Файл: Иванов, Г. С. Эксплуатационная надежность и совершенствование технологии изготовления железобетонных шпал.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
ность процесса. А средние квадратические отклонения выборок, подчиняющиеся распределению х2. могут характеризовать рас сеивание признака вокруг этого центра, т. е. стабильность про цесса.
Рассмотрим один из вариантов применения этого метода для оценки точности и стабильности параметров технологичес
кого |
процесса изготовления |
шпал по их основным |
качествен |
||
ным |
характеристикам (трещиностойкости |
конструкции, проч |
|||
ности, плотности и морозостойкости |
бетона |
и толщине его за |
|||
щитного слоя). |
шп а л |
характеризуется |
моментом |
||
Т р е щ и н о с т о й к о с т ь |
трещиностойкости Мтрв подрельсовом и среднем сечениях. Ана лиз показывает, что
|
АГТр=/(з, Да, Щ , |
|
||
где, з — величина |
предварительного |
напряжения арматуры; |
||
А а— отклонения |
центра |
тяжести |
арматуры при |
неизмен |
ной высоте шпалы; |
шпалы за счет толщины |
нижнего |
||
A h— отклонение высоты |
||||
защитного слоя бетона. |
|
|
Рассмотрим методы пооперационного контроля для каждого' из указанных параметров:
•Мтр =f(a;Aa — Ci; hh — C2)
где С] и С2— постоянны.
В соответствии с требованиями СНиП II-B1—62 напряжение в проволочной арматуре не должно превышать 0,65 R \ , но
Рис. 27. Кривые распределения (при анализе точности и стабильности параметров технологи ческого процесса):
а — напряженийи в арма'ту
ре: б — отклонений армату1 -
ры; в — прочности бетона
® m |
К |
62
быть не менее 0,4 R " . В то же время допускается кратковре
менная перетяжка до 0,75 R ".
Пусть величины з генеральной совокупности распределяют
ся по нормальному закону (рис. 27, а) с характеристиками Ха и 50 . За браковочный минимум можно принять величину
0,65 R " . При пооперационном контроле величины з распреде ление частот выборочных средних при выборках малого объема (k = n—1<20) обычно подчиняется распределению Стьюдента с
характеристиками X* и Sc .
Согласно требованиям ГОСТ 10629—71 величина контроли
руемого |
предварительного |
напряжения отдельных |
проволок |
||
не должна |
отличаться |
от указанной |
в рабочих чертежах |
||
более |
чем |
на ±10%. |
Если при |
этом принять |
в ка |
честве норматива указанную выше величину напряжения, рав
ную 0,65 /?", то минимальное |
напряжение должно составлять |
в отдельных проволоках 0,585 |
R I , а максимальное 0,715 /?"> |
что для проволоки диаметром 3 мм с браковочным минимумом R'l =180 кгс/мм2 соответственно дает 105 и 129 кгс/мм2.
Тогда при комбинированных условиях контроля точность технологического процесса натяжения арматуры может быть признана достаточной, если выполнено условие (см. обозна чения на кривых распределений, рис. 27, а)
0 J\b R l> X l ~ h S ' —tqtK -Д г - >0,585/?"; |
(2.2) |
У к
стабильность обеспечена, если 1
где X I — средняя арифметическая величина для выборки, рас пределенной по закону Стьюдента;
S, — среднее квадратическое отклонение для генерального распределения;
п — объем выборки;
k — n—1—-число |
степеней |
свободы |
для |
распределения |
Стью- |
|||
дента; |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛА.к, у.2,—табулированные |
значения |
распределений |
Гаусса, |
|||||
Стьюдента и ХИ квадрат. |
|
|
|
|
|
|||
Задаваясь величиной вероятности забракования Р» по ука |
||||||||
занным в условиях (2.1) |
двум независимым признакам и пользу- |
|||||||
1 Условие (2,3) |
получено |
из |
доказательства |
[18] |
о |
том, что |
величина |
|
п S2 |
|
2 |
|
, |
|
. |
,, |
|
— -— распределена по закону Хсо степенями свободы |
(п—'1); |
|
||||||
аг |
|
|
|
|
|
|
|
|
63
ясь таблицами легко проверить выполнение условий (2.2) и (2.3). В качестве примера рассмотрим данные наблюдений по контролю величины напряжений отдельных проволок, получен ные на Чудовском заводе железобетонных шпал.
Характеристика гене- |
Характеристики распре- |
||||||
рального |
распределения |
|
деления |
выборки |
|||
N |
— |
634 |
шт. |
п |
= |
10 шт. |
|
Х а |
= |
121 кгс/мм2 |
X I |
— 126 |
кгс/мм2 |
||
S a |
= |
9,2 кгс/мм2 |
S® = |
8,9 |
кгс/мм2 |
Принимая Ра =2,10 и 20% и полагая, что вероятности за бракования по указанным в условии (2.1) двум независимым признакам равны, т. е. соответственно составляют 1; 5 и 10%, проверим возможность выполнения условий (2.2) и (2.3) по исходным данным Чудовского завода. Результаты вычислений приведены в табл. 12.
|
Т а б л и ц а |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка возможности |
выполнения условий (2.2) и (2.3) |
|
|||||
|
|
|
|
|
Выполнение условий |
|
|
||
Ра • К |
Л |
|
Ха |
|
(22) |
|
(2.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
2,33 |
3,23 |
2,09 |
129 > |
94,4 > 105 |
8,9 <4,1 |
(не |
вы- |
|
.10 |
1,64 |
2,26 |
3,32 |
(не |
выполнено) |
полнено) |
(не |
вы- |
|
129> 1 0 3 ,7 » |
105 |
8,9<5,4 |
|||||||
20 |
1,29 |
1,83 |
4,17 |
(не |
выполнено) |
полнено) |
выпол- |
||
129 » |
108,3 » |
105 |
8,9<6 (не |
||||||
|
|
|
|
(не |
выполнено) |
нено) |
|
|
Из табл. 12 видно, что по полученным исходным данным точность напряжения арматуры весьма низка и условие (2.2) может быть выполнено при вероятности забракования, прибли жающейся к 20%. Стабильность процесса при этом, естествен но, не обеспечена. Аналогичная картина вскрывается и по дан ным других шпальных заводов, проверку по которым здесь не приводим.
ЛГтр= /(Л а, ДЛ = С2;а=С3),
где С3= const.
В соответствии с требованиями ГОСТ 10629—71 отклонения от проектного положения проволок напряженной арматуры не
64
Должны превышать ± 3 |
мм. Факторы, |
оказывающие |
влияние |
на величину Aat , приведены в табл. 13. |
неблагоприятном сочета |
||
Из табл. 13 видно, |
что при самом |
||
нии перечисленных причин суммарные |
отклонения |
арматуры |
|
от центра тяжести сечения шпалы могут составлять |
±18 мм, |
||
Т а б л и ц а |
13 |
|
|
Отклонения арматуры от проектного |
|
||
положения Да,- |
|
|
Причина отклонения
Неточности в изготовлении плашек по толщине 'и расположению окон в корпусах
захватов Износ плашек за счет вмятин от закрепля-
емой арматуры Смещение захвата по вертикали относи-
тельно торца формы из-за неточного рас положения консолей на форме и крон штейнов на захватах
Неточности изготовления конструкции формы и ее ячеек
Прогиб формы под статистическими нагрузками от внецентренных сжимающих усилий и веса бетонной смеси
Прогиб арматуры под весом уплотняемой бетонной смеси
Обозначе |
Ориентировочная |
величина допуска |
|
ние |
для десятиместной |
|
формы, мм |
Ла, |
± 2 |
Ла2 |
0; —3 |
А а3 |
± 5 |
А а4 |
± 5 |
Ла5 |
+ 6 ; 0 |
А а6 |
0; —3 |
2 Да; |
± 1 8 |
которые при неизменной толщине нижнего защитного слоя бе тона должны привести к колебаниям момента трещиностойкости относительно его среднего расчетного значения (см. рис. 26) с размахом для подрельсового сечения шпалы +25, ,—30%; для среднего сечения шпалы +40, —35%.
Пусть известна суммарная плотность (рис. 27,6) вероятности
Для |
системы |
нормально распределенных |
случайных |
величин |
|||||
(генеральное |
нормальное |
распределение) |
в готовых |
шпалах и |
|||||
известна |
плотность вероятности выборки |
из |
п < 20 |
|
образцов; |
||||
обе |
эти |
характеристики |
подчиняются |
распределению Стью- |
|||||
Дента. |
|
|
что центры |
указанных |
распределе |
||||
Можно предположить, |
|||||||||
ний |
сконцентрированы в малой окрестности |
точки — общего |
|||||||
Центра, |
соответствующего |
расчетному |
положению |
центра тя |
жести арматуры в поперечном сечении шпалы Адя . Тогда при известной вероятности забракования Р да и среднеквадрати ческом отклонении S ^ a можно установить величину браковоч
3—3096 |
65 |
ного минимума и максимума |
для |
генеральной |
совокупности |
||||
(см. рис. 27, б). |
шах |
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t±Sx ;(2. |
||
|
I |
а |
=АГл ± |
а |
|
||
|
min |
|
а |
|
|
||
для выборки из |
20при |
известном Р\а |
|
||||
malc |
h — |
s. |
(2.46) |
||||
I |
x l = |
x , |
± t qik_ |
^ . |
|||
min |
|
|
a |
Y |
k |
|
В качестве примера проанализируем результаты замеров на Чудовском заводе, если известны характеристики генерального нормального распределения для подрельсового сечения шпалы
Х ^ а = 8 6 |
мм; S да = 6 |
мм; 5да =3,5 мм. |
|
|
||
Результаты вычислений отклонения по (2.4) и (2.3) при ра |
||||||
нее принятых |
вероятностях забракования |
сведены в табл. 14. |
||||
|
Т а б л и ц а |
14 |
|
|
|
|
|
Проверка |
возможности выполнения условий (2.4) и (2.3) |
||||
|
|
|
|
Выполнение условий |
||
|
0 |
'<7,к |
X1 |
(2.4а) |
(2.46) |
(2.3) |
|
|
|
|
|||
2 |
2,33 |
3,25 |
2,09 |
72—100 |
79,5-94,5 |
3,5 < 2,7 |
|
|
|
|
|
|
(не |
|
.1,64 |
2,26 |
3,32 |
85,2—97,8 |
81,5—90,5 |
выполнено) |
10 |
3,5 < 8,5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
(вы |
|
/1,29 |
11,83 |
4Л7 |
80,3—93,7 |
82,3—89,7 |
полнено) |
20 |
3,5 < 3,9 |
|||||
|
|
|
|
|
|
(вы |
полнено)
Из табл. 14 видно, что во всех случаях вероятные возмож ные отклонения арматуры от проектного положения превыша ют допуск, установленный ГОСТом. Стабильность процесса по
условию (2.3) может быть обеспечена только при |
вероятности |
|||
забракования по одному независимому |
признаку |
Р да =5% . |
||
По другому варианту, пользуясь построением рис. |
27, б, |
мож |
||
но теоретически обосновать величины допусков для |
генераль |
|||
ного распределения £>2 и выборки DB : |
|
|
|
|
А2 Х 15 и Д , Н 1^ |
, |
|
|
(2.5) |
Принимая согласно требованиям стандарта |
£>г= ± 3 |
мм, |
||
подсчитаем по (2.5) величины допусков |
для выборки |
п =10 |
66