсных отказов - расчет по теории массового обслуживания с показательными распределениями наработки до отказа и времени работы.

17.Природные условия эксплуатации машин влияют на потребности в запасных частях следующим образом. Наибольшая потребность в деталях трансмиссии трелевочных тракторов имеет место в условиях равнинного рельефа при движении по корневым системам деревьев по рыхлым разжиженным грунтам со значительными динамическими нагрузками (Архангельская область, Республика Коми, Вологодская и Калужская области). Такие условия возникают в загущенных лесах с малой испаряемостью влаги. Меньше потребность в деталях трансмиссии в условиях холмистого и особенно горного рельефа из-за нагруженности при грузовых ходах (вниз). Наибольшая потребность в деталях тормозных устройств и сцепления в холмистых и особенно горных районах. Потребность в деталях ходовой части трелевочных тракторов существенно зависти от доли песчаных грунтов. Потребность в деталях поршневой группы двигателей зависит, главным образом, от относительного времени работы в зимних условиях.

18.Научное обоснование потребностей в запасных частях для деталей, связанных с безопасностью движения, заключается в нахождении оптимального значения назначенного ресурса по соотношению затрат на плановые и аварийные ремонты. Целевая функция составлена в вероятностном виде на основе теории полумарковских случайных процессов. Общее решение целевой функции выполнено путем интегрирования по аналогии со способом, применяемым в теории управления запасами. Это решение проще и эффективнее динамического программирования. На основе общего решения получены формулы для нахождения оптимальных значений назначаемого ресурса для исходных законов распределения ресурса детали: нормального, Реллея, Вейбулла, показательного.

19.При определении номенклатуры запасных частей складов различного уровня (в леспромхозе, районе, области) необходимо соблюдать принцип равной интенсивности спроса группы работающих машин (например для леспромхозов - 20 однотипных машин, для района - 50, области - 100 машин). В принципе, чем меньше математическое ожидание отказа детали, тем ближе к леспромхозу должна располагаться эта деталь. Объемы и периоды поставок пропорциональны спросу и транспортным расходам, играющим весьма существенную роль в лесной промышленности из-за удаленности леспромхозов от промышленных центров.

20.Расчет потребного оптимального количества оборотных и обменных агрегатов производится на основе теории массового обслуживания с неограниченным временем ожидания выполнения заявки по критерию минимальной очереди (1 или 2 агрегата). Рассчитана таблица выбора потребного числа агрегатов по приведенной плотности потока заявок.

21.Основным математическим аппаратом при научном обосновании потребностей в периодичности технического обслуживания элементов машин является теория управления полумарковскими случайными прессами. Марковские цепи органически связаны с квантованием времени и динамическим программированием, которое далеко не всегда является наилучшим способом решения задач из-за громоздкости аппарата и отсутствия технико-экономических руководящих идей, т.к. представляет собой по существу алгоритмический перебор вариантов.

22.В качестве критерия расчета оптимального периода проведения технического обслуживания элементов машин применяют условные достижения максимума рабочего времени или минимума суммарных затрат на ремонты в единицу времени. Наиболее эффективным критерием очевидно является минимум суммарных затрат на проведение профилактических и аварийных ремонтов, т.к. главная задача техобслуживания состоит в предотвращении таких аварийных ремонтов, которые влекут за собой значительные экономические потери или катастрофу. В тоже время понятия профилактического и аварийного ремонтов являются противоположным (чем больше одних, тем меньше других) и, следовательно, органически предопределяют существование минимум затрат при их совместном учете.

23.В данной работе предложен простой аналитический способ расчета периода профилактики элементов по критерию минимума суммарных затрат на ремонты с учетом исходных матриц теории управления полумарковскими случайными процессами. Целевая функция по достижению минимума затрат представлена в вероятностном виде по аналогии с задачами в теории управления запасами. Условие оптимальности получено в виде равенства двух произведений: одно - это произведение весьма малой вероятности на значительную стоимость аварийного ремонта, другое - это произведение весьма большой вероятности профилактического ремонта на незначительную его стоимость. Аналитические решения по определению оптимального периода профилактики получены для следующих исходных законов распределения времени безотказной работы элементов: показательного, нормального, Релея, Вейбул-ла. Все исходные данные по затратам учитываются в виде отношения затрат на плановые и аварийные ремонты, что существенно упрощает технико-экономические расчеты. При равенстве затрат на плановые и аварийные ремонты вероятность отказа равна вероятности безотказной работы, т.е. имеет значение 0,5. В этих случаях техническое обслуживание может производиться по потребности, т.е. при возникновении отказа в работе. Допустимая вероятность отказа и, следовательно, оптимальный период профилактики начинают весьма существенно уменьшаться при возрастании отношения затрат на аварийные и плановые ремонты. Таким образом техническое обслуживание элемента следует производить по принципу: чем дороже аварийный ремонт по сравнению с плановым, тем меньше должно быть значение оптимального периода профилактики. Предложенный способ расчета несоизмеримо проще динамического программирования и, в тоже время, является высокоэффективным, т.к. позволяет легко и быстро получить множество результатов.

24.Научное обоснование потребностей в текущих ремонтах машин включает в себя прогнозирование сроков и объемов ожидаемых (в будущем процессе эксплуатации машины) ремонтов на основе полученных заранее законов распределения ресурсов деталей, оптимальных значений назначенных ресурсов для деталей, связанных с безопасностью работы, оптимальных периодов проведения техобслуживания. Планирование раздельных или совмещенных ремонтов деталей с близкими значениями математических ожиданий наработки на отказ или с примерно одинаковыми значениями оптимальных назначенных ресурсов и периодов техобслуживания производится по критерию минимума суммарных затрат. При совмещенном ремонте одна или несколько деталей заменяются досрочно и, следовательно, необходимо учитывать дополнительную потребность в запасных частях. В тоже время общее количество ремонтов при наличии совмещенных замен уменьшается. Момент ремонта определяется отказом детали или ближайшим значением назначенного ресурса какой-либо детали. Объем ремонта определяется возможностью досрочной замены других деталей

25.Научное обоснование потребностей в капитальных ремонтах целесообразно производить совместно с обоснованием потребностей в новых машинах для парка. Это актуально в условиях рыночной экономики, т.к. в этом случае задача о капремонте становится не технической, а экономической задачей. Например, можно продать машину, отработавшую всего один год и купить новую. При нахождении оптимальной стратегии управлении процессом эксплуатации парка машин целесообразно применить три управляющих воздействия: продолжить эксплуатацию машины (Э), отдать машину в капитальный ремонт (К), списать или продать машину и купить новую (Н). Алгоритмированный перебор вариантов осуществляется с помощью динамического программирования. Стратегия управления процессом эксплуатации парка машин зависит от возрастного состава парка и степени тяжести условий эксплуатации. Чем тяжелее условия эксплуатации, тем быстрее изнашиваются машины и больше потребность в капремонтах.

26.Оптимизация надежности машины, ее узлов и деталей на стадии проектирования открывает возможность эффективного управления надежностью, обеспечивает путь кардинального снижения потребностей в запчастях, ремонтах и техническом обслуживании. Обобщающим моментом при решении указанных задач является установление аналитических взаимосвязей между определенными разделами теории надежности, экономики и технической эксплуатации машин.

27.Оптимизация значения вероятности безотказной работы (ВБР) машины производится по критерию минимума суммарных затрат в сферах изготовления и эксплуатации с применением политропных функций. Расчеты показали, что для технологических машин, работа которых не связана с возможностью тяжелых катастроф, экономически целесообразно принять значение ВБР в пределах 0,8 - 0,9.

28.Оптимизация значений ВБР для узлов машины выполнена в виде решения задачи о наиболее экономичном распределении денежных средств при повышении ВБР узлов с учетом общего значения ВБР для машины в целом. Сепарабельная критериальная функция представлена в виде суммы функций затрат одной переменной, а именно ВБР. Оптимизация значений ВБР для шести узлов трактора ТДТ-55А привела к следующим рекомендациям. В экономическом плане выгодно повысить надежность ходовой части от достигнутого уровня 0,81 до 0,97; несущей части трактора от 0,6 до 0,98; технологического оборудования от 0,9 до 0,97; двигателя от 0,92 до 0,95; гидросистемы от 0,94 до 0,95; трансмиссии от 0,96 до 0,97. Произведение оптимальных значений ВБР равно 0,807.

29.Предложен способ расчета требуемых значений вероятностей безотказной работы деталей машин на стадии проектирования. Способ представляет собой оптимизацию значений ВБР по критерию минимума суммарных затрат на выполнение плановых и аварийных ремонтов (замен) деталей машин. Получена формула для расчета требуемой ВБР детали в зависимости от отношения затрат на плановую и аварийную замену детали. Значение требуемых ВБР находятся в пределах 0,5 - 0,99999. При равенстве затрат на плановую и аварийную замену допустимая вероятность отказа равна требуемой ВБР и равна 0,5. Если аварийный ремонт связан с большими экономическими потерями или значительной аварией, то требуемая ВБР стремится к единице. Это означает, что начало кривой плотности распределения ресурса данной детали должно равняться, по крайней мере, общей наработке двух последовательных капитальных ремонтов машин. В соответствии с этим условием выбирается сечение детали при проектировании.

30.Проектирование деталей машин уже в настоящее время и в перспективе следует выполнять по требуемым значениям ВБР. Это позволят и весьма эффективно управлять надежностью на стадии проектирования. При этом учитывается взаимосвязь между надежностью, экономикой и технической эксплуатации машины. Последовательность расчета заключается в определении требуемой ВБР, нахождении соответствующего значения вероятности отказа относительно наработки, равной одному или двум последовательным капитальным ремонтам, определении требуемого положения плотности распределения ресурса данной детали на оси абсцисс и, наконец, нахождении размеров детали по требуемым эксплуатационным напряжениям.

31 .Адекватность математических моделей в виде обобщенных законов распределения сил сопротивления движению машин обеспечена, во первых, применением известного уравнения касательной силы тяги, во вторых, использованием (известного в теории вероятностей математического аппарата расчета закона распределения функций случайных аргументов).

32.Адекватность математической модели реальным ресурсом деталей в виде теоретического закона распределения ресурса детали по совокупности эксплуатационных режимов нагруже-ния или изнашивания обеспечена, во первых, применением основной формулы линейной теории суммирования повреждений, во вторых, использованием метода Монте-Карло для нахождения вероятностного закона распределения функции случайных аргументов на ПЭВМ.

33.Адекватность математической модели в виде рекуррентных соотношений при оптимизации затрат на повышение вероятностей безотказной работы узлов машины обеспечена, с одной стороны применением сепарабельной критериальной функции, с другой - использованием аппарата динамического программирования.

34.Адекватность математических моделей в виде формул для расчета оптимальных периодов профилактического технического обслуживания (замены) элементов и узлов машины обеспечена с одной стороны применением исходных матриц состояний элемента из теории оптимального управления полумарковскими случайными процессами, с другой - использованием производственной экономической необходимости учитывать соотношение затрат на плановые и аварийные ремонты.

35.Сопоставление теоретического и экспериментального полученного законов распределения сил сопротивления движению автомобиля МАЗ-509А показало высокую степень сходимости по критерию Пирсона. При трех наложенных связях и семи степенях свободы вероятность правдоподобия гипотезы о согласованности экспериментального и теоретического распределения равна 0,7.

36.Сопоставление теоретических и статистических средних значений ресурсов деталей трансмиссии и ходовой части трелевочного трактора ТТ-4 показало расхождение ±10% для природных условий Красноярского края.

37.Высокая точность данных теоретических исследований обеспечена за счет максимального учета местных природных условий на любом уровне (область, район, леспромхоз, лесопункт), а также за счет применения математических моделей, достаточно адекватных реальным условиям эксплуатации. Существующие общероссийские отраслевые нормы расхода запасных частей являются едиными для всех областей и краев и не дифференцированы по природным условиям, что существенно снижает точность в определении потребностей для 60% лесопромышленных площадей территории России.

38.Точность определения ресурсов деталей при расчете по совокупности прогнозируемых эксплуатационных режимов нагружения или изнашивания не может быть ниже существующей (определенной по статистическим данным), так как в процессе расчета математическое ожидание ресурса детали по обобщенным природным условиям территории России согласуется со средними значениями ресурсов по действующим нормам расхода запасных частей.

39.В данной работе кроме основного комплекса вероятностных расчетов для определения потребности в ТО и ТР предложен упрощенный способ. Способ основан на обобщенном представлении режимов нагружения или изнашивания узлов (легкий, средний, тяжелый, весьма тяжелый) в зависимости от природных условий эксплуатации. Для ходовой части трактора ТДТ-55А разделение на режимы изнашивания основаны на процентах песчаных грунтов (легкий режим от 0 до 25%; средний режим от 25 до 50%, тяжелый режим от 50 до 75%), весьма тяжелый от 75 до 100%). Для двигателя лесотранспортных машин разделение на режимы изнашивания деталей основаны на учете климата, неустановившихся видов движения машины (холмистый рельеф и протяженность грунтовых дорог на лесосеке), запыленности атмосферного воздуха при наличии грунтовых дорог или пылеватых грунтов на лесосеке. Для трансмиссии трелевочного трактора разделение на режимы нагруженности и изнашивания деталей основаны на учете рельефа местности, твердости грунтов, крупномерности леса. Обоснование технических ресурсов узлов машины при работе на указанных режимах производились с учетом статистических данных для среднего режима и корректировки ресурсов для других режимов. При корректировке учитывались отклонения значений ресурсов от средних статистических данных. Получены таблицы для практического использования при назначении периодичности ТО и ТР в зависимости от природных условий эксплуатации для основных узлов трелевочного трактора: двигателя, трансмиссии, ходовой части, гидросистемы. Таблицы рекомендуется включить в техническую характеристику трактора.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кучерявый, Василий Иванович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Бондарович Б. А., Фёдоров Д. И. и др. Надёжность металлоконструкций землеройных машин. Методы оценки и расчёта. М.: 1971. 270с.

2. Хазов Б. Ф. Надёжность строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1979. 192с.

3. Бондарович Б. А., Фёдоров Д. И. и др. Надёжность рабочего оборудования землеройных машин, М. 1981. 241с.

4. Николаенко H.A. Вероятностные методы динамического расчета машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1967. 368с.

5. Герцбах И.Б. Модели профилактики (теоретические основы планирования профилактических работ). М.: Советское радио, 1969. 216с.

6. Кокс Д.Р., Смит В.Л. Теория восстановления. М.: Советское радио, 1967. 299с.

7. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576с.

8. Бондарович Б. А. и др. Надёжность транспортных сооружений и машин, М.: 1984. 201с.

9. Хазов Б. Ф. Дидусёв Б. А. Справочник по расчёту надёжности машин на стадии проектирования, М.: Машиностроение, 1986. 224с.

10. Болотин В.В., Гольденблат ИИ, Смирнов А.Ф. Строительная механика. Современное состояние и перспективы развития. М.: Стройиздат, 1972. 192с.

11. Прочность и долговечность автомобиля / Под ред. Гольда. Б.В. М.: Машиностроение, 1974. 328с.

12. Херсонский С.Г., Майборода В.В. Ремонт автомобилей лесовозов МАЗ-509 и Краз-255Л. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 160с.

13. Егоров В.И. Прогнозирование надежности и долговечности лесозаготовительного оборудования. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 122с.

14. Михлин. В.М. Прогнозирование технического состояния машин. М.: Колос, 1976. 268с.

15. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель / Под ред. Хачатурова A.A. М.: Машиностроение, 1976. 536с.

16. Обеспечение надежности автомобиля МАЗ в эксплуатации / Под ред. Кузнецова Е.С.: Транспорт, 1977. 183 с.

117. Пославский О.Ф. Методы расчета числа запасных частей. М.: Знание, 1977. 48с.

18. Куликов В.Н., Попов Ф.П., Оленич В.И. Проблемы запасных частей и её решение // Лесн. пром-сть, 1977. №6. с. 9-10.

19. Трение, изнашивание и смазка: Справочник / Под ред. Крагельского и Алисина B.B. М.: Машиностроение, Кн. 1, 1978. 400с.

20. Проников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. 592с.

21. Ржаницын А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность. М.: Стройиз-дат, 1978. 239с.

22. Тюкавин В.П., Попов Ф.П. Повышение надежности лесозаготовительной техники. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 168с.

23. Волков Д.Н., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высш. шк., 1979. 400с.

'4. Диминтберг М.Ф. Нелинейные стохастические задачи механических колебаний. М.: Наука, 1980. 368с.

25. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. 604с.

26. Болотин В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1981. 351с.

27. Гладкий В.Ф. Вероятностные методы проектирования конструкции летательного аппарата. М.: Наука, 1982. 272с.

28. Техническая эксплуатация автомобиля / Под ред. Крамаренко Г.В. М.: Транспорт, 1983. 321с.

29. Макаров Б.П. Нелинейные задачи статистической динамики машин и приборов. М.: Машиностроение, 1983. 264с.

30. Макеев В.П., Гриненко H.H., Павлюк Ю.С. Статистические задачи упругих тел. М.: Наука, 1984. 232с.

31. Гусев A.C., Светлицкий В.А. Расчет конструкций при случайных воздействиях. М.: Машиностроение, 1984. 240с.

"V Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 624с.

<3 Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник. М.: Машиностроение, 1985. 232с.

>4, Селихов А.Ф., Чижов В.М. Вероятностные методы в расчетах прочности самолета. Машиностроение, 1987. 240с.

.», Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надежность машин: Учеб. пособие для маши-ностр. спец. вузов. М.: Высш. шк.., 1988. 238с.

36. Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании: Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1988. 584с.

37. Богданофф Дж., Козин Ф. Вероятностные модели накопления повреждений: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 344с.

38. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. 448с.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47,

48.

49.

50,

51,

52,

53

54,

55

Партон В.З. Механика разрушения: От теории к практике. М.: Наука, 1990. 240с. Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей: Учеб. пособие для строит, вузов. М.: Высш. шк., 1991.288с.

Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1991. 319с.

Лукинский B.C., Зайцев Е.И. Прогнозирование надежности автомобилей. Л.: Политехника, 1991.224с.

Надежность в машиностроении: Справочник 1/Под общ. ред. Шашкина В.В. и Карзанов Г.М. СПб.: Политехника, 1992. 719с.

Райзер В.Д. Методы теории надежности в задачах нормирования расчетных параметров строительных конструкций.-М.: Стройиздат, 1986. 192 с.

Райзер В.Д. Расчет и нормирование надежности строительных конструкций.М.: Стройиздат, 1995.352 с.

Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании. Монография.М.: -изд-воАСВ, 1998.304 с.

Павлов Ю.А. Решение стохастических уравнений неразрушимости при расчете строительных конструкций // Труды ВВИТКУ, вып.70. 1962.-С.45-63.

Павлов Ю.А. К вопросу об определении расчетных сопротивлений при неполной информации о краевых распределениях // Труды ВВИТКУ, вып.2. 1968.-C.73-76. Павлов Ю.А. К расчету железобетонных конструкций вероятностным методом // ВВИТКУ, вып.4. 1968.-С.97-105.

Павлов Ю.А., Годунова A.A. Вероятностный метод расчета строительных конструкций как систем со стохастическими зависимыми элементами // Труды РГОТУПС. М.:1995.с.41.

Павлов Ю.А. Методы нормирования риска и определения особых (катастрофических) нагрузок и воздействий на транспортные объекты // Труды РГОТУПС. М.:1996.С.84-90, Ольшанский A.B. Методика учебного проектирования машин инженерного вооружения. Калининград.: Изд-во КВИУ им A.A. Жданова, 1976. 64с.

Ольшанский A.B. и др. Машины инженерного вооружения. Основы теории, устройства и применения.М:.ВИА, 1976,516 с.

Ольшанский A.B. Войсковые дорожные машины. Книга вторая (конструкция, расчет и применение). Калининград.: Изд-во КВИУ им A.A. Жданова, 197. 247с. Средства механизации земляных работ (механика рабочих процессов)/ Под ред. д.т.н. проф., генерал-майора A.B. Ольшанского. М.: Воениздат, 1985.160с.

56. Виногоров К.Г. Некоторые лесоэксплуатационные характеристики почвенно-грунтовых условий и рельефа. Вкн.: Вопросы технология и механизации лесосечных работ / Труды ЦНИИМЭ. Химки. 1972. 186с.

57. Рахманов С.И., Гороховский К.Ф., Лившиц Н.В. Основы расчета оборудования лесозаготовок. М.: Лесн. пром-сть, 1973.192с.

58. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В. Механизация и автоматизация работ на лесных складах. М.: Лесн. пром-сть, 1973.232с.

59. Анисимов Г.М. условия эксплуатации и нагруженность трансмиссии трелевочного трактора. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 166с.

60. Трелевочный трактор ТДТ-55. Руководство по эксплуатации. Петрозаводск.: Карелия,

1975. 108с.

61. Дитрих В.И., Нестерова И.Б. Определение усилия срезания сучьев // Лесн. пром-сть.

1976. №2. с. 28-29.

62. Проектирование и расчет специальных лесных машин / Под ред. Зайчика М.И. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 208с.

63. Библюк Н.И. Теоретические основы расчета параметров движения и улучшение эксплуатационных свойств колесных лесотранспортных средств: Автореср. дис.... докт.техн. наук. Львов. 1993. 37 с.

64. Егоров В.И. Исследование нагруженности трансмиссии лесовозного автомобиля МАЗ-509: Дис....канд.техн.наук. Л., 1971. 153с.

65. Тюкавин В.П., Смирнов Б.Н. Исследование влияния некоторых природно-производственных факторов на работоспособность трансмиссии и ходовой системы трактора ТТ-4 // Пути повышения надежности лесозаготовительной техники: Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1978. с. 45^9.

66. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. М.: Наука, 1978. 64с.

67. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Статистическое моделирование. М.: Наука, 19882. 296с.

68. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Сов. радио, 1971. 328с.

69. Зайченко Ю.П. Исследование операций: Учеб. пособие для студентов вузов.-2-е изд., перераб. и доп.- Киев: Вища школа, 1979. 392с.

70. Егоров В.И., Кучерявый В.И. Методика определения скоростей изнашивания деталей деревообрабатывающих станков // Вопросы резания, надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1978 - с. 93-96.

71. Егоров В.И., Кучерявый В.И. Прогнозирование сроков службы деталей ходовой части трелевочных тракторов // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-JL, 1978.-е. 109-112.

72. Егоров В.И., Кучерявый В.И. Прогнозирование сроков службы подшипников качения трактора ТДТ-55 А // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1979.-е. 100-102.

73. Егоров В.И., Кучерявый В.И. Прогнозирование сроков службы зубчатых колес трелевочного трактора ТДТ-55 А для условий Шоношского леспромхоза // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1979. -с. 121-123.

74. Кучерявый В.И. К вопросу прогнозирования потребности лесозаготовительной техники в запасных частях // Основные направления развития технического прогресса лесозаготовительной промышленности: Тез. докл. науч. -техн. конф. - Химки, 1979. - с. 50-51.

75. Кучерявый В.И. и др. Ведомость группового комплекта запасных частей к самоходной сучкорезной машине ЛП-30Б. - Химки.: Отдел научно-технической информации, 1975. i 6с.

76. Кучерявый В.И. и др. Прогнозирование циклической нагруженности механизмов лесосечных машин на основе уравнений регрессии // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. т] ./ЛТА.-Л., 1980. - с. 99-101.

77. Кучерявый В.И., Егоров В.И., Драгунович В.И. Мето, ика расчета запасных частей для машины ТБ-1 с учетом режимов работы // Машины к орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТ.А -Л., 1980. — с. 99-101.

78. Кучерявый В.И. Прогнозирование расхода запасных астей для сучкорезной машины ЛП-30Б и трелевочного трактора ТБ-1: Дис.... канд. :ехн. наук. Л., 1980. 168с.

79. Сабов В.В., Кучерявый В.И. К вопросу расчета проиэ юдительности лесозаготовительных машин с учетом характеристик их надежности // Мея вуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1983. - с. 10-13.

80. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Пашнин Е.К. Расчет пр< изводительности лесотранспортных машин с учетом природно-производственных фактор эв и характеристик их надежности // Комплексная механизация и автоматизация перемест лтельных операций в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промьп шенности: Тез. докл. науч. -техн. конф. - М.: МЛТИ, 1984. - с. 35-37.

81. Кучерявый В.И. Влияние природных факторов Севера на эксплуатационную надежность машин // IX Коми республиканская молодежная научная конференция: Тез. докл. - Сыктывкар, 1985. - с. 138.

82. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Торлопов В.П. Определение вероятности захвата деревьев манипуляторного типа на выборочных рубках // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1985. -№ 2. с. 41-43.

83. Кучерявый В.И. Расчетная оценка надежности элементов лесозаготовительных машин по критерию прочности // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1985. -№ 2. с. 125-127.

84. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Игутов И.А. и др. Определение производительности валоч-но-пакетирующих машин ЛП-19 вероятностными методами в условиях Коми АССР // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1987.-с. 24-26.

85. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Торлопов В.П. Определение производительности валочно-трелевочных машин ЛП-17 методом активных экспериментов в условиях Коми АССР // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1987. -№ 5. с. 44-47.

86. Сабов В.В., Кучерявый В.И. Расчет производительности лесотранспортных машин методами теории массового обслуживания // Основные направления технического прогресса в лесном комплексе Коми АССР: Тез. докл. науч. -техн. конф. - Сыктывкар, 1988, - с. 2425.

87. Сабов В.В., Кучерявый В.И. Оценка производительности трелевочных тракторов на грунтах различной проходимости // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-Л., 1988. - с. 109-112.

88. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Шорохов Л.С., Сычев А.Е. Расчетная оценка производительности самоходных сучкорезных машин вероятностно-статистическими методами // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.—Л., 1989.-с. 35-38.

89. A.c. 1512525 СССР, МКИ AOI23/08, 1989. Срезающее устройство лесозаготовительной машины / В.В. Сабов, И.Н. Андронов, Б.А. Перминов, В.И. Кучерявый, Ю.А. Бит (СССР). -8с.: ил.

90. A.c. 1770816 СССР, МКИ 013/32, 1992. Установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе / В.П. Власов, В.И. Кучерявый, В.И. Хатанзейский (СССР). - бс.: ил.

91. Кучерявый В.И. Оптимизация веса коленчатых валов двигателей // XXIV науч. совещ. по проблемам прочности двигателей, г. Москва, 26-30 апр. 1992г. / РАН: Тез. докл. - М., 1992.-с. 29.

92. Кучерявый В.И., Егоров В.И. Статистическое моделирование усталостной долговечности деталей машин // Матер. XXVII Межреспубл. семинара "Актуальные проблемы прочности". - СПб - Ухта.-1992.-с. 159-160.

93. Кучерявый В.И. Вероятностный расчет живучести конструкций лесозаготовительных машин // Расчет и управление надежностью больших механических систем: Инфом. матер./ Ур 0 РАН-Екатеринбург.: Наука, 1992.-е. 137-138.

94. Senkin N.A., Kucheryavy V.I. Desing estimate of foundations safety in buildings under reconstruction // Collection of papers International Symposium "Reconstruction-Saint Petersburg 2005". St. Petersburg, 1992.-138.

95. Кучерявый В.И. Вероятностный расчет прочности элементов лесозаготовительных машин // Изв. вузов. Лесной журнал.-1992,-№ 2. с.88-90.

96. Сенькин Н.А., Кучерявый В.И. К вопросу вероятностного подбора сечений опор линий электропередачи // Изв. вузов. Строительство-1992.-№ 2. с.115-117.

97. Шарыгин А.М., Кучерявый В.И. Оценка надежности трубопроводов методами линейной механики разрушения // Изв. вузов. Строительство.-1993.-№ 2. с.94-96.

98. А.с. 1826036 СССР, МКИ 5 OI3/32,1993. Установка для усталостных испытаний стержневых образцов материалов / В.П. Власов, В.И. Кучерявый (СССР).-бс.: ил.

99. Senkin N.A., Kucheryavy V.I. Destruction of transmission towes and methods for increasing of reliability of existing power lines // Fracture mechanics: successes and problems. Part 2.-L viv: PMIASV. 1993.—p.527—528.

100. Егоров В.И., Кучерявый В.И. Вероятностное решение линейной теории суммирования повреждений деталей машин // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: Межвуз.сб.науч.тр. / ЛТА. -СПб., 1993.-е. 51-52.

101. Кучерявый В.И. Вероятностное проектирование элементов конструкций по условию жесткости // Изв. вузов. Строительство.-1993 .-№ 10. с.41-43.

102. Сабов В.В., Кучерявый В.И., Сычев А.В. Расчет производительности трелевочных тракторов ЛТ-154 в условиях зимней лесосеки // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр./ЛТА.-СПб., 1993. - с. 23-27.

103. Шарыгин А.М., Кучерявый В.И. Вероятностный расчет прочности магистральных трубопроводов // Труды П Междунар. науч. техн. конф. "Актуальные проблемы фундаментальных наук". М.: МГУ .-Т. П (2), 1994,- с. 3-5.

104. Кучерявый В.И. Вероятностные методы в расчетах прочности конструкций // Учебное пособие / УИИ,-Ухта, 1993. 89с.

105. Кучерявый В.И. Имитационное моделирование остаточного ресурса деталей машин // Труды П Междунар. науч. техн. конф. "Актуальные проблемы фундаментальных наук". М.: МГУ .-Т. П (2), 1994,- с. 4.

106. Кучерявый В.И. Моделирование ресурса деталей лесных машин по критерию трещи-ностойкости // Изв. вузов. Лесной журнал.-1994.-№ 2. с.52-55.

107. Кучерявый В.И. Статистическое моделирование ресурса деталей лесовозных автомобилей // Тез. докл. XXV Междунар. науч. техн. совещ. по проблемам прочности двигателей / РАН.-М.: -1994.-с. 40.

108. Кучерявый В.И. Статистическое моделирование коэффициента запаса прочности // Материалы XXX Межреспубл. семинара "Актуальные проблемы прочности".-Новгород.-^. П, 1994.-е. 49-50.

109. Кучерявый В.И., Лихачев В.Н., Лихачева Л.М. Нелинейная оптимизация надежности элементов конструкций лесовозных автомобилей // Тез. докл. VI Междунар. науч. техн. совещ. по динамике и прочности автомобиля / РАН.-М., 1994.-е. 54-55.

110. Кучерявый В.И. Статистическое моделирование живучести деталей автолесовозов // Тез. докл. VI Междунар.науч.-техн.совещ. по динамике и прочности автомобиля / РАН. -М., 1994.-С. 55-56.

111. Кучерявый В.И. Статистическое моделирование ресурса подшипников качения // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН. - 1995. —№2. С. 101-104.

112. Кучерявый В.И. Моделирование вероятности неразрушения деталей машин при случайном комбинированном воздействии // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН. - 1995. - №3. С. 133-135.

113. Чарков В.Д., Кучерявый В.И. Вероятностное определение коэффициента запаса прочности элементов нефтегазопромыслового оборудования // Труды науч. техн. конф. "Проблемы развития газодобывающей газотранспортной систем отрасли и их роль в энергетике северо-западного региона России". Ухта.: СеверНИПИГАЗ, 1995. - С. 43-44.

114. Кучерявый В.И. Вероятностное проектирование деталей лесных машин при изгибе с кручением // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1995. -№1. - С. 82-84.

115. Кучерявый В.И. Моделирование ресурса деталей лесных машин по критерию износа // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1995. - №1. - С. 84-86.

116. Кучерявый В.И. Моделирование живучести элементов конструкций // Изв. вузов. Строительство. - 1995. - №5 - 6. - С. 127-129.

117. Кучерявый В.И. Проектирование деталей машин заданной надежности при случайном пульсирующем кручении // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН. -1995.-№5. С. 113-115.

118. Андронов И.Н., Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Моделирование вероятностных характеристик деформации материалов с эффектом памяти формы // Сб. докл. I Рос. -амер. семинара и XXXI семинара "Актуальные проблемы прочности" по теме "Новые физические и математические принципы в компьютерном конструировании материалов с эффектом памяти формы. Свойства материалов и их применение". СПб. Ч П, 1995.-С. 50.

119.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Моделирование статистических параметров напряжений в конструкциях при изгибе // Там же. СПб. Ч Ш, 1995.-С. 95-97.

120.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Вероятностное проектирование деталей машин при растяжении-сжатии // Там же. СПб. Ч Ш, 1995.-С. 98-100.

121.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Прогнозирование долговечности металлоконструкций лесных машин методом статистических испытаний // I Междунар. конф. "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности металлических конструкций и методы их решения". СПб.: СПБМГУ, 1995.-С. 133— 134.

122.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Учет показателей надежности в расчетах конструкций лесозаготовительных машин по критерию усталости //1 Междунар. конф. "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности металлических конструкций и методы их решения". СПб.: СПБМГУ, 1995-С. 135136.

123.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Статистической моделирование ресурса деталей автолесовозов с учетом режимов работы // Проблемы машиностроения и надежности машины / РАН.-1996. № 1.-С. 66-70.

124.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Ресурсное проектирование торсионных валов // Проблемы машиностроения и надежности машины / РАН.-1996. № З.-С. 68-73.

125.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Прогнозирование надежности деталей автолесовозов по критерию износа / РАН.-1996.-№ 4. С. 47-52.

126.Егоров В.И., Кучерявый В.И. Расчет и прогнозирование ведущих функций ресурсных отказов деталей лесных машин с учетом природных условий эксплуатации // Повышение качества лесных машин и механизмов в процессе проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта: Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТА.-СПб., 1996.-С. 80-86.

127.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Вероятностное проектирование деталей машин при смешанных режимах нагружения // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН.-1996. № 6. С. 56-59.

128.Кучерявый В.И., Шоль Н.Г., Чарков В.Д. Моделирование трибологической надежности элементов ходовой системы трелевочных машин. / Тез. докл. II Междунар. науч. техн. конф. "Износостойкость машин". Брянск. Ч. I, 1996.-С. 90.

129.Андронов И.Н., Кучерявый В.И., Шарыгин A.M. Повышение надежности конструкций лесных колесных машин за счет применения материалов с эффектом памяти формы. // Повышение эффективности работы колесных и гусеничных машин в суровых условиях эксплуатации: Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. / Тюмень.: ТЮМ ГНГУ.-1996.-С. 6-7.

130.Кучерявый В.И., Белоусов H.A., Чарков В.Д. Стохастическая модель процесса нагруженности деталей лесных колесных машин. // Там же.-С. 83-84.

131.Кучерявый В.И., Белоусов H.A., Чарков В.Д. Расчет и прогнозирование показателей надежности лесных гусеничных тракторов с учетом условий эксплуатации. / Там же.-С. 84-85.

132.Кучерявый В.И. Оценка надежности деталей лесных машин при дискретных случайных воздействиях. // Изв. вузов. Лесной журнал.-1996.-№ 3. С. 48-50.

133.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Статистическое моделирование обобщенного ресурса зубчатых передач конструкций лесных тракторов // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН.-1997. № 2. С. 116-121.

134.Егоров В.И., Кучерявый В.И. Планирование сроков и объемов профилактических ремонтов оборудования на основе теории управления полумарковскими случайными процессами // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТА-СПб., 1997.-С. 120-125.

135.Егоров В.И., Кучерявый В.И. Расчет конструктивной надежности деталей машин и станков по критерию прочности с учетом требуемой вероятности безотказной работы // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТА.- СПб., 1997.-С. 125-129.

136.Кучерявый В.И., Шоль Н.Г., Чарков В.Д. Компьютерное моделирование трибологических показателей надежности деталей машин // Слявянтрибо-4. Трибология и технология: Сб. докл. междунар. науч.-практ. симпозиума.-В кн.Кн.1/ РГАТА-МФ СЕЗАМУ.- Санкт-Петербург-Рыбинск, 1997.-С. 48-51.

137.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Вероятностное проектирование деталей лесных машин при переменном плоском напряженном состоянии // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН.-1997. № 4. С. 88-71.

138.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Статистическое моделирование характеристик живучести элементов машин при циклическом воздействии // Проблемы машиностроения и надежности машин / РАН.-1997. № 6. С. 59-63.

139.Кучерявый В.И., Шоль Н.Г., Чарков В.Д. Балдычева И.Е. Проектирование деталей лесных машин с учетом накопления повреждений// Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера: Сб. научн. тр. /УИИ.-Ухта, 1997.-С.148-151.

140.Кучерявый В.И., Шоль Н.Г., Чарков В.Д. Балдычева И.Е. Нормирование требуемого уровня надежности элементов лесотранспортных машин// Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера: Сб. научн. тр. /УИИ.-Ухта,

1997.-С. 154-156

141.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Расчет деталей машин требуемой надежности по жесткости// Проблемы машиностроения и надежности машин /РАН. -1998.-№2.С.55-59

142.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Моделирование ресурса деталей трансмиссии автолесовозов с учетом условий эксплуатации// Изв. вузов. Лесной журнал-1998.-№1.-С.52-56.

143.Кучерявый В.И., Чарков В.Д. Расчет надежности деталей машин при случайных процессах нагружения// Проблемы машиностроения и надежности машин/ РАН-

1998.—№3.—С.112-116.

При лощ

«УТВЕРЖДАЮ» Директор ООО «Ухталес»

'V

( I аш.с. Шорохов « Я- » августа 1998 г

АКТ

о внедрении результатов исследований, выполненных в докторской диссертации к.т.н. Кучерявого В.И.

Результаты исследований, выполненные в докторской диссертации доцента Кучерявого В.И., по прогнозированию ресурса и показателей надежности лесозаготовительных и дорожно-строительных машин использовались Ухтинским леспромхозом для составления научно-обоснованных нормативов по расходу запасных частей и агрегатов обменного фонда в соответствии с природными условиями эксплуатации леспромхоза.

Годовой экономический эффект от разработанных рекомендаций в докторской диссертации составил 5 тыс. руб. на одну машину.

Начальник производственного отдела леспромхоза

Главный механик леспромхоза

В.Н. Копалин В.Н. Махов