Оценка безотказности машиностроительных конструкций при усталости по параметрам прочности и нагруженности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Котесов Анатолий Анатольевич

• Котесов Анатолий Анатольевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Котесов Анатолий Анатольевич

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Вероятностно-статистические методы оценки безотказности

машиностроительных конструкций при усталости

1.2. Определение исходных данных для оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости

1.3. Анализ методик повышения точности и достоверности оценок параметров генеральных совокупностей характеристик прочности и

нагруженности при ограниченном объеме статистических данных

1.4 Выводы по 1-ой главе

2. МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ БЕЗОТКАЗНОСТИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ УСТАЛОСТИ ПО КОРРЕКТИРОВАННЫМ ПАРАМЕТРАМ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ

И НАГРУЖЕННОСТИ

2.1. Необходимость и условия адекватной корректировки параметров

выборочных распределений случайных величин характеристик прочности и нагруженности

2.2. Модели комплексной корректировки параметров выборочных распределений для случайных величин характеристик прочности и нагруженности

2.3. Оценка адекватности моделей комплексной корректировки

параметров выборочных распределений

2.4 Модель оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости по комплексно откорректированным параметрам

распределений характеристик прочности и нагруженности

2.5. Параметрический критерий оценивания достоверности показателей безотказности при использовании корректированных выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности

2.6 Выводы 2-ой главе

3. РАСЧЁТНО - ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КОМПЛЕКСНАЯ КОРРЕКТИРОВКА ПАРАМЕТРОВ ВЫБОРОЧНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И НАГРУЖЕННОСТИ

3.1. Экспериментальное определение параметров распределений характеристик прочности конструкционных сталей по твердости образцов

3.2. Анализ статистических данных о характеристиках прочности конструкционных сталей и комплексная корректировка параметров выборочных распределений

3.3. Анализ напряженно деформированного состояния элементов стрелы

и хобота портального крана

3.4. Моделирование статистических данных о нагруженности и

комплексная корректировка параметров выборочных распределений

3.5 Выводы 3-ей главе

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Методика оценки безотказности деталей грузоподъемных машин при усталости по корректированным параметрам распределений характеристик прочности и нагруженности

4.2. Оценка вероятности безотказной работы хобота и стрелы портального крана «Кировец» КПП 16/20 при усталости по корректированным параметрам распределений характеристик прочности

и нагруженности

4.3. Увеличение вероятности безотказной работы хобота портального крана и выбор рационального варианта изготовления по критерию суммарных удельных затрат

4.4. Расчет экономического эффекта от увеличения вероятности

безотказной работы хобота портального крана

4.5.Выводы 4-ой главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка безотказности машиностроительных конструкций при усталости по параметрам прочности и нагруженности»

Введение

Актуальность темы исследования. Вопросы обеспечения надежности машин остаются актуальной задачей в машиностроительной отрасли. Известно, что отказы машиностроительных конструкций, возникающие в результате усталостного разрушения, имеют наиболее опасный характер. Возникновение и развитие усталостных трещин в труднодоступных и скрытых местах и последующее внезапное разрушение элементов машиностроительных конструкций, к примеру, грузоподъемных кранов, может привести не только к длительному простою техники, а иметь более серьёзные последствия и представлять опасность для жизни и здоровья людей. Одной из возможных причин возникновения таких отказов являются погрешности, допускаемые на этапах проектирования, как результат неточного учета характеристик прочности и нагруженности.

Нагруженность и несущая способность деталей машиностроительных конструкций представляют собой случайные величины, характер которых описывают вероятностными законами распределения, в частности законом Вейбулла с тремя параметрами, который применяется для моделирования потока отказов с постоянной и переменной интенсивностью. При этом параметр формы закона Вейбулла представляет собой скорость изменения мгновенной интенсивности отказов во времени, а параметр сдвига позволяет получить информацию о наработке до первого отказа или минимальной усталостной прочности детали.

Определение параметров законов распределения случайных величин характеристик прочности и нагруженности выполняют по имеющимся выборочным данным. Но даже представительная выборка всегда дает только приближенную оценку параметров генеральной совокупности. Это может привести к получению завышенного значения вероятности

безотказной работы и возникновению преждевременных отказов, что необходимо учитывать на этапах проектирования при физических и технологических ограничениях на объем выборок.

Опыт эксплуатации объектов машиностроения, в частности портальных перегрузочных кранов, показывает, что достаточно часто детали данных машин подвержены усталостному разрушению. Усталостные трещины составляют более 50% от общего числа наиболее часто встречающихся дефектов (отказов) в деталях несущих элементов портальных кранов.

Поэтому актуальной задачей является разработка и совершенствование методик расчета, учитывающих вероятностный характер нагруженности и несущей способности, определяющих безотказность машиностроительных конструкций при усталости.

Степень разработанности темы исследования. Начиная с первой половины прошлого столетия, вопросами исследования и повышения надежности машиностроительных конструкций занимались многие ученые: Н.С. Стрелецкий, А.Р. Ржаницин, В. Вейбулл, В.Г. Гнеденко, Р.Б. Хейвуд, С.В. Серенсен, В.П. Когаев, В.В. Болотин, М.М. Гохберг, В.И. Брауде, Н.А. Махутов, Е.Н. Андрианов, И.А. Биргер, Б.Ф. Хазов, Д.М. Беленький, М.П. Марковец, Л.М. Грошев, А.С. Проников, В.Е. Касьянов, А.А. Короткий, В.Г. Ананин, В.М. Труханов, И.А. Хозяев, В.В. Москвичев, Б.И. Сухореченков, М.М. Матлин, К.П. Манжула, С.Г. Орлов, И.А. Паначев, В.С. Исаков, М.П. Шишкарев и другие ученые, которые внесли значительный вклад в развитие теории и практики надежности.

Существующие методики предполагают производить оценку безотказности машиностроительных конструкций используя статистические данные о прочности и нагруженности, которые получают в результате испытаний. Для повышения точности и достоверности статистических оценок обычно увеличивают объем испытаний. Но это

требует дополнительных затрат времени и материальных ресурсов, а объем выборочных данных может быть ограничен, особенно на ранних этапах проектирования. Поэтому возникает необходимость повышения достоверности статистических оценок характеристик прочности и нагруженности путем корректировки параметров выборочных распределений с учетом экстремальных значений случайных величин и технологических ограничений на объем выборок.

Оптимизация показателей надежности выполняется с целью снижения стоимости машиностроительных конструкций и уменьшения возможных экономических потерь возникающих в результате отказов. При этом расчетные значения допускаемых напряжений обычно рассматриваются как нижняя граница случайной величины прочности, а действующие напряжения, полученные в результате расчета, как верхняя граница случайной величины нагруженности. Неполнота статистических данных о характеристиках прочности и нагруженности при оптимизации показателей безотказности, может привести к получению завышенного значения вероятности безотказной работы и как следствие к возникновению преждевременных отказов деталей машиностроительных конструкций.

Корректировка параметров выборочных распределений, как процедура повышения достоверности статистических оценок при ограниченном объеме выборочных данных, предлагается многими авторами. В частности, в работах Касьянова В.Е. и его учеников, при рассмотрении вопросов обеспечения и оптимизации показателей безотказности деталей и элементов металлоконструкций строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин на стадии проектирования, предлагаются различные методики, которые позволяют учесть возможные пороговые (экстремальные) значения случайных величин характеристик прочности, нагруженности, ресурса путем корректировки параметров

выборочных распределений с целью исключения случаев получения завышенного результата при оценке показателей безотказности.

Но остается открытым вопрос адекватности таких корректировок и насколько изменяется достоверность и точность оценок показателей безотказности при такой корректировке.

Объект исследования: обеспечение надежности

машиностроительных конструкций.

Предмет исследования: повышение точности и достоверности оценок безотказности деталей машиностроительных конструкций при усталости.

Область исследования: содержание диссертации соответствует предметной области специальности 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин»

п.3 - теория и методы обеспечения надежности объектов машиностроения.

п.5 - повышение точности и достоверности расчетов объектов машиностроения.

Целью данного исследования является: повышение точности и достоверности оценок безотказности деталей машиностроительных конструкций при усталости по ограниченному объему статистических данных путем комплексного корректирования параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности (на примере грузоподъемных машин).

Задачи исследования:

1. Обосновать необходимость и условия комплексной корректировки параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности.

2. Разработать математическую модель корректировки параметров законов Вейбулла и Фишера-Типпета для выборочных распределений и определения показателей безотказности деталей машиностроительных конструкций.

3. Разработать методику оценки безотказности деталей грузоподъемных машин при усталости с использованием корректированных параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности.

4. Произвести оценку точности и достоверности разработанных моделей по результатам численных экспериментов.

Научная новизна исследования:

1. Обоснована необходимость и определены условия комплексного корректирования параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности, определяющих безотказность деталей машиностроительных конструкций при усталости.

2. Разработана математическая модель корректировки точечных оценок параметров законов Вейбулла и Фишера-Типпета с тремя параметрами для выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности.

3. Получены аналитические зависимости и методики оценки безотказности деталей машиностроительных конструкций на примере грузоподъемных машин с использованием корректированных параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности.

4. Получен критерий оценки параметрической достоверности показателей безотказности по обобщенным параметрам корректированных распределений характеристик прочности и нагруженности.

Практическая значимость работы:

1. Разработана программа для определения параметров закона Фишера-Типпета по выборочным данным методом максимального правдоподобия на базе программного комплекса Ма1ЬаЬ.

2. Разработана инженерная методика и программа для оценки безотказности деталей машиностроительных конструкций при усталости на основе корректированных параметров выборочных распределений характеристик прочности и нагруженности.

3. Предложены рекомендации по увеличению вероятности безотказной работы хобота портального крана «Кировец» КПП 16/20, определен рациональный вариант доработки конструкции и рассчитан экономический эффект от увеличения вероятности безотказной работы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модели комплексного корректирования параметров выборочного распределения для трехпараметрических законов Вейбулла и Фишера-Типпета, позволяют повысить достоверность и уточнить ошибку оценок параметров генеральной совокупности без увеличения объема выборок при соблюдении условий равенства попадания случайной величины в интервал и равенства мод исходного и корректированного распределений.

2. Наиболее существенная величина коррекции параметров законов Вейбулла и Фишера-Типпета с тремя параметрами осуществляется при наибольшей разнице объемов выборки и генеральной совокупности и интервалов исходных и корректированных выборочных распределений.

3. Аналитические зависимости и методики оценки безотказности деталей машиностроительных конструкций на основе корректированных параметров распределений характеристик прочности и нагруженности, позволяют повысить параметрическую достоверность и уточнить статистическую погрешность этих распределений, что уточняет оценку безотказности при ограниченном объеме статистических данных.

4. Критерий оценивания достоверности показателей безотказности, называемый в работе параметрическим и определяемый как мера отклонения параметров выборочных распределений от истинного значения параметров генеральной совокупности рассматриваемых случайных величин, характеризующих прочность или нагруженность позволяет при использовании корректированных выборочных распределений получить действительную числовую оценку уровня достоверности оценки безотказности.

Методы исследования: базируются на математическом моделировании, методах статистической обработки данных, вычислительных экспериментах, проведении экспериментальных измерений, использование программных комплексов MatLab 9.9, Statistika 6.0, MathCad v. 14.

Достоверность: разработанных методик и алгоритмов подтверждена численными исследованиями и строгостью теоретических обоснований.

Апробация работы и результатов исследования: Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях в 2011-2021 годах: «Perspektywiczne opracowania s^ nauk^ i technikami - 2011», г. Пшемысль; «Строительство - 2012», г. Ростов-на-Дону; «Predni vedecke novinky -2012». г. Прага; «Строительство и архитектура: теория и практика инновационного развития - 2020», секция «Техника и технологии наземного транспорта», г. Нальчик; «Строительство и архитектура: теория и практика инновационного развития - 2021», секция «Техника и технологии наземного транспорта», г. Нальчик.

Публикации по теме исследования:

По материалам диссертации опубликовано 10 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации, в том числе 6 статей по научной специальности 05.02.02 - машиноведение, системы приводов и детали машин, и 6 статей в других изданиях.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованных источников из 129 наименований и 2 приложений, имеет 39 рисунков, 26 таблиц и изложена на 148 страницах машинописного текста. В приложение вынесены и сведения о внедрении.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Вероятностно-статистические методы оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости

Вопросами теории и практики обеспечения надежности машин и конструкций, в том числе вопросами оценки безотказности, занимались многие ученые. Данные вопросы рассматриваются в работах Н.С. Стрелецкого, А.Р. Ржаницина, В. Вейбулла, В.Г. Гнеденко, Р.Б. Хейвуда, С.В. Серенсена, В.П. Когаева, В.В. Болотина, М.М. Гохберга, В.И. Брауде, И.А. Биргера, Н.А. Махутова, Б.Ф. Хазова, Д.М. Беленького, К.П. Манжула, Л.М. Грошева, А.С. Проникова, В.Е. Касьянова, А.А. Короткого, В.Г. Ананина, В.М. Труханова, И.А. Хозяева, В.В. Москвичева, В.С. Исакова, М.П. Шишкарева, С.Г. Орлова, И.А. Паначева и других ученых.

Начиная с первой половины прошлого века, для обоснования допускаемых напряжений и запасов прочности при расчетах на статическую прочность инженерных конструкций применяли теорию вероятностей. Данные вопросы рассмотрены в работах Н.С. Стрелецкого[100], А.Р. Ржаницина[89], В.В. Болотина[8-9], А Фрейденталя [107].

Данные разработки позволили обосновать выбор запасов прочности и допускаемых напряжений для сооружений, рассчитываемых методами строительной механики на основе представлений о вероятности разрушения и надежности в условиях эксплуатации, на основе статистической интерпретации действующих в элементах конструкций усилий и их несущей способности. Методика расчетов элементов машин и конструкций на усталость получила развитие в связи с теоретическими и экспериментальными исследованиями вероятностных условий циклического разрушения с учетом влияния конструктивных факторов и режимов нагружения.

Я. Седлачек в своей работе [123] для вероятностной оценки сроков службы по критерию сопротивления усталости элементов конструкций предложил использовать статистическое описание процесса усталости при стационарном переменном нагружении, которое позволило охарактеризовать рассеяние сроков службы элементов конструкций.

В.П. Когаев при рассмотрении статистических закономерностей усталостного разрушения и вероятностных методов расчета деталей машин на усталость [60-64] утверждает, что расчет на усталость вероятностными методами позволяет определить функцию распределения ресурса детали и установить связь сроков службы детали с надежностью, которая оценивается вероятностью безотказной работы.

Брауде В.И. [10-11] утверждает, что использование вероятностных методов расчета, учитывающих статистический характер нагрузок и несущей способности элементов грузоподъемных кранов, способствует созданию машин высокой надежности при минимальной металлоемкости.

П.П. Капуста [41] предлагает принципы обеспечения ресурса несущих систем мобильных машин при проектировании, с учетом эксплуатационной нагруженности несущих систем, которые заключаются в системной имитации моделирования условий эксплуатации систем, динамики и нагруженности машины, прогнозировании характеристик сопротивления усталости и ресурса.

В работе Труханова В.М. [102-104] приведены методы прогнозирования ресурса на этапе проектирования сложной техники с заданным уровнем надежности. Для достижения цели применяются разработанные математические модели планирования объемов испытаний для прогнозирования усталостного ресурса отдельных составных частей и технической системы в целом на этапе ее проектирования.

В настоящее время по основным принципам расчета свойств, составляющих надежность, или комплексных показателей надежности

объектов различают: методы прогнозирования, структурные методы расчета, физические методы расчета [24].

Методы прогнозирования основаны на использовании для оценки ожидаемого уровня надежности объекта данных о достигнутых значениях объектов-аналогов. Структурные методы расчета основаны на представлении объекта в виде структурно-функциональной схемы, описывающей зависимость состояний и переходов объекта. Физические методы расчета основаны на применении математических моделей, описывающих физические, химические и иные процессы, приводящие к отказам объектов (к достижению объектами предельного состояния), и вычислении показателей надежности по статистическим данным о нагруженности объекта и о характеристиках прочности примененных в объекте веществ и материалов с учетом особенностей его конструкции и технологии изготовления. Физические методы применяют для расчета безотказности, долговечности и сохраняемости объектов, для которых известны механизмы их деградации под влиянием различных внешних и внутренних факторов, приводящие к отказам (предельным состояниям) в процессе эксплуатации (хранения). В общем случае указанные модели при одном ведущем процессе деградации могут быть представлены моделью выбросов некоторого случайного процесса за пределы границ допустимой области его существования, причем границы этой области могут быть также случайными и коррелированными с указанным процессом - моделью непревышения. Компоненты таких моделей могут иметь различную физическую природу и, соответственно, описываться разными законами распределения случайных величин.

В настоящее время некоторыми стандартами регламентированы методы расчета элементов машиностроительных конструкций. К примеру, ГОСТ 28609-90 [23], который устанавливает рекомендуемые основные положения расчета для кранов мостового типа стандарт с целью

обеспечения надежности при установке, монтаже и эксплуатации данного типа кранов. Для расчета элементов грузоподъемных кранов рекомендуется использовать выраженные в детерминированной форме методы предельных состояний и допускаемых напряжений. Также при наличии необходимых исходных данных допускается применять вероятностные методы расчета, а входящие в расчетные зависимости показатели рекомендуется находить как случайные величины или как случайные процессы.

Основным условием сохранения несущей способности элементов конструкций и механизмов является соблюдение требования, что действующие в элементе усилия не превышают его несущей способности. В соответствии с характером нагружения и особенностями конструкции элемента, а также свойств его материала за предельное напряжение принимают нормативные значения временного сопротивления, предела текучести или предела выносливости, а для случая потери устойчивости -критическое напряжение. Оценка безотказности элементов грузоподъемных кранов при усталости заключается в определении вероятности того, что действующие нагрузки не исчерпают несущую способность элементов по критерию сопротивления усталости в течение срока службы.

Методика расчета РТМ 24.090.53-79 [93] регламентирует основные положения расчета элементов грузоподъемных кранов на усталость (выносливость). Для обеспечения показателей надежности данную методику рекомендуется применять совместно с методикой расчета вероятности безотказной работы РТМ 24.090.25-76 [92], которая предполагает производить оценку безотказности элементов грузоподъемных кранов в течение заданного срока службы Тсл, а затем сопоставлять расчетное значение с допускаемым Р(Тсл) > [Р].

Оценка безотказности по данной методике ограничена максимальной вероятностью 0,9999, что при определенных условиях недостаточно. Для моделирования характеристик прочности и нагруженности в данной методике используется нормальный закон распределения случайной величины. Методика предполагает, что рассматриваемые случайные величины могут подчиняться другим законам распределения, т.е. допускает использование другой более адекватной модели распределения. Но при этом аналитические зависимости, для оценки безотказности, представленные в данной методике, не позволяют использовать другой закон распределения. Это в итоге может привести к снижению точности оценок безотказности при низком согласии эмпирических данных с теоретическим распределением.

Для элементов машиностроительных конструкций, в частности грузоподъемных кранов, в зависимости от степени ответственности назначаются показатели надежности в соответствии с таблицей 1. 1 (ГОСТ 28609-90). В своей монографии А.С. Проников предлагает классификацию машин по надежности, представленную в таблице 1.2 [86-87] Для элементов грузоподъемных кранов, отказ которых может привести к аварии, в качестве показателя надежности принимается безотказность, которая характеризуется вероятностью безотказной работы. Для других элементов, отказ которых приводит только к экономическим потерям в качестве показателя надежности принимается долговечность, которую характеризует гамма-процентный ресурс.

Рассмотренные методики оценки безотказности предполагают наличие статистических данных о нагруженности и несущей способности элементов машиностроительных конструкций. Неточный учет данных характеристик может привести к получению завышенного значения безотказности и возникновению преждевременных отказов.

Таблица 1.1 - Классы ответственности грузоподъемных кранов и их

элементов по ГОСТ 28609-90

Обозначение класса Степень ответственности крана или элемента Наименование крана или элемента

1 Особо высокая Краны, транспортирующие опасный груз; транспортно-технологические краны металлургического производства; Краны атомных энергетических объектов; Краны, обслуживающие особо ответственный технологический процесс при отсутствии резервирования. Элементы кранов класса 1: несущая металлоконструкция, механизм подъема груза и передвижение крана и тележки

2 Высокая Краны, не вошедшие в класс 1 Элементы кранов класса 2: несущая металлоконструкция, механизм подъема груза

3 Нормальная Элементы кранов класса 2: механизм передвижение кранов и тележки

Таблица 1.2 - Классификация машин по последствиям отказов [87]

Последствия отказа Допустимая вероятность безотказной работы Тип машины

Катастрофические Авария Катастрофа Невыполнение ответственного задания Р(0 - 1 Летательные аппараты Подъемно-транспортные машины Машины химического производства Медицинское оборудование

Экономический ущерб Повышенные простои в ремонте Работа на пониженных режимах Работа с ухудшенными параметрами Значительный ущерб Р(0 > 0,99 Подъемно-транспортные машины Технологическое оборудование Сельскохозяйственные Бытовые

Незначительный ущерб Р(0 > 0,9

Без последствий (затраты на ремонт в пределах нормы) Р(0 < 0,9 Отдельные узлы и элементы машин

В работах В.Е. Касьянова и его учеников рассматриваются вопросы обеспечения безотказности строительно-дорожных и

сельскохозяйственных машин на стадии проектирования, в частности металлоконструкций одноковшовых гидравлических экскаваторов [1-3, 32, 34-36, 38-39, 42-58, 66-74, 80-85, 88, 99, 116, 119-121, 124-127]. Касьянов В.Е. утверждает, что использование вероятностных законов распределения с областью определения или 0;+да позволяет предполагать, что

отказы деталей машин и других элементов могут возникнуть сразу после начала эксплуатации, а при рассмотрении характеристик прочности и нагруженности получить значение, которое противоречит физическому смыслу рассматриваемых случайных величин. Поэтому рекомендуется использовать законы распределения со сдвигом, в частности закон Вейбулла и Фишера-Типпета с тремя параметрами для учета нижней и верхней границ интервала рассматриваемых случайных величин прочности, нагруженности и ресурса.

Поэтому для определения параметров распределения случайных величин характеризующих циклическую прочность, в данных работах предлагается использовать закон Вейбулла с тремя параметрами, а для нагруженности закон Фишера-Типпета с тремя параметрами. Данные законы распределения разработаны математиками Р. Фишером и К. Типпетом для обработки статистической информации и первоначально различались как распределения экстремальных значений П-го и Ш-го типа [117]. В последствие распределение Ш-го типа детально охарактеризовал и использовал в своих работах В. Вейбулл [128-129].

Таким образом, для оценки безотказности элементов машиностроительных конструкций по существующим методикам необходимо располагать статистическими данными о прочности применяемых материалов и параметрах нагруженности данных элементов. При этом точность и достоверность оценки безотказности зависит от

точности и достоверности статистических оценок характеристик прочности и нагруженности. Неточности в определении характеристик прочности и нагруженности может привести к получению завышенного значения при оценке безотказности и как следствие возникновению преждевременных отказов машиностроительных конструкций в процессе эксплуатации.

1.2 Определение исходных данных для оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости

В процессе изготовления деталей машин применяют разнообразные виды механической и термической обработки, которые приводят к изменению физических и механических свойств материала. Одной из возможных причин низкой надёжности и внезапных ранних отказов деталей машиностроительных конструкций являются неточности в определении характеристик прочности и нагруженности, допускаемые на этапах проектирования. Данные характеристик представляют собой случайные величины, которым свойственно определенное рассеяние. Для описания характера изменения случайных величин прочности и нагруженности используют вероятностные законы распределения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Котесов Анатолий Анатольевич, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анализ соотношения сдвигов и крайних членов совокупностей и выборок по ресурсу и прочности / Теплякова С.В., Котесова А.А., Копылов Ф.С., Крымский В.С. // Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4 (51).- С. 170.

2. Анализ соотношения сдвигов для крайних членов выборок и генеральной совокупности конечного объема параметров надежности машин и деталей / Касьянов В.Е., Котесова А.А., Котова С.В., Калабухов А.А., Ляшенко А.С., Климович А.Л. // Инженерный вестник дона, 2012. №1.

3. Аналитическое определение параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема по твердости стали / А.А. Котесова, А.А. Котесов, С.В. Котова, А.З. Уджуху // Новые технологии. - 2012. - № 4.- С. 56-61.

4. Беленький, Д.М. Повышение надежности серийных машин путем увеличения ресурса лимитирующих деталей [Текст] / Д.М. Беленький, В.Е. Касьянов // Вестник машиностроения. - 1980. №1. С.12-14.

5. Беленький, Д.М. Обеспечение высокой надежности деталей строительно-дорожных машин [Текст] / Д.М. Беленький, А.Н. Бескопыльный // Строительные и дорожные машины. - 1995. - №4. С. 2427.

6. Биргер, И.А. Вероятность разрушения, запасы прочности и диагностика [Текст] / И.А. Биргер. - М.: Судостроение, 1970.

7. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин [Текст]: Справочник / И.А. Биргер, Б.Ф. Шор, Г.Б. Иосилевич // - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

8. Болотин, В.В. Значение механики материалов и конструкций для обеспечения надежности и безопасности технических систем [Текст] /

В.В. Болотин // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 1990. -№ 5. С. 3-8.

9. Болотин, В.В. Ресурс машин и конструкций [Текст] / В.В. Болотин - М.: Машиностроение, 1990. 446 с.

10. Брауде, В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. - Л., Машиностроение (Ленингр. Отд-ние), 1978. 232 с.

11. Брауде, В.И. Надежность подъемно-транспортных машин: Учебное пособие для студентов вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / В.И. Брауде, Л.Н. Семенов // — Л.:Машиностроение, Ленинград. Отд-ние, 1986. - 183 с.

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

13. Гнеденко, Б.В. Курс теории вероятностей: Учебник / Предисл. А.Н. Ширяева. Изд. 10-е, доп. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. -488с.

14. Гнеденко, Б.В. Математические методы в теории надежности [Текст] / Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев - М.: Наука, 1965. -524 с.

15. Гумбель, Э. Статистика экстремальных значений [Текст] / Э. Гумбель - М.: Мир, 1965.-416 с.

16. ГОСТ 11.008-75 Графические методы обработки данных. Методы вероятностных сеток [Текст]:- Введ. 1976-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1975, 40с.: ил.

17. ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения. - М.: Издательство стандартов, 1981.

18. ГОСТ 25.504-82 Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости. - М.: Издательство стандартов, 1982.

19. ГОСТ 25.101-83 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и

конструкций и статистического представления результатов. - М.: Издательство стандартов, 1983.

20. ГОСТ 25.502-83. Надежность в технике. Прогнозирование надежности изделий при проектировании. - М.: Издательство стандартов, 1983.

21. ГОСТ 25.507-85. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования. - М.: Издательство стандартов, 1985.

22. ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества // Москва, Стандартинформ, 2000

23. ГОСТ 28609-90 Краны грузоподъемные. Основные положения расчета. - М.: Стандартинформ, 2008

24. ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности основные положения. - ИПК Издательство стандартов, 1996

25. ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия // Москва, Стандартинформ, 2014

26. ГОСТ 34017-2016 Краны грузоподъемные. Классификация режимов работы // Москва, Стандартинформ, 2016

27. ГОСТ 50779.27-2017 Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных // М.: Стандартинформ, 2017

28. ГОСТР 27.013 - 2019 Надежность в технике. Методы оценки показателей безотказности // Москва, Стандартинформ, 2019

29. Гохберг, М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин // Москва: Машиностроение, 1969г. — 520 с.

30. Гринневич, Г.П. Надежность погрузочно-разгрузочных машин / Гринневич Г.П., Каменская Е.А. // М., «Транспорт», 1974, 200 с.

31. Дерюшев, В.В. Параметрический критерий оценивания достоверности показателей безотказности при использовании корректированных выборочных распределений характеристик прочности и

нагруженности / Дерюшев В.В., Котесов А. А., Котесова А. А. // Известия Тульского Государственного Университета. Технические науки. - 2021.-№2.- С. 615-622.

32. Дудникова, В.В. Метод экспериментального подтверждения надежности машины единичного производства. // Известия РГСУ, 2003 . № 7. С. 280.

33. Добровольский, В.И. О связи твердости штамповой стали с прочностью и долго-вечностью при малоцикловом нагружении / Добровольский В.И., Демидов Л.Д., Пряхин В.В. // Физико-химическая механика материалов. - 1983. - т. 19, № 2. - с. 86-88.

34. Зайцева, М.М. Определение действующего напряжения в стреле одноковшового экскаватора [Электронный ресурс] / М. М. Зайцева, А. А. Котесова, А. А. Котесов // Инженерный вестник Дона. — 2012. — №4 (часть 2).

35. Зайцева, М.М. Анализ вариантов изготовления стрелы одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных [Текст] / М.М. Зайцева, А.А. Котесова, А.А. Котесов. - М.: Деп. ВИНИТИ. 07.04.2011 №164-В2011.

36. Зайцева, М.М. Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных [Текст]: дис. канд. техн. наук / М.М. Зайцева. - Ростов-на - Дону, 2010г.

37. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике // Издательство «Мир», Москва, 1975

38. Исследование эксплуатационной надежности автомобилей при замене параметра сдвига распределения ресурса деталей закона Вейбулла / Касьянов В.Е., Косенко Е.Е., Косенко В.В., Котесова А.А., Хван Р.В. // Качество и жизнь. 2018. № 3 (19). С. 65-69.

39. К вопросу о методе расчета усталостного гамма-процентного ресурса / Котесова А.А., Косенко В.В., Евсеев Д.З., Копылов Ф.С., Крымский В.С. // Строительство и архитектура - 2017. Дорожно-транспортный факультет Материалы научно-практической конференции. Министерство образования и науки, Донской государственный технический университет, Академия строительства и архитектуры. 2017. С. 87-91.

40. Капур, К. Надежность и проектирование систем / К. Капур, Л. Ламберсон // Перевод на русский язык, издательство «Мир», Москва, 1980 г.

41. Капуста, П.П. Принципы обеспечения ресурсного проектирования несущих систем мобильных машин [Текст] / П.П. Капуста// Машиностроение 2013 №1.

42. Касьянов, В.Е. Алгоритм определения параметров прочности, нагруженности и ресурса с помощью аналитического перехода от выборочных данных к данным совокупности [Электронный ресурс] / Касьянов В.Е. и др.// Инженерный вестник Дона. — 2012. — №4 (часть 2).

43. Касьянов, В.Е. Аналитическое определение параметров закона Вейбулла для генеральной совокупности конечного объема по выборочным данным прочности стали [Электронный ресурс] / В.Е. Касьянов, А.А. Котесов, А.А. Котесова // Инженерный вестник Дона. — 2012.— №2.

44. Касьянов, В.Е. Анализ методов расчета усталостного ресурса деталей машин / Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Дудникова В.В. // Деп. в ВИНИТИ 28.04.03, №8271, 2003. 14с.

45. Касьянов, В.Е. Вероятностно статистическая оценка гамма-процентного ресурса рамы машины / Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н. // Вестник машиностроения. 1999. №6. С.10-12

46. Касьянов, В.Е. Интервальная оценка установленных показателей надежности машин и их составных частей / Касьянов В.Е., Скориков А.В., Вернези Н.Л. // Надежность и контроль качества. 1986. № 11.

47. Касьянов, В.Е. Исследование зависимости параметра формы распределения Вейбулла от размаха экспериментальных данных по прочности стали / Касьянов В.Е., Прянишникова Л.И., Кинсфактор А. А. // Тезисы докладов второго всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике: Йошкар-Ола. 2001. С. 606

48. Касьянов, В.Е. Методика и результаты оптимизации при повышении безотказности серийных одноковшовых экскаваторов // Рост. инж. строит. ин-т. Ростов - на- Дону. 1980. 16с. Деп. в ЦНИИТЭ. строймаше. 5.08.80 №216.

49. Касьянов, В.Е. Методика назначения вероятности безотказной работы деталей по технико-экономическим критериям // Надежность и контроль качества. 1979. №12. С. 20-24

50. Касьянов, В.Е. Определение статистического распределения действующих напряжений при нестационарном нагружении деталей одноковшовых экскаваторов / В.Е. Касьянов, А.Х.-М. Аннабердиев // Деп. в ЦНИИТЭСТРОЙМАШ №51 сд-85, 20.04.85.

51. Касьянов, В.Е. Определение корреляционной зависимости параметров функции распределения генеральной совокупности конечного объема деталей и выборочных распределений / Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Топилин И.В. // Деп. ВИНИТИ № 3038 - В 99, 11.10.99.

52. Касьянов, В.Е. Определение минимального ресурса базовых элементов машин (на примере одноковшового экскаватора) / Касьянов

B.Е., Топилин И.В., Роговенко Т.Н. // Вестник машиностроения. 2003. №3.

C.9-12

53. Касьянов, В.Е. Обоснование предельной безотказности модернизированных деталей машин за назначенный ресурс / В.В. Дерюшев, С.В. Теплякова // В сборнике: Достижения и проблемы современной науки. Сборник публикаций научного журнала «Globus» по материалам XIV международной научно-практической конференции. Сер. «Научный журнал «Globus»». - 2016. - С. 63-66.

54. Касьянов В.Е. Основы теории и практики создания надежных машин / Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Щулькин Л.П. //Вестник машиностроения. 2003. № 10. С. 3-6

55. Касьянов, В.Е. Применение генеральной совокупности конечного объема вместо выборочных данных в расчетах усталостного ресурса деталей машин / В.Е. Касьянов, С.В. Теплякова, А.А. Котесов // Научное обозрение. - 2014. - № 9-2. - С. 395-398.

56. Касьянов, В.Е. Расчётно-экспериментальное определение параметров прочности рукояти одноковшового экскаватора / Касьянов В.Е., Зайцева М.М. // Деп. в ВИНИТИ 27,10.2009, № 654-В2009

57. Касьянов, В.Е. Статистическая оценка прочности сталей с помощью полинома / Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н. // Надежность и контроль качества. 1995. №8. С.28-36

58. Касьянов, В.Е. Упрощенное определение ресурса совокупности по выборочным данным для стрелы одноковшового экскаватора / Касьянов В.Е., Котесова А.А., Теплякова С.В. // Инженерный вестник дона, 2013. № 2.

59. Клейнен, Дж. Статистические методы в имитационном моделировании // Москва, «Статистика», 1978.

60. Когаев, В.П. Определение надежности механических систем по условию прочности / Когаев В.П. - М.: Знание, 1976. 48с.

61. Когаев, В.П. Прочность и износостойкость деталей машин / В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. -М.: Высшая школа, 1991. 319с.

62. Когаев, В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени // М.: Машиностроение, 1977. 233 с.

63. Когаев, В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусенков // М.: Машиностроение. 1985. 224 с.

64. Когаев, В.П. Расчет функции распределения ресурса деталей машин методом статистических испытаний / В.П. Когаев, И.М. Петрова // Вестник машиностроения. 1981. № 1. С. 9-11.

65. Концевой, Е.М. Ремонт крановых металлоконструкций / Е.М. Концевой, Б.М. Розенштейн // М: Машиностроение, 1979. 206 с., ил.

66. Котесов, А. А. Анализ напряженно-деформированного состояния хобота портального крана "Кировец" кпп-16(20) при тяжелом режиме работы методом конечных элементов // Инженерный вестник Дона. — 2013. — № 2 (25). — с. 40.

67. Котесов, А.А. Аналитическое определение параметров закона Вейбулла для генеральной совокупности конечного объема по выборочным данным прочности стали // Materialy VIII mezinarodni vëdecko - prakticka konference «Predni vëdecké novinky - 2012». - Dil 11. Technické vëdy. Tëlovychova a sport: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o - 88 stran.

68. Котесов, А. А. Методика определения параметров вероятностного распределения совокупности прочностных характеристик конструкционных сталей по выборочным данным // Вестник РГУПС. -2020. - № 4. - С. 23-29.

69. Котесов, А.А. Методика определения параметров закона Фишера-Типпета 2-го порядка для распределения совокупности средневзвешенных напряжений по выборочным данным в интервале нормативных нагрузок / А.А. Котесов, А.А. Котесова // Известия Тульского

Государственного Университета. Технические науки. - 2020.- №11. - С. 225-231.

70. Котесов, А. А. Методика обеспечения безотказности металлоконструкций грузоподъемных кранов в течение срока службы / А.А. Котесов, В.Е. Касьянов, А.А. Котесова // Вестник РГУПС, - 2020. - № 4. - С. 30-39.

71. Котесов, А.А. Проверка метода для определения параметров трехпараметрического распределения Вейбулла генеральной совокупности конечного объема по выборочным данным // Известия Ростовского государственного строительного университета. 2012. № 16. С. 152.

72. Котесова, А. А. Алгоритм расчета гамма-процентного усталостного ресурса стрелы и хобота портального крана для генеральной совокупности конечного объема / Котесова А. А., Котесов А.А. // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2020. № 4 (208). С. 57-62.

73. Котесова, А.А. Уточненное определение ресурса совокупности по выборочным данным для стрелы одноковшового экскаватора [Электронный ресурс] / Котесова А.А. // Инженерный вестник Дона. — 2013.— №2.

74. Котесова, А. А. Расчетно-экспериментальное определение предела выносливости сталей через твердость // Строительство и архитектура - 2015: материалы междунар. науч.-практ. конф. / РГСУ. -Ростов н/Д. -2015.

75. Крамер, Г. Математические методы статистики [Текст] / Крамер Г. - М.: Мир, 1975. - 648с.

76. Крюссар К. Новые концепции о пределе текучести в железе и малоуглеродистой стали //Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия. 1967. С 276-287.

77. Ланг, А.Г. Портальные краны. 2-е изд., переработ. и доп. / А.Г. Ланг, И.С. Мазовер, В.С. Майзель // М-Л., Машгиз, 1962. С. 284

78. Марковец, М.П. Определение механических свойств металлов по твёрдости [Текст] / Марковец М.П. - М.: Машиностроение. 1979. 191 с.

79. МДС 12-42.2008 Нормирование затрат на техническое обследование, техническое обслуживание и ремонт грузоподъемных кранов, крановых путей, выполнение проектных и конструкторских работ. // ЗАО «ЦНИИОМТП». - М.: ОАО «ЦПП», 2008 - 10 с.

80. Метод определения распределения совокупности конечного объема по выборке / Касьянов В.Е., Прянишникова Л.И., Дудникова В.В., Кузьменко А.В. // Тезисы докладов пятого всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике: М. 2004, с. 238 - 240

81. Обеспечение на стадии производства заданной долговечности групп роликовых подшипников в зависимости от твердости их деталей / Касьянов В.Е., Миронюк В.П., Роговенко Т.Н., Онишков Н.П. // Вестник машиностроения 2000. №8. С. 15-18

82. Определение параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема по выборке прочностных характеристик сталей / Касьянов В.Е., Прянишникова Л.И., Дудникова В.В., Кузьменко

A.В. // Деп. в ВИНИТИ. № 389, 3.03.04.

83. Определение максимальной нагруженности методом Монте-Карло для генеральной совокупности конечного объема / Роговенко Т.Н., Зайцева М.., Котесова А. А., Котесов А. А. // Materialy VII Miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Perspektywiczne opracowania s^ nauk^ i technikami - 2011» - Volume 54. Techniczne nauki.: Przemysl. Nauka I studia - 112 str. 83-85.

84. Определение параметра формы распределения Вейбулла для выборочных сдвигов при помощи коэффициента асимметрии / Касьянов

B.Е., Прянишникова Л.И., Прянишников А.В., Дудникова В.В. // Тезисы

докладов четвертого всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике: М. 2003. С. 603-664.

85. Оценка параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема / В.Е. Касьянов, М.М. Зайцева, А.А. Котесова, А.А. Котесов // Депонированная рукопись. - № 21-В2012 24.01.2012

86. Проников, А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение 1978. - 592 с., ил. - (Межиздательская серия «Надежность и качество»)

87. Проников, А.С. Параметрическая надежность машин и технологического оборудования. Проблемы, перспективы, тенденции. [Текст] / А.С. Проников // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. - №2.

88. Расчетно-экспериментальное определение гамма-процентного ресурса стрелы одноковшового экскаватора для генеральной совокупности конечного объема / Касьянов В.Е., Зайцева М.М., Котесова А.А., Котесов А.А., Котова С.В. // Инженерный вестник Дона. 2012. № 1 (19). С. 45-50.

89. Ржаницын А.Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов. // М.: Строй военмориздат, 1949. 236 с.

90. Рош, М. О сопротивлении усталости сталей / Рош М., Эйхингер А. // В кн.: Вопросы усталостного разрушения сталей. - М.: Машгиз, 1957. - С. 7-91.

91. РТМ 24.090.24-76 Краны грузоподъемные. Оптимизация показателей надежности. Научно-исследовательский институт информации по тяжелому и транспортному машиностроению, 1978.

92. РТМ 24.090.25-76 Краны грузоподъемные расчет вероятности безотказной работы элементов. Научно-исследовательский институт информации по тяжелому и транспортному машиностроению, 1978.

93. РТМ 24.090.53-79 Краны грузоподъемные. Выносливость стальных конструкций. Метод расчета. - Центральный научно-

исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по тяжелому транспортному машиностроению, 1981.

94. РТМ 212.0110-82 Техника портовая перегрузочная. Указания по техническим осмотрам и дефектации металлоконструкций портальных кранов // Ленинград, «Транспорт», 1983

95. Ряхин, В. А. Долговечность и устойчивость сварных конструкций, строительных и дорожных машин / Ряхин В. А., Мошкарев Г.Н. //- М.: Машиностроение, 1984.-232 с.

96. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов // Издательство «Мир», Москва, 1979

97. Серенсен, С.В. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. Руководство и справочное пособие. Изд. 3-е перераб. и доп. Под ред. С.В. Серенсена. / С.В. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М. Шнейдерович // М., «Машиностроение», 1975. С. 488

98. Соболь, И.М. Численные методы Монте-Карло // Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1973.

99. Сравнение параметра сдвига распределения совокупностей исходной и полученной вычислительным экспериментом для показателей надежности деталей / В.Е. Касьянов, А.А. Котесова, А.А. Котесов, С.В. Котова, А.А. Калабухов, А.Л. Климович, А.С. Ляшенко // Инженерный вестник Дона. 2012. № 1 (19). С. 387-391.

100. Стрелецкий, Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений [Текст] / Н.С. Стрелецкий -М.: Стройиздат, 1947. 95с.

101. Топилин, И.В. Определение минимальных значений прочности деталей машин // Методы менеджмента качества 2001. №12. С. 38-41

102. Труханов, В.М. Надежность, испытания, прогнозирование ресурса на этапе создания сложной техники [Текст]: монография / В.М.

Труханов, В.В. Клюев. - Издательство: Спектр Москва 2014, 313с.

103. Труханов, В.М. Методика прогнозирования и расчета ресурса сложных систем контроль. Диагностика [Текст] / В.М. Труханов. - М.: БИБЛИО-ГЛОБУС №4(826) 2013 с.45-49

104. Труханов, В.М. Модель формирования постепенных отказов проблемы машиностроения и надежности машин [Текст] / В.М. Труханов -М.: Наука №3, 2015, с. 77-79.

105. Уилкс, С. Математическая статистика [Текст] / С. Уилкс / Перевод с англ. - Наука, 1967. - 632 с.

106. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения" утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 26 ноября 2020 года N 461 // Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс" и сверен по: Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru, 31.12.2020, N 0001202012310065

107. Фрейденталь, А. Математические теории неупругой сплошной среды [Текст] / А. Фрейденталь, Х. Гейрингер ; Перевод с англ. А. И. Смирнова ; Под ред. Э. И. Григолюка. - Москва : Физматгиз, 1962. -432 с. : черт.; 21 см. На обороте тит. л.: A. M. Freudental and H. Geiringer. The mathematical theories of the inelastic continuum. Berlin a. o., Springer Verl., 1958. (Handbuch der Physik. Hrsg.von S. Flügge. Bd. VI)

108. Хазов, Б.Ф. Прогнозирование наработки на отказ по критерию минимума ремонтных затрат // Строительные и дорожные машины. 1992. №1.

109. Хазов, Б.Ф. Эффективность повышения показателей долговечности машин и комплексов // Строительные и дорожные машины. 1990. №7. С. 22-24.

110. Хазов, Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования / Хазов Б.Ф., Дидусев Б. А. // М.: Машиностроение. 1986.—224 с.

111. Хейвуд, Р.Б. Проектирование с учетом усталости [Текст] / Р.Б. Хейвуд - М.: Машиностроение, 1969. - 504с.

112. Хозяев, И.А. Управление надёжностью машин на основе экономических критериев [Текст] / И. А. Хозяев, В.В. Радин // Вестник ДГТУ Ростов-на-Дону №10 (61), 2011. С. 1850-1856

113. Хозяев, И.А. Оценка надежности машин на основе рисков их функционирования [Текст] / И.А. Хозяев, Л.В. Коледов, В.А Важенин // Научно-методическая конференция "Инновационные технологии в науке и образовании-2015" Дивноморское, 07-10 сентября 2015 г. С.395-402.

114. Шварц, Г. Выборочный метод. Руководство по применению статистических методов оценивания // Москва «Статистика», 1978

115. Школьник, Л.М. Справочник. Методика усталостных испытаний // М., Металлургия, 1978. 304 с.

116. Ensuring assigned fatigue gamma percentage of the components / Kotesova А.А., Teplyakova S.V., Popov S.I., Kopylov F.C. // International Scientific Conference «Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development»: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. -2019. - Vol. 698. doi:10.1088/1757-899X/698/6/066029.

117. Fisher, R.A. Limiting forms of the frequency distribution of the longest of smallest member of sample / Fisher R.A., Tippet L.H.C. // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, Volume 24, Issue 2, April 1928, pp. 180 - 190.

118. Heywood R.B. Fatigue testing of structures by the resonance method Schweitzer Archiv, 19, Aug. 1953.

119. Kasyanov, V.E. Synthesis of methods and principles of ensuring the reliability of one-off and serial production machines / V.E. Kasyanov, V.V.

Deryushev, E.E. Kosenko [et al.] // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018) electronic edition. "MATEC Web of Conferences". - 2018. - С. 02106.

120. Kasyanov, V.E. Endurance tests of single machines production / V.E. Kasyanov, V.V. Deryushev, L.P. Shulkin [et al.] // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018) electronic edition. "MATEC Web of Conferences". - 2018. -02107.

121. Kotesova, А.А., Ensuring assigned fatigue gamma percentage of the components / А.А. Kotesova, S.V. Teplyakova, S.I. Popov, F.C. Kopylov // International Scientific Conference «Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development»: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2019. — Vol. 698. doi:10.1088/1757-899X/698/6/066029.

122. O' Neil H. Hardness measurement of metals and alloys / 2-nd edition, London. 1967. 238 p.

123. Sedlacek, J. Statistika theorie unavy material // Stroirenstvi N 11.

1955.

124. The transition from the sample data to the total aggregate of the final volume and the analysis of this transition laws / S. V. Teplyakova, A. A. Kotesova, S. I. Popov, A. A. Kotesov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913 (2020) 042054 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/4/042054 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/913/4/042054/pdf

125. The transition from the sample data to the total aggregate of the final volume and the analysis of this transition laws / S. V. Teplyakova, A. A. Kotesova, S. I. Popov, A. A. Kotesov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913 (2020) 042054 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/4/042054 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/913/4/042054/pdf.

126. Theoretical substantiation of ensuring the machine parts' reliability for the assigned target life / S. V. Teplyakova, A. A. Kotesova, A. A. Kotesov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913 (2021) 042054 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/4/042054 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/913/4/042054/pdf

127. Teplyakova, S. V. Theoretical substantiation of ensuring the machine parts' reliability for the assigned target life /, A. A. Kotesova, A. A. Kotesov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 913 (2021) 042054 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/4/042054 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/913/4/042054/pdf.

128. Weibull, W. A statistical theory of the strength of materials, Ing. Vetenskaps Akad. Handl, N151. 1939.

129. Weibull W. A statistical distribution function of wide applicability. J. Appl. Mech. 1951. p. 293-297.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Программа для определения параметров закона Фишера-Типпета с тремя параметрами в программном комплексе MatLab v 9.9:

data = [х1;х2;...;хп];

custompdf = @(x,a,b,c) (c>x).*(b/a).*(((c-x)/a).A(b-1)).*exp(-((c-x)/a).Ab);

opt = statset(,MaxIter,,1e5,,MaxFunEvals,,1e5,'FunValCheck,,,off);

params = mle(data,'pdf,custompdf,,start,,[a* b* c*],,Options,,opt,,UpperBound', [-Inf 0 G],'UpperBound',[max(data) Inf Inf]);

%Программа для оценки безотказности деталей грузоподъемных машин при усталости по комплексно откорректированным параметрам характеристик прочности и нагруженности в программном комплексе MatLab v 9.9: %Исходные данные: %Детерминированные величины:

Tsl = [...]; Ptex = [...]; Vrc= [...]; trc = [...]; NO = [...]; N1= [...]; beta = [...]; Ks = [...]; psis = [...]; epss = [...]; delta = [...]; r = [...]; nu = [...]; k = [...]; a1 = [...]; a2 = [...]; a3 = [...]; ap = [...];sigamax [...]; sigtmin [...]; sigrmin [...]; %Вариационные ряды:

data1: fi = [...]; sigai = [...]; data2: sigti = [...]; sigri = [...]; %F-T3:

[data1] = [x1;x2;...;xn];

custompdf = @(x,a,b,c) (c>x).*(b/a).*(((c-x)/a).л(b-1)).*exp(-((c-x)/a).лb);

opt = statset(,MaxIter',1e5,,MaxFunEvals,,1e5,,FunValCheck,,,off);

params = mle(data,'pdf,custompdf,,start,,[a* b* c*],'Options',opt,,UpperBound,,[-

Inf 0 0],'UpperBound',[max(data) Inf Inf]);

%parameters data 1:

[an, bn, cn]; [af, bf, cf]

%W3:

[data2] = [x1;x2;...;xn];

custompdf = @(x,a,b,c) (c<x).*(b/a).*(((x-c)/a).л(b- 1)).*exp(-((x-c)/a).лb);

opt = statset(,MaxIter',1e5,,MaxFunEvals,,1e5,,FunValCheck,,,off);

params = mle(data,'pdf,custompdf,,start,,[a* b* c*],'Options',opt,,UpperBound,,[-

Inf 0 0],'UpperBound',[max(data) Inf Inf]);

%parameters data 2:

[at, bt, ct]; [ar, br, cr]

cka = sigamax;

Ea1 = ((ca/aa)лbt)-((cka/aka)лbka);

Ea2 = (ca-aa*((bt-1)/bt)л(1/bt))- (ckt-akt*((bkt-1)/bkt)л(1/bkt)); solve(Ea1, Ea2, aka,bka); ckt = sigamin;

Et1 = ((ct/at)лbt)/((ckt/akt)лbkt)-(ct/ckt)л(bkt/bt);

Et2 = (ct+at*((bt- 1)/bt)л(1/bt))- (ckt+akt*((bkt-1)/bkt)л(1/bkt));

solve(Et1, Et2, akt,bkt);

ckr = sigrmin;

Er1 = ((cr/ar^br)/((ckr/akr^bkr)-(cr/ckr^(bkr/br);

Er2 = (cr+ar*((br- 1)/Ьг)л(1/Ьг))- (ckr+akr*((bkr-1)/bkr)л(1/bkr));

solve(Er1, Er2, akr, bkr);

nz=1+a1+a2+a3;

Ksd=Ks/(beta*psis*delta*epss);

Nb = Ptex*Tsl*trc*(cf-af*(-log(g/100))A(1/bf))/Vrc;

Eg1=cka-aka*((-log(g/100))A(1/bka))-(2*ckr+2*akr*((-

log(g/100)A(1/bkr))/(nz*ksd*((1-r)*k+(1+r)*nu);

Eg2 = cka-aka*((-log(g/100))A(1/bka))-((2*ckr+2*akr*((-

log(g/100)A(1/bkr))/(nz*ksd*((1-r)*k+(1+r)*nu))*(ap*N0/(Ptex*Tsl*trc*(cf-af*(-

log(g/100))A(1/bf))/Vrc))A((log10(((2*ckr+2*akr*((-

log(g/100)A(1/bkr))/(nz*ksd*((1-r)*k+(1+r)*nu))-(log10(ckt+akt*((-

log(g/100))A(1/bkt))/(log10(N1)-log10(N0));

if Nb > N0 solve(Eg1,g); else solve(Eg2,g);

%Вероятность безотказной работы, %:

>> ans = g

192177, Россия, Санкт-Петербург, 3-й Рыбацкий проезд, д.З литер Е, пом. 26Н т/ф: [phone]-77 www.zi)to.ru e-mail: [e-mail]

ООО «Завод ПТО им. С.М.Кирова»

Исх. № от 21.04.2021

г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования Котесова Анатолия Анатольевича на тему: «Оценка безотказности машиностроительных конструкций при усталости по параметрам прочности и нагруженности»

Данный акт составлен в том, что методика оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости, разработанная кафедрой «Эксплуатация транспортных систем и логистика» Донского государственного технического университета, принята для применения при расчетах надежности грузоподъемных кранов.

В состав методики входит перечень исходных данных, необходимых для оценки безотказности деталей грузоподъемных машин, модель и алгоритм оценки безотказности на основе вероятностно-статистических методов оценки характеристик прочности и нагруженности, приведен порядок определения рациональной безотказности по критерию суммарных удельных затрат, а также общие положения.

Использование данной методики позволяет выполнить оценку безотказности деталей грузоподъемных кранов на этапе проектирования при поверочном расчете на выносливость, дает возможность разработать рекомендации по повышению показателей безотказности грузоподъемных кранов находящихся в эксплуатации, позволяет обеспечить безопасность эксплуатации грузоподъемной техники, уменьшить затраты на текущий ремонт, а также сократить ущерб от возможного простоя, что обеспечит определённый экономический эффект.

Апробация и внедрение результатов исследования использовались для оценки безотказности деталей несущих элементов ранее разработанных моделей грузоподъемных кранов.

Исполнительный директор ООО «ЗПТО им. С.М.Кирова»

Г.Н. Сдвижков

21.04.2021 г.

Ул. Петровская 2, Азов, 346780, Россия, Тел./факс :(86342); 5-24-26 Тел.4-10-20

E-mail: [e-mail]

2, Petrovskaya Str, Azov, 346780, Russia, Tel./Fax : (86342);5-24-26;

Тел. 4-10-20 E-mail: [e-mail]

ООО «АЗОВСКИЙ МОРСКОЙ ПОРТ»

Исх.№^У от 26.04.2021 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования Котесова Анатолия Анатольевича на тему: «Оценка безотказности машиностроительных конструкций при усталости по параметрам прочности и нагруженности»

Данный акт составлен в том, что методика оценки безотказности машиностроительных конструкций при усталости, разработанная кафедрой «Эксплуатация транспортных систем и логистика» Донского государственного технического университета, принята для применения при расчетах надежности грузоподъемных кранов.

В состав методики входит перечень исходных данных, необходимых для оценки безотказности деталей грузоподъемных машин, модель и алгоритм оценки безотказности на основе вероятностно-статистических методов оценки характеристик прочности и нагруженности, приведен порядок определения рациональной безотказности по критерию суммарных удельных затрат, а также общие положения.

Использование данной методики позволяет выполнить оценку безотказности деталей грузоподъемных кранов на этапе проектирования при поверочном расчете на выносливость, дает возможность разработать рекомендации по повышению показателей безотказности грузоподъемных кранов находящихся в эксплуатации, позволяет обеспечить безопасность эксплуатации перегрузочной техники, уменьшить затраты на текущий ремонт, а также сократить ущерб от возможного простоя, что обеспечит определённый экономический эффект.

Генеральный директор ООО «Азовский морской порт»

Г.В. Гребенюков

26.04.2021 г.