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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 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