Файл: Паньков, Н. П. Ремонтопригодность автомобильной техники учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 63

Скачиваний: 0

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

вероятности 'сохранения исправного .состояния P'(t), взятая с об­ ратным знаком. Среднее же число исправных деталей ЛРер(М )за время при Л £ —0 будет не что иное, как N(t).

С учетом этих замечаний перепишем зависимость (1.68) сле­ дующим образом

 

 

 

 

X ( t ) = - P ' ( t ) - ^ -

 

 

(1.70)

Подставив вместо N (t)

его значение N ( t ) = N 0P(t),

получим

 

 

X(t) =

- P ' ( t )

К

 

P'(t) .

 

 

 

 

 

Pit)

 

 

 

 

 

 

 

Л'оP(t)

 

 

 

 

или

l(t) =

dP(t)

 

(1.71)

 

 

 

dtP(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X(*) dt =

 

dP(t)

 

 

(1.72)

 

 

 

 

Pit)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проинтегрируем

обе

части

равенства

(1.72)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.73)

При X(t) = X — const зависимость

(1.73)

.после интеприроваиия

примет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.74)

 

 

 

 

X t = — \x\.P(t)-\-c

.

 

(1.75)

При

t = 0

вероятность

сохранения

исправного

состояния

P(t)=A, a In = 0.

Поэтому

постоянная интеприршания

С также

будет равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

Xt = — In P(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

P(t) = e~lt

 

 

(1,76)

Из

зависимости

(1.76) следует, что вероятность сохранения

исправного состояния P(t)

за время t деталей и.з резины и яурст-.

масс, обладающих интенсивностью появления дефектов

X , убы­

вает со временем по экспоненциальной кривой.

 

 

Если теперь учесть,

что время

безотказной

работы т всегда

больше или равно t0, то P{t)

при т > Т определится:

 

а) если

Т <

t0,

Р (< Н 1 ;

 

 

 

 

 

б)

если

Т >

Т0

Р (t) — ё~г (7Wo)

 

 

 

44


Рис. 1.23. Распределение времени безотказной работы деталей, подвергающихся старению.

На рис. 1.23 изобра­ жено распределение вре­ мени безотказной работы деталей, подвергающих­ ся старению. Оно отли­ чается от обычного экс­ поненциально/го распре­ деления сдвигам всей кривой .вправо на вели­ чину t0. Плотность рас­ пределения с учетом ь0 при T< t0 f (Т) =0, а при 7"> t0ее можно предста­ вить зависимостью

f(T) = \e ~ X{T~t<,} . (1.77)

В данном случае ве­ личины г, и la являются параметрами так называемого двух/параметрического зиапоненциалыного распределения.

На рис. 1.24 представлены кривые P{t), отвечающие различ­

ным

плотностям распределения.

 

«а

Следует

отметить,

что

P(Tj

 

величину

to

оказывают

 

 

/влияние не только фвзико-

 

 

меха/ни/ческие свойства ма­

 

 

териала /детали, но и усло­

 

 

вия их работы или хране­

 

 

ния.

 

 

 

поло­

 

 

Из рассмотренных

 

 

жений /можно сделать сле­

 

 

дующие

заключения:

 

 

 

1. Время

безотказной

 

 

работы деталей, подверга­

 

 

ющихся старелиею, с доста­

 

 

точной для практики точ­

Рис. 1.24.

Кривые P (t), отвечающие

ностью

описывается

двух-

различным

плотностям распределения:

;пара/метрически/м

эталон ен-

7—двухпараметрическое экспоненциальное рас­

шальны/м распределением.

пределение; 2 однопараметрическое.

 

 

Эта закономерность .может быть использована при корректировке существующих норм расхода деталей на замену по старению.

2. Освеженные шины с боевых и строевых автомобилей долж­ ны устанавливаться на автомобилях, работающих в облегченных условиях. Использование этих /шин /на автомобилях строительных организаций, работающих с первгруз/иами в сложных климатиче­ ских и дорожных условиях, в/ряд ли .может быть .признано оправ­ данным.

45


СХЕМА ОТКАЗОВ ДЕТАЛЕЙ, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ КОРРОЗИИ

Коррозия поражает в первую очередь детали кузова и.кабины, системы охлаждения, тормозов, газораспределения и питания (топливные баки).

Металлические детали можно рассматривать как состоящие из элеметарных 'объемов, свойства которых имеют случайные ва­ риации их сопротивляемости проникновению коррозии.

Коррозия, продвигаясь внутрь детали, поражает один объем металла за другим. Но так как различные объемы металла поразному сопротивляются коррозии, то скорость коррозии будет подвержена случайным изменениям несмотря на то, что условия внешнего воздействия будут постоянными. Если, к этому добавить, что автомобилям приходится работать в различных дорожных и климатических условиях, когда и условия резко меняются, то ста­ нет понятным, почему скорость коррозии случайно варьируется, а реализации развития коррозии однородных объектов переплета­ ются. В результате этого переплетания может идти речь о какомто среднем значении скорости коррозии.

Поэтому рассмотренные выше законы распределения времени безотказной работы для деталей, подвергающихся изюосам, с оп­ ределенными допущениями применимы к деталям, подвергаю­ щимся коррозии. Однако возникает вопрос, а как рассматривать защитные покрытия (краски, лаки и т. д.).

Известно, что в течение длительного времени защитные покрьн тая предохраняют металл от коррозии. Но защищая металл от коррозии, само покрытие подвержено старению. Его защитные

свойства постепенно падают. В результате этого со временем под покрытием образуются участки корродированного (металла. Поэто­ му при рассмотрении отказов деталей, имеющих защитные покры­ тия, можно считать, что вероятность отказа ранее времени U (до разрушения покрытия) равна нулю

P { * < t 0} =0

Плотность вероятности распределения времени т представится в виде

f ( T ] = T ^ X r ( 7 ' - ^ ) т-1в-X(T--fo)

О

Если величина U задана, то параметры X и г могут быть най­ дены описанным выше способом при условии, что вместо t будет рассмотрено время t ta.

46

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ДЕТАЛИ

Рассмотренные случаи накопления остаточных изменений де­ талей автомобилей и законы распределения времени безотказной работы их дают возможность прогнозировать безотказную работу деталей при условии, что известны предельно допустимый износ S, средняя скорость износа X и число повреждений детали до отказа г.

Таким образом, вероятность выхода деталей автомобиля из строя .можно найти, если известны его определяющие параметры.

Обозначим текущее значение параметра, характеризующего работоспособность детали через х и а одно из предельных значе­ ний параметра, до которого согласно техническим условиям воз­ можна эксплуатация, — через х>. При этих условиях текущее зна­

чение отклонения параметра от предельного значения

составит

Ax, = xi — x 1 .

(1.79)

'Совершенно понятно, что x t и А х { являются случайными 'Ве­ личинамя, изменяющимися во времени.

Определим пробег автомобиля в заданных условиях эксплуа­ тации, в течение которого не наступит отказа данной детали.

Из теории вероятностей известно, что если задан закон рас­ пределения какой-либо случайной величины, то можно 'Определить ее математическое ожидание т.

Допустим, что математическое ожидание случайной величины

изменяется по линейному закону. Тогда

 

mxt (I) kl + mxt° ,

(1.80)

где тх{° — математическое ожидание параметра x L в начале рас­ сматриваемого интервала работы машины;

k — коэффициент пропорциональности.

Для получения закона изменения математического ожидания необходимо замерять значение параметра xt всех испытуемых однотипных деталей в начале работы и через пробег I и .вычислять значения тхг° и тх1(1). Отложив значения тхi° и тх,{1) на со­ ответствующих ординатах и соединив прямой полученные точ­ ки, мы получим искомый закон, где

!г = " * < « ) - тХ‘ ■ '

(1.81)

При известном предельном значении параметра Х\ полученная зависимость позволяет определить значение I критическое, до ко­ торого возможна эксплуатация детали. Наиболее обоснованным следует считать .предельное значение параметра Х\ в том случае,

47


если оно (получено при обработке статистических данных по отка­ зам деталей как математическое ожидание этого предельного значения.

'Воспользуемся результатами испытания на износостойкость шин, проведенных в институте шинной промышленности, и опре­

делим параметры

X и г.

 

 

 

 

 

 

 

ра

В табл.

1.6 приведены данные о приращении износа протекто­

(|в мм)

5 шин за интервал наблюдения 8 =11200 км.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1.6

 

 

 

 

Приращение износа протектора

 

 

 

S

 

 

 

 

И н т е р в а л п р о б е г а , К М

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■Си

0 -

1200-

24003600— 4800-

6000-

7200-

8400-

9600—

10 800—

S

1200

2400

 

3600

4800

6000

7200“

8400

9600

10800

12 000

О 2

 

!±» Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,4

0,5

 

0,1

0,0

0,3

0,1

0,4

0,2

0,5

 

0,1

2

0,5

0,6

 

0,2

од

0,5

0,3

0,2

0,1

0,6

 

0,4

3

0,5

0,7

 

0,3

0,1

0,5

0,6

0,1

0,5

0,2

 

0,6

4

0,0

0,7

 

0,6

0,3

0,3

0,2

0,7

0,0

0,0

 

0.2

5

0,9

0,3

 

0,8

0,4

0,4

0,0

0,2

0,2

0,4

 

0,0

Вычислим значения

средней

величины

приращения

износа

каждой шины

8^

за интервал наблюдения,

общую

среднюю ве­

личину приращения износа

для

всех

шиш 8Т, , дисперсии

S?

и S lrt, пользуясь следующими формулами:

 

 

 

;

т

(1.83)

2

1

т— %•

(1.84)

I

48


Результаты вычислений .приведены в табл. 4.7.

 

 

 

Т а б л и ц а 1.7

 

Расчет

Sy , Sj и lg SJ

 

Номер шины

8

S?

1 g s l

1

0,26

0,0338

2,5289

2

0,35

0,0383

2,5832

3

0,41

0,0477

2,6785

4

0,30

0,0778

2,8910

5

0,36

0,0893

2,9509

Зт, = 0,336

2 S? =0,2869

2 lg S i = 6,3675

Средняя дисперсия приращений

определенная .по фор­

муле (*S*2 Stj), составляет 5 28^ =

0,0554.

 

Последующие расчеты выполним в следующем порядке.

Для проверки гипотезы о равенстве дисперсий применяют так

называемый

критерий Бартлетта.

При его нахождении

.сначала

определяют

число

степеней

свободы

k = l — 1 и вычитают у-2 по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,3026

1{т -

1),

 

* 2 v

 

 

.

(1.85)

1 +

 

Z-j- 1

ig; ^

-

т 2 ' * '

31 (т. — 1)

 

 

 

 

 

 

/=1

 

 

Подставим данные и определим k= 5 — 1=4

и критерий

у-2

У.2

2,3026

5 (1 0 - 1)

,

0,2869

 

^—6,3675

 

=3,2

1 +

 

5 + 1

 

 

Ig - + ~

 

 

 

 

3-5(10-1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По таблицам распределения у-2 .находим значения допустимого у2д, которое соответствовало вычисленному значению числа сте­

пеней свободы k и вероятности

 

 

Р {у.2 >

у.;2}= 0,05 .

 

В .нашем случае .при k=A и Я { у.2 > у.2д}

=0,05 y.20,os = 9,5 .

Таким образом, гипотеза

о равенстве

дисперсий справедлива,

т.к. ■%*< у-гяо„

3,2 <9,5.

 

 

А Заказ № 657.

49