автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Определение остаточного срока службы специального подвижного состава с учетом неполноты исходной информации

кандидат технических наук
Лафта Вааил Махмод
город
Санкт-Петербург
год
2011
специальность ВАК РФ
05.22.07
Автореферат по транспорту на тему «Определение остаточного срока службы специального подвижного состава с учетом неполноты исходной информации»

Автореферат диссертации по теме "Определение остаточного срока службы специального подвижного состава с учетом неполноты исходной информации"

Лафта Вааил Махмод

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО СРОКА СЛУЖБЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА С УЧЁТОМ НЕПОЛНОТЫ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2011

2 1 ДПР ¿011

4844380

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель

доктор технических наук Соколов Алексей Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дудкин Евгений Павлович

кандидат технических наук, доцент Меланин Виктор Михайлович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Уральский государственный

университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится «28» апреля 2011г. в 16 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 при ФГОУВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д.9, ауд. 5-407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «28» марта 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.А. Кручек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшими характеристиками специального подвижного состава являются: нормативный срок службы и градиент расходования ресурса, в зависимости от объёма выполняемой работы и условий эксплуатации. Эти характеристики служат основой для назначения сроков технического обслуживания и ремонта, а неточности в расчётах непосредственно влияют на безопасность движения.

Во ВНИИЖТе, МИИТе, ПГУПСе и в других организациях разработаны методики по оценке остаточного ресурса разных типов подвижного состава, с учётом осреднённых данных, описывающих условия эксплуатации. Значительно меньше исследований по данной проблеме выполнено для специального подвижного состава и крайне мало для жёстких условий эксплуатации в Средней Азии и в странах Ближнего Востока, что наносит большой экономический ущерб транспортным компаниям.

В связи с этим, весьма актуальной является задача разработки прикладной методики оценки остаточного срока службы специального подвижного состава (СПС), с учётом неполноты исходной информации и особенностей эксплуатации в странах Ближнего Востока. Целью настоящей диссертационной работы является разработка алгоритма оценки остаточного срока службы специального подвижного состава, с учётом неполноты исходной информации о нагруженности и условиях эксплуатации, который позволил бы поддерживать надёжность экипажей на заданном уровне.

Научная новизна исследований.

1. Разработана методика оценки остаточного срока службы специального подвижного состава при нечётко определенных исходных данных, основанная на теории нечетких множеств.

2. Составлен алгоритм оценки функций принадлежности нечетких параметров конструкции специального подвижного состава и условий его эксплуатации.

3. Разработаны математические модели для оценки остаточного срока службы специального подвижного состава по критериям коррозионной и усталостной прочности.

4. Разработана технология технического диагностирования с целью продления срока службы подвижного состава, с использованием нечёткой оценки остаточного ресурса его несущих конструкций.

5. Выявлены зависимости напряженного состояния несущих конструкций хоппер - дозатора, его нечёткого остаточного срока службы от степени

коррозионного износа его элементов, а также изменения скорости коррозии его элементов в течении срока эксплуатации.

Практическая значимость работы.

1. Разработана прикладная методика и математический аппарат, позволяющие производить техническое диагностирование и оценку остаточного срока службы специального подвижного состава в условиях неполноты и неточности исходных данных.

2. Разработана технология технического диагностирования с целью продления срока службы подвижного состава, с использованием разработанной прикладной методики, которая может использоваться при продлении срока службы специального подвижного состава, в том число парков стран Ближнего Востока и Средней Азии.

3. Выявлены зависимости остаточного срока службы хоппер - дозатора с автосцепкой типа AAR и тележками колеи 1435мм от степени коррозионного износа его элементов, которые позволяют значительно повысить эффективность технического диагностирования этого типа подвижного состава.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях: в Петербургском Государственном Университете Путей Сообщения, на научных семинарах кафедры "Подъемно-транспортные, путевые и строительные машины" (2008, 2009, 2010г.); VI международной научно-технической конференции «ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ XXI ВЕКА (идеи, требования, проекты) » (ПГУПС) 2009; 14-ой Московской международной межвузовской научно-технической конференции (МГТУ им. Н.Э. Баумана) 2010; Третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) 2010; международной научно-технической конференции «Энергия и управление» Университет Аль-Басра, 2010, Ирак и VI международном симпозиуме по трибофатике -Минск, БГУ 2010.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 16 научных работах, из них 5 печатных работ - в журналах, включенных в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и изложена на 139 страницах машинописного текста, включающих 64 рисунка и 8 таблиц. Список использованных источников насчитывает 111 наименований и 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен обзор и анализ исследований, посвященных оценке ресурса подвижного состава, в т.ч. специального, изучены основные причины неполноты исходной информации при оценке остаточного ресурса специального подвижного состава и сформулированы задачи исследования.

Анализ проведенных ранее исследований в области совершенствования конструкций подвижного состава и его элементов показал, что большой вклад в совершенствование подвижного состава внесли отечественные ученые: П.С. Анисимов, Е.П. Блохин, М.М. Болотин, Ю.П. Бороненко, В.И. Варава, A.M. Соколов, М.Ф. Вериго, C.B. Вершинский, В.Н. Данилов, JI.A. Кальницкий, A.A. Камаев, H.A. Ковалев, M.JI. Коротенко, В.Н. Котуранов, H.H. Кудрявцев, В.А. Лазарян, A.A. Львов, E.H. Никольский, А. В. Третьяков, Н.П. Петров, A.A. Попов, Ю.С. Ромен, А.Н. Савоськин, Т.А. Тибилов, В.Ф. Ушкалов, В.Д. Хусидов, И.И. Челноков, Л.А. Шадур, П.В. Шевченко, В.Ф. Яковлев и другие, а также зарубежные исследователи И. Боймель, Д.Л. Кофман, Г. Марье, Е. Шперлинг, которыми решен ряд задач статической и динамической нагруженности рельсовых экипажей, позволяющих оценивать качество различных типов подвижного состава и, на основе этого, создавать более совершенные конструкции и продление их срока службы. Вопросы продления срока службы подвижного состава,в т.ч. специального, исследованы в трудах A.B. Третьякова и В.П. Сычева. В тоже время, проведенный обзор и анализ существующих подходов к оценке остаточного срока службы подвижного состава позволил сделать вывод, что для дальнейшего их совершенствования, необходимо применение методов учитывающих неполноту, неточность и неопределенность исходных параметров моделей, используемых для оценки остаточного ресурса подвижного состава.

В результате проведенного краткого обзора и анализа исследований прочности и ресурса подвижного состава были сформулированы задачи исследования:

1. Разработка прикладной методики оценки остаточного срока службы специального подвижного состава при нечётко определенных условиях его эксплуатации.

2. Разработка математических моделей с нечеткими параметрами для оценки остаточного срока службы специального подвижного состава.

3. Расчетно-экспериментальные исследования остаточного срока службы специального подвижного состава, при нечётко определенных условиях его эксплуатации, на примере хоппер-дозатора.

4. Разработка технологии технического диагностирования, с целью продления срока службы с использованием нечёткой оценки остаточного ресурса несущих конструкций подвижного состава.

Для проведения исследования были использованы методы теории нечетких множеств, оптимизации, планирования эксперимента, конечных элементов, сопротивления материалов, ультразвуковой толщинометрии.

Вторая глава диссертации посвящена описанию разработанной методики и технологии оценки остаточного ресурса несущих конструкций специального подвижного состава. Предлагаемая методика основана на математическом аппарате теории нечетких множеств и использует два основных критерия прочности конструкции при оценке остаточного срока службы: критерий коррозионной и усталостной прочности. Выбор этих критериев обусловлен тем, что они наиболее часто и эффективно используются при оценке остаточного ресурса подвижного состава. Тем не менее, при необходимости методика может быть модифицирована для других критериев прочности, таких как малоцикловая усталость, трещиностойкость и т. п.

Методика состоит из трех основных частей. На первом этапе алгоритма (рис. 1) анализируются все нечеткие факторы, которые играют важную роль в оценке остаточного ресурса экипажа. Нечеткими факторами, в общем случае, являются параметры и информация, точные значения которых неизвестны.

Затем, по данным объективной информации (отклонениям толщин элементов несущих конструкций, точности результатов толщинометрии и дефектоскопии конструкции и т.д.), а также на основании ряда субъективных оценок (точности определения скорости деградации конструкции, стабильности условий эксплуатации и т.д.) формируются нечеткие значения исходных параметров указанных моделей прочности.

Основываясь на данных натурных измерений и имеющейся в распоряжении эксперта технической документации, разрабатывается конечно-элементная расчетная схема, позволяющая осуществлять оценку напряженного состояния при воздействии различных эксплуатационных нагрузок.

Целью третьего этапа является создание математических моделей на-груженности несущей конструкции подвижного состава в эксплуатации и оценки его остаточного ресурса, по критериям коррозионного износа и усталостной прочности.

Эти модели используются в методе стохастической аппроксимации нечеткого результата1, либо в другом методе нечетких вычислений, для

A.M. Соколов. Метод синтеза нечетких моделей прочности. Спб.: ОМ-Пресс — 2006 г., 204 с.

определения нечеткого значения планируемого периода продления срока службы машины.

1. Сбор исходной информации: |

Вид информации Метод сбора, источники данных Что получим

1 Исходные параметры конструкций. • Конструкторская документация, • Натурные измерения, • Анализ результатов талщинометрии. • Размеры элементов, • Толщина элементов. • Допуска на толщину.

2 Параметры эксплуатации подвижного состава • Паспорт машины, • Эксплуатационная документация. • Наработка (моточасы или км. пробега) в рабочем и транспортном режимах.

3 Параметры нагруженности подвижного состава • в транспортном, • в рабочем режиме. • Нормы..., • Натурные измерения, • Математические модели. • Расчетная нагруженность, • Экспериментальная нагружнность.

4 Свойства материала конструкции подвижного состава. • Нормативная документация, • Неразрушающие испытания. • Разрушающие испытания, • Математическое моделирование. • ГОСТы (предельные значения), • Экспериментальная оценка свойств материала, • Расчётная оценка свойств материала.

5 Результаты технического диагностирования. « Проведение обмеров геометрии конструкции, • Проведение толщинометрии конструкции, • Проведение нераэрушэющего контроля. • Фактические размеры, отклонение геометрии от нормы. • Фактические толщины с учетом коррозионного и абразивного износа • Оценка размеров внутренних дефектов

6 Неучтенные факторы • Проведение ходовых испытаний. • Распределение амплитуд ускорений кузова.

2. Формирование функций принадлежности исходных данных.

3. Формирование конечно-элементной математический модели нагруженное™ несущей конструкции подвижного состава в

эксплуатации.

4. Расчет нагруженное™ конструкции подвижного состава в

_эксплуатации._

5. Расчет остаточного ресурса несущей конструкции подвижного состава по критериям предельного состояния:

• Квазистатическая прочность с учетом коррозионного износа,

• Усталостная прочность

б. Расчет функции принадлежности остаточного ресурса методом стохастической аппроксимации нечеткого результата.

7.0ценка остаточного срока службы с заданной величиной риска р=?

Рис. 1. Схема методики оценки остаточного ресурса несущих конструкций подвижного состава в условиях неполноты исходной информации.

В заключении определяется нечеткое значение остаточного ресурса, которое позволяет оценить степень уверенности в новом назначенном сроке службы, и тем самым управлять рисками, возникающими при эксплуатации данного специального подвижного состава.

На основании предложенной в работе методики, была разработана технология технического диагностирования специального подвижного состава в условиях стран Средней Азии и Ближнего Востока. На первом этапе технологии решается задача оценки геометрических и конструктивных параметров экипажа. В случае отсутствия сопровождающей конструкторской документации, проводится полный или частичный реинжиниринг, путём обмера основных элементов конструкций экипажа. Главным результатом этого этапа технологии является конечно-элементная модель основных несущих конструкций экипажа (рис.2).

Вторым этапом технологии решается задача определения характерных схем нагружения данного экипажа в эксплуатации. Для разработки схем нагружения могут использоваться ранее проведенные исследования о реальной нагруженности экипажа данного типа в условиях фактической эксплуатации на полигонах стран Средней Азии и Ближнего Востока. В случае отсутствия таких исследований, могут использоваться нормы нагру-женности экипажей данного тапа, с поправкой их на специфику эксплуатации экипажей на данном полигоне. При полном отсутствии данных о фактической нагруженности экипажа в эксплуатации, необходимо проведение расчётно-экспериментальных исследований нагруженности экипажей данного типа в транспортном и рабочем режимах. Результатом данного этапа технологии является выбор режимов и разработка схем нагружения конечно-элементной модели для дальнейшей оценки остаточного ресурса по критерию коррозионной и усталостной прочности.

Задачей третьего этапа является оценка напряженно-деформированного состояния основных элементов несущих конструкций экипажа в условиях эксплуатации. Для этого проводится конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния и определяются высоконагруженные зоны конструкции, а также определяются зависимости эквивалентных напряжений от толщины элементов несущих конструкций экипажа.

На четвертом этапе технологии, проводится сбор исходной информации и оценка остаточного срока службы по критерию коррозионной прочноста. Для этого из анализа информации по отказам машин данного типа и данным по расположению высоконагруженных зон конструкции, полученным в результате конечно-элементного анализа, определяются зоны контроля коррозионного износа несущих конструкций экипажа. В этих зонах проводится ультразвуковая толщинометрия экипажа.

Рис.2. Многоуровневая технология оценки остаточного ресурса и продление срока службы несущих конструкций специального подвижного состава.

На совокупности данных толщинометрии группы экипажей одного типа, которые эксплуатируются в сходных условиях, проводится статистическая оценка скорости коррозии элементов несущих конструкций. Для уточнения напряженно - деформированного состояния данных зон, в условиях фактической эксплуатации, могут проводится испытания головного образца экипажей данного типа на статическую прочность при растяжении -сжатии и соударении.

При этом схема наклейки датчиков разрабатывается на основании карты зон контроля коррозионного износа.

Задачей пятого этапа является оценка срока службы по критерию усталостной прочности. В случае отсутствия достоверных экспериментальных данных о динамической нагруженности экипажа в эксплуатации, проводятся испытания на сбрасывание экипажа с клиньев для головного образца серии донного типа экипажей. Полученные данные об амплитуде динамических напряжений, действующих в транспортном режиме эксплуатации экипажа, можно использовать для корректировки функции принадлежности нечётких напряжений, либо в явном виде для оценки остаточного срока службы по критерию усталостной прочности, по предлагаемой методике. На последнем этапе технологии производится оценка нечёткого остаточного срока службы, в зависимости от остаточной толщины корродированных элементов конструкции. Затем производится дефаззификация этой зависимости при заданном уровне достоверности нечётких параметров моделей прочности. Для практических целей рекомендуется 95% уровень достоверности.

В заключение проводится ультразвуковая толщинометрия партии однотипных экипажей, сходных по конструкции с головным образцом, и для них, по выявленной ранее зависимости, определяется остаточный срок службы, который включает в себя заданную степень доверия к неопределенным факторам условий эксплуатации и конструкции экипажа. На основании этой оценки остаточного срока службы оформляется техническое решение о продлении срока службы специального подвижного состава.

В третьей главе диссертации проведена проверка применимости разработанной методики и технологии, на примере оценки остаточного ресурса хоппер-дозатора модели 19-1243. Хоппер-дозаторы (ХД) подобной конструкции имеют автосцепку AAR и тележки колеи 1435 мм, что является наиболее характерным для специального подвижного состава стран Средней Азии и Ближнего Востока.

С помощью программного комплекса Ansys была построена пластинчатая конечно-элементная расчетная схема, которая учитывала характерные нагрузки и кинематические ограничения для кузова хоппер-дозатора в транспортном и рабочем режимах. По результатам анализа напряженного состояния конечно-элементной модели хоппер-дозатора, под воздействи-

ем максимальных эксплуатационных нагрузок, были построены зависимости максимальных эквивалентных напряжений в наиболее нагруженных элементах конструкции, от остаточной толщины этих элементов (рис.3). Для данной конструкции такими зонами являются листы обшивы боковой стены кузова (точки А1, А2, АЗ).

3,0Н)8-^ 2,4Е08 ■ 1.8Е08 1ДЕ08 ■ й б,0Е07

точЫ А1

ш % * ♦

'Ч, тачгаЗ АЗ

»ч

* %

1Д 1,4 1,6 1,8 2,0 2Д 2,4 2,6 2,8 3,0 Толшнна металла, мм

Рис.3. Зависимость эквивалентных напряжений в точках модели от толщины элементов в этих точках.

Согласно разработанной методике для данного экипажа были сформированы функции принадлежности восьми нечетких параметров, характеризующих геометрические и механические свойства диагностируемой конструкции, характеристики ее эксплуатации. Для определения нечеткой скорости коррозии элементов конструкции хоппер - дозаторов в условиях тропического сухого климата стран Средней Азии и Ближнего Востока были проведены статистические исследования результатов толщиномет-рии 100 хоппер-дозаторов моделей 55-76 и ЦНИИ-ДВЗ-М эксплуатирующихся в средней полосе России, а также 10 хоппер-дозаторов, эксплуатировавшихся в Казахстане. Из результатов исследования были определены параметры регрессии для модального значения и отклонений функции принадлежности остаточной толщины элемента, от срока службы экипажа (рис.4). Дифференцированием этих регрессий была определена нечеткая скорость коррозии элементов конструкции хоппер - дозатора:

4°(0= кА(1)е-°'2' , ¡=4... 6 0)

6;-5;-3 ), Л<5> = (- 6;-5;-4 ), Л<4> = {- 26;-24;-22 ).,

где к - коэффициент пропорциональности равный ¿=0,78. Как было выявлено, выражения для нечеткой скорости коррозии элементов несущих конструкций хоппер-дозаторов, эксплуатировавшихся в России и Казахстане отличаются друг от друга на поправочный коэффициент 0,78,

что дает возможность распространить полученные выражения скорости коррозии на экипажи стран Средней Азии и Ближнего Востока.

Рис.4. Нечёткая зависимость остаточной толщины хребтовой балки в точке БЗ от срока службы.

В результате математического моделирования, с использованием метода стохастической аппроксимации нечёткого результата, были получены нечёткие значения эквивалентных напряжений в указанных выше элементах конструкций (рис. 5).

Исходными данными для оценки остаточного ресурса несущих конструкций хоппер-дозатора по критерию усталостной прочности использовались максимальные эквивалентные напряжения, возникающие в конструкции от воздействия вертикальной статической нагрузки и нагрузок, возникающих при дозировании балласта. Из этих значений напряжений были оценены амплитуды эквивалентных напряжений, циклически возникающих в конструкции в процессе эксплуатации. При этом амплитуда циклически возникающих напряжений в транспортном режиме хоппер-дозатора

определялась по модели симметричного цикла с амплитудой л°сг . в результате математического моделирования, с использованием метода стохастической аппроксимации нечёткого результата, были получены нечёткие значения дополнительного к нормативному сроку службы экипажа, по критерию усталостной прочности различных элементов конструкции (рис. 6). Инвертируя левую часть функции принадлежности этих нечетких значений, можно получить функцию принадлежности остаточного срока службы экипажа.

400 еоо всю 1оао 1200 Эквивалентны! напряжвниА^Па

Рис.5. Функции принадлежности нечетких эквивалентных напряжений в боковых стенках модели хоппер-дозатора в зависимости от срока службы экипажа.

X CL 50

: ЦСХПрЯЛЬНЯЯ часть:

/ Y хребтовой балки Г

Iii Правый 11 левый г

; : Iii ; шкворневые узлы

/// •;::;tü 1 i ilNiiiX

ь ю ю :ю ;кг ю ю ю ю Срркслужбы.лвт

Рис.6. Оценка срока службы различных узлов несущей конструкции

хоппер - дозатора по критерию усталостной прочности. На заключительном этапе формируется функция принадлежности комбинированной оценки остаточного ресурса по критерию коррозионной и усталостной прочности:

ßT = min ( ßT,,ß„), (2)

где IJ"T! - функция принадлежности оценки остаточного ресурса по критерию коррозионного износа,

t*™ - функция принадлежности оценки остаточного ресурса по критерию усталостной прочности.

По данной комбинированной функции принадлежности, с заданной достоверностью, определяется остаточный срок службы диагностируемого экипажа (рис. 7). При заданной достоверности 95% остаточный срок службы данного экипажа составил 4 года.

О 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Остаточный срок службы несущей конструкции хоппер-дозатора, лет

Рис. 7. Достоверность остаточного срока службы несущей конструкции хоппер — дозатора. В результате проведенных исследований по определению зависимости остаточного срока службы хоппер-дозатора модели 19-1243, при 95% достоверности этого значения от толщин элементов боковой стенки кузова и хребтовой балки, были получены регрессии вида:

- для кузова хоппер - дозатора

Г (у, )= 2(я1 + )- 3,5 ; где я,,аг2:1мм. (3)

где Б) и э2 - остаточная толщина центральной и боковой панели об-шивы боковой стенки кузова;

- для рамы кузова:

Г(*з,54)= 0,03185 + *42)- 0,25 (в3 + я4)+ 2,375 ; (4)

где 53, ^ 8мм.

где вз и Б4 — остаточная толщина верхней полки и боковой стенки хребтовой балки в шкворневом узле рамы хоппер - дозатора.

Указанные регрессии могут быть использованы для быстрой оценки остаточного срока службы хоппер-дозаторов подобной конструкции при техническом диагностировании и уже учитывают риски, связанные с неточностью оценки, в связи с неполнотой исходной информации.

Приведенные выше результаты справедливы только для головного образца партии хоппер - дозаторов, данные технического диагностирования которого используются в расчетах. Для других экипажей, диагностируемой партии, можно повторить проведение расчетов с использованием результатов их диагностирования. Однако, для партии однотипных экипажей технология определения их остаточного срока службы может быть значительно упрощена. Дело в том, что из анализа модели остаточного срока службы видно, что основным частным параметром, который изменится для каждого экипажа диагностируемой партии, является остаточная толщина боковой стенки кузова и полок хребтовой балки в зоне шкворневого узла. Таким образом, можно для данного типа экипажа провести серию вычислений и построить регрессию зависимости остаточного срока службы, при заданном уровне доверия, от толщины элементов диагностируемого экипажа.

В дальнейшем, при обследовании экипажа данного типа, достаточно провести только ультразвуковую толщинометрию указанных зон конструкций и затем, по вычисленной регрессии, назначить остаточный срок службы экипажа. При этом, данный назначенный срок службы уже будет выключать в себя степень доверия к нечётко определенным факторам, влияющим на оценку срока службы.

В рамках реализации разработанной технологии оценки остаточного срока службы был разработан пакет прикладных программ на языке МАТЬАВ. Данный пакет программ может быть использован для проведения технического диагностирования других типов СПС, по разработанной автором технологии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана прикладная методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций подвижного состава в условиях неполноты исходной информации, включающая в себя сбор и анализ доступной исходной информации, формирование функций принадлежности исходных параметров и анализ остаточного срока службы, по критериям коррозионной и усталостной прочности специального подвижного состава.

2. Создана классификация возможных исходных данных для оценки остаточного ресурса, методов и источников получения этих данных, а также разработаны способы формирования функций принадлежности нечетких исходных данных.

3. Разработана специальная технология, продления срока службы специального подвижного состава, которая включает в себя: оценку параметров диагностируемого экипажа, разработку характерных схем нагружения, расчетную и экспериментальную оценку его напряженно-деформированного состояния, оценку остаточного срока службы экипажа, по критериям усталостной и коррозионной прочности.

4. Определены зоны наибольших эквивалентных напряжений и оценены зависимости напряжений от толщины элементов конструкции: боковой стенки кузова и полок хребтовой балки в районе шкворневого узла хоппер - дозатора.

5. Проведенные статистические исследования позволили установить основные причины отказов несущих конструкций хоппер - дозаторов и оценить нечеткие зависимости скорости коррозии его элементов от срока службы экипажа.

6. Для проверки проведенных расчетов нагруженности хоппер-дозатора модели 19-1243, были проведены экспериментальные исследования, которые показали, что расхождение результатов расчета и эксперимента не превышает 12%, что подтверждает достоверность полученных результатов.

7. Для хоппер-дозатора модели 19-1243 была проведена нечёткая оценка остаточного срока службы, в результате которой была получена функция принадлежности, и при заданном уровне доверия в 95% , остаточный срок службы экипажа составил 4 года.

8. Для повышения эффективности использования разработанной технологии оценки остаточного срока службы хоппер - дозаторов, эксплуатирующихся в странах Средней Азии и Ближнего Востока, были проведены вычислительные эксперименты, по разработанной методике, и определены регрессионные зависимости остаточного срока службы хоппер - дозаторов от толщины их элементов конструкции.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: а) в издания, рекомендованных ВАК РФ:

1. Лафта В.М. Разработка методики оценки остаточного ресурса несущих конструкций подвижного состава в условиях неполноты исходных данных // Известия ПГУПС. - 2010. - №1. - С. 44 - 53.

2. Лафта В.М. Систематика возможных источников информации для оценки остаточного ресурса специального подвижного состава // Известия ПГУПС. - 2010. - №3. - С. 140 - 147.

3. Соколов A.M., Лафта В.М. Оценка остаточного срока службы подвижного состава в условиях неполноты исходной информации // Журнал «Транспорт Урала».-2010.-№3. -С. 69 - 73.

4. Лафта В.М. Оценка остаточного ресурса подвижного состава с помощью теории нечётких множеств // Журнал «вестник СамГУПС». -2010.-№3.-С. 89-95.

5. Лафта В.М. Метод формирования функций принадлежности источников информация при оценке остаточного ресурса подвижного состава в условиях неполноты информации // Известия ПГУГТС. -2010.-№4. .-С. 48-56.

б) В других изданиях:

6. Лафта В.М. Анализ прочности хоппер-дозатора с учетом неопределенности условий их эксплуатации // Сб. науч. трудов Респ. науч.-техн. конф. «Шаг в будущее». - СПб.: ПГУПС, 2008-С.15 - 17.

7. Соколов A.M., Лафта В.М. Анализ прочности путевых машин с учетом неопределенности условий их эксплуатации // Известия ПГУПС. -2008. -№2.-С. 61 -71.

8. Лафта В.М. Оценка остаточного ресурса подвижного состава и путевых машин в условиях неопределенности исходной информации // Тез. докл. VI межд. науч.-техн. конф. «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты».-СПб.:ПГУПС,2009.- С.107 - 108.

9. Лафта В.М. Факторы неопределенности при оценке остаточного ресурса путевых машин // Сб. науч. трудов Респ. науч.-техн. конф. «Шаг в будущее». - СПб.: ПГУПС, 2009- С. 13 - 16.

10. Лафта В.М. Оценки срока службы подвижного состава основанного на синтезе нечётких моделей прочности// Сб. науч. трудов Респ. науч.-техн. конф. «Шаг в будущее». - СПб.: ПГУПС, 2010- С. 42 - 44.

11. Лафта В.М. Разработка алгоритма оценки остаточного ресурса подвижного состава в условиях исходной информации // Тез. докл. XIV Московской межд. науч.-техн. конф. «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы». - Москва.: МГТУ им. Н.Э. Баумана,20Ю.-С. 164 - 166.

12. Лафта В.М. К вопросу о прогнозировании остаточного ресурса грузовых вагонов на основе метода синтеза нечетких моделей прочности // Тез. докл. Третьей Всероссийской межд. науч.-техн. конф. «Будущее машиностроения России». - Москва.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 225 - 227.

13. Waail Mahmod Lafta, Applying Fuzzy set method for solving mechanical engineering problems (Determining residual service life) // Proceedings of 1st International conference on Energy Power and Control (EPC-IQ01) -Basra, Iraq.: Al-Basra University, 2010- C. 34 - 41.

(Вааил Махмод Лафта, Применение нечеткого множества метода решения проблем машиностроения (определение остаточного ресурса) И Труды 1 -я Международная конференция по энергетической власти и

контроля (EPC-IQ01) - Басра, Ирак: Аль-Басра университет, 2010 - С. 34-41.)

14. Waail Mahmod Lafta, Development new method to determining the additional service life for rolling stock // Proceeding of VI International Symposium on Tribo-Fatigue - Minsk, Belarus.: Belarusian State University, 2010- C.ll - 13(Вааил Махмод Лафта, Развитие нового метода определения дополнительного срока службы подвижного состава / / Труды VI Международного симпозиума по Трибо-Усталость - Минск, Беларусь: Белорусский государственный университет, 2010 -С.11-13).

15. Лафта В.М. Остаточный ресурс эксплуатации путевой техники в условиях неопределенности // Журнал «Труды молодых ученых». -2010.-№1.-С. 48-54.

16. Лафта В.М. К вопросу о прогнозировании остаточного ресурса подвижного состава И Журнал «Труды молодых ученых». - 2010. - №4.

Подписано к печати <>*■ ми- Печ. л. - 2

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж 100 экз._Заказ № _

СР ПГУПС 190031, С. -Петербург, Московский пр. 9

Оглавление автор диссертации — кандидат технических наук Лафта Вааил Махмод

Введение 2011 год, диссертация по транспорту, Лафта Вааил Махмод

Заключение диссертация на тему "Определение остаточного срока службы специального подвижного состава с учетом неполноты исходной информации"

БиблиографияЛафта Вааил Махмод, диссертация по теме "Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация"