автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Обеспечение заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных

На правах рукописи

ЗАЙЦЕВА МАРИНА МИХАЙЛОВНА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННОГО УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАЛЫХ ВЫБОРОК ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Специальности: 05.02.02 - машиноведение, системы приводов и детали

машин

05.05.04 - дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2010

904602818

004602818

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет» на кафедре технической эксплуатации и сервиса автомобилей и оборудования (РГСУ)

Научный руководитель: Научный консультант:

Официальные оппоненты: Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Касьянов Валерий Евгеньевич; кандидат технических наук, доцент Роговенко Татьяна Николаевна

доктор технических наук, профессор Жаров Виктор Павлович; кандидат технических наук, доцент Зиновьев Владимир Евгеньевич

ЗАО «Донмеханизация», г.Ростов-на-Дону

Защита состоится 27 мая 2010 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.058.06 при Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан_апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд.техн.наук., доцент

А.Т. Рыбак

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В современных условиях не перестает быть актуальной проблема повышения эффективности функционирования строительных машин. Недостаточный уровень надежности, отказы строительной техники, в частности одноковшовых экскаваторов, приводят к нарушению сроков выполнения работ, что влечет за собой значительные экономические потери. Повышение надежности, снижение трудовых и эксплуатационных затрат является важной задачей машиностроительной отрасли.

Одной из базовых деталей экскаватора является рукоять, отказ которой влечет за собой отказ машины в целом и высокие экономические затраты. По этой причине данной ответственной детали уделено особое внимание.

В последние годы произошло снижение объемов производства строительных машин, сократились финансовые возможности для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с повышением технического уровня, качества, надежности машин. Поэтому заводы и конструкторские бюро вынуждены сокращать объемы и продолжительность испытаний серийных, модернизированных и новых машин. В такой ситуации на первый план выходит задача уменьшения объемов выборок исходных данных по прочности, нагруженности и ресурсу деталей. Таким образом, корректное использование малых выборок даст ощутимый эффект в трудоемкости и стоимости.

Таким образом, обеспечение заданного усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных по прочности и нагруженности определяет актуальность представленной работы.

Цель исследования. Разработка метода обеспечения и оптимизации заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с применением малых выборок исходных данных.

Основные задачи:

1. Разработать модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных.

2. Разработать метод перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема прочности, нагруженности и ресурса.

3. Составить алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора.

4. Получить параметры прочности, нагруженности и ресурса деталей одноковшового экскаватора расчетно-экспериментальным методом.

5. Найти оптимальное значение гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора и оценить адекватность модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

6. Определить экономический эффект от увеличения до оптимального уровня гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Разработана модель, которая позволила выявить закономерности при обеспечении заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных по критерию - удельным суммарным затратам на изготовление и эксплуатацию деталей одноковшового экскаватора. Получены аналитические зависимости для перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема через промежуточную совокупность для прочности, нагруженности и ресурса.

Практическая ценность работы:

1. Снижены затраты, трудоемкость и продолжительность исследований для малой выборки п=5 относительно применяемых выборок п=10-50 в 2-10 раз, а относительно выборки в 50 значений снижены на порядок.

2. Разработана методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

3. Приведены результаты оптимизации значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора.

4. Получено оптимальное значение вероятности безотказной работы 0,997 для ресурса рукояти одноковшового экскаватора 20 тысяч часов.

5. Предложены рекомендации по увеличению гамма-процентного ресурса рукояти, применение которых обеспечит годовой экономический эффект на программу завода 500 ед. равный 92500 руб.

Реализация работы в промышленности. ЗАО «Донмеханизация» и ООО «МК Теплоэнергомонтаж» принята к использованию для расчетов надежности строительных экскаваторов и другой строительной техники разработанная методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора, позволяющая повысить надежность одноковшовых экскаваторов и других строительных машин, а также сократить ущерб от простоя техники, снизить затраты в эксплуатации, на ремонт, получив при этом определенный экономический эффект.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях в Ростовском государственном строительном университете в 2007-2009 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 13 печатных работ, в том числе две работы в журналах, входящих в «Перечень ведущих научных журналов и изданий» ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 149 наименований; содержит 60 рисунков, 20 таблиц и изложена на 142 страницах машинописного текста. В приложение вынесены акты внедрения предлагаемых разработок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой проблемы повышения эффективности функционирования строительных машин при использовании малых выборок исходных данных. Изложены цель, задачи, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ методов оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных, а также методов определения усталостной прочности и нагруженности деталей машин.

Начиная с 60-х годов XX века, вопросами исследования и повышения надежности машин, в том числе и одноковшовых экскаваторов, занимались многие ученые: В.П. Когаев, C.B. Серенсен, В.П. Жаров, Д.М. Беленький, В.Е. Касьянов, JI.M. Грошев, И.А. Хозяев, Д.П. Волков, Б.В. Бойцов, В.И.Брауде, И.Н. Величкин, Л.В. Коновалов, Р.В. Кугель, Е.С. Кузнецов, А.Ш. Рабинович, С.С. Дмитриченко, Б.Ф. Хазов, Б.А. Бондарович, О.А.Полушкин, A.C. Проников, A.A. Андросов, Р.В. Ротенберг, которые внесли значительный вклад в развитие теории и практики надежности машин.

Накоплен многолетний опыт применения корреляционных зависимостей твердости и предела прочности ав с пределом выносливости а., сталей, что обеспечило значительное снижение затрат на определение «т./. Отмечено использование одноступенчатого (переход от твердости к пределу выносливости) и двухступенчатого (переход от твердости к пределу выносливости через предел прочности) методов получения a.i.

Анализ выполненных исследований показал, что имеется возможность совершенствования методов обеспечения заданного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

Применяемые ранее разработанные методы оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных не лишены недостатков (отсутствие параметра сдвига, несостоятельность и неэффективность оценки параметров вероятностных распределений показателей надежности, получение различных результатов при одинаковых исходных данных и т.д.).

Таким образом, возникает необходимость разработки нового метода обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных, так как в современных условиях сокращения объемов выпуска машин уменьшились средства для проведения различных видов испытаний при доводке машин по надежности.

Во второй главе дана характеристика модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных (рис.1), которая отвечает следующим требованиям:

1. Получать генеральную совокупность конечного объема ресурса детали по малой выборке значений прочности (твердости, предела выносливости и предела прочности) и нагруженности с помощью моделирования.

2. Учитывает как экспериментальные данные по прочности и нагруженности, так и технико-экономические параметры машины.

3. Позволяет рассчитывать и оптимизировать гамма-процентный ресурс детали.

Блок-схема модели включает в себя шесть блоков: I - параметры, влияющие на техническую производительность машины; II - параметры, влияющие на удельные затраты; III - параметры малой выборки, ПСКО, генеральная СКО предела выносливости и средневзвешенных напряжений; IV - параметры, необходимые для моделирования ресурса детали; V- параметры, влияющие на снижение предела выносливости; VI-параметры, необходимые для определения гамма-процентного ресурса

одноковшового экскаватора

В данной модели использованы следующие обозначения: С, - i-e удельные затраты на единицу выработанной машиной продукции; г'=1,...,/с; к - количество вариантов изготовления рукояти; Цр - цена рукояти; Птп -техническая производительность экскаватора; Зр - затраты на ремонт; Кшп -коэффициент, учитывающий наполнение ковша; Краз - коэффициент разрыхления грунта; Птгор - теоретическая производительность экскаватора; VK - ёмкость ковша; t4 - время цикла; уор, - оптимальное значение вероятности безотказной работы; Q¡ - вероятность отказа; у,% - значение вероятности безотказной работы; Tpdiy - расчетный гамма-процентный ресурс детали; АТрд, ВТрд, СтРд - параметры распределения ресурса детали; ц/а -коэффициент, учитывающий остаточные напряжения при сварке; Кс -коэффициент концентрации напряжений; Л - коэффициент, учитывающий состояние поверхности; еа — коэффициент, учитывающих влияние абсолютных размеров поперечного сечения на предел выносливости детали; Kc¿ - суммарный коэффициент изменения предела выносливости детали; Тр1 до списания машины - заданный ресурс машины; ар - сумма относительных усталостных повреждений; N0 — базовое число циклов; / -частота нагружения; Tpd¡ — значения ресурса детали, полученные моделированием по формуле Велера-Серенсена-Когаева и выборочным данным по прочности и нагруженности; МБ - малая выборка; a.¡ - предел выносливости стали; МБ а„ - малая выборка средневзвешенных напряжений; А ¡¡ска, Впско, СПско ~ параметры распределения промежуточной совокупности конечного объема (ПСКО) средневзвешенных напряжений; Aace, Bace, Cace (Aa.¡, Ba.¡, Ccr.¡) - параметры распределения генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) средневзвешенных напряжений в опасном сечении детали (предела выносливости); С гскоасв - параметр сдвига ГСКО средневзвешенных напряжений; С, гскоасв - распределение параметров сдвига ГСКО средневзвешенных напряжений, полученное с помощью моделирования; 1 - метод ТЭСАО (аналитический метод получения ПСКО по малой выборке); 2 - корреляционный метод (метод для определения параметров распределения Вейбулла для ГСКО); 3 - распределение Фишера-Типпета; 4 - двухступенчатый метод, позволяющий рассчитывать предел выносливости при использовании эмпирических формул корреляционной зависимости между твердостью, пределами прочности и выносливости; 5 -интервальное оценивание параметра сдвига распределения средневзвешенных напряжений; б-трехпараметрический закон Вейбулла;

Далее изложены методы получения СКО прочностных характеристик и средневзвешенных напряжений по малой выборке исходных данных. Для получения распределения генеральной СКО Arrc^o=103-106 предлагается совокупность аналитических методов. От распределения малой выборки и=5—15 осуществляется переход к промежуточной совокупности конечного объема (ПСКО) jV/7ca'o=50-100 значений методом ТЭСАО, названным в соответствии с названием кафедры «Технической эксплуатации и сервиса автомобилей и оборудования». Для дальнейшего перехода к ГСКО можно применить любой известный метод.

Предлагаемый метод ТЭСАО основан на использовании распределения абсолютных размахов порядковых статистик выборки, то есть распределения разностей между элементами вариационного ряда. Абсолютные размахи порядковых статистик связаны с числом таких значений совокупности, которые могли бы попасть в выборку при объеме экспериментов в 50-100.

Функция распределения абсолютных размахов }уг = хг-х,. (г,л=1,...,и)

имеет вид:

IV

о

где- плотность распределения размахов (в общем виде):

+00

/(IV„ ) = С„ \Рг-1(х)р(х)[Р(х + 1Г„ )- Р(х)]°-Г~х р(х + РГ„ )Х

— 00

х [\ - Р(х + Шп)]"~!ск,

С„ ----; Р(х) - функция распределения характеристики;

р(х) - плотность вероятности характеристики.

Моделированная ПСКО складывается из и значений выборки, двух значений границ априорного интервала [А, В] и пдоп дополнительно смоделированных значений. Таким образом Ипско = п + 2+ пд(т

Дополнительные значения моделируются между выборочными значениями характеристики х, в соответствии с вероятностью размаха в количестве пд0П, (/= 1,..., и-/), а также в интервалах [Л, х,] и [х„, В] в количестве п^ 0 и поппп соответственно.

Количество дополнительных значений ставится в зависимость от абсолютных размахов, их вероятностей, объема ПСКО и объема выборки, то есть пд0П{\Уич, Р(ШИ+,) ,ИПско, «) Для 1 = 1,..., п-1. Таким образом, объем ПСКО „ Нпско = п +

м>

"-1 рог. ) к пско

р'

-(М„ско -п-1),

-(КПсКо-п-2),

У

|ДС Г = тт {-ш-}' ^ = шах {-*±!-}■

Для проверки достоверности полученных предлагаемым методом результатов, проведен вычислительный эксперимент, который показал, что 76 - 86% моделированных совокупностей конечного объема по малым выборкам объема п = 5, 10, 15 однородны с исходной совокупностью по критерию Вилкоксона и 76 - 88% - имеют с ней общую генеральную совокупность по критерию Смирнова-Колмогорова. В качестве исходных данных использованы значения твердости НВ стали 09Г2С, широко применяемой в машиностроении. Таким образом, это позволяет использовать моделирование в оценке параметров прочности и нагруженности.

Для дальнейшей оценки у%-го ресурса требуется найти у%-е значение прочностных характеристик. Поэтому проведено сравнение метода ТЭСАО с существующими методами определения гамма-процентных значений прочностных характеристик сталей по малым выборкам - бутстреп и методом РГСУ (аналитический метод перехода от параметров выборки к параметрам совокупности при значении параметра формы закона Вейбулла Ь<2 и Ь>2). Анализ показал, что все три метода имеют недостатки. В частности, бутстреп: значительная зависимость оценки НВу от исходной выборки; получение различных результатов при одинаковых исходных данных; неизбежность совпадения размноженных выборок; зависимость от качества датчика случайных чисел. Метод РГСУ: возможность расчета у%-го значения только при использовании трехпараметрического закона Вейбулла исходной СКО. Метод ТЭСАО: возможность получения совокупностей конечного объема (СКО) 50 N^0 200.

Тенденции изменения полученных относительных погрешностей следующие: при использовании бутстрепа погрешности находятся в диапазоне 1-22%, при возрастании у минимальные 5 уменьшаются, максимальные и средние - увеличиваются; при использовании метода РГСУ-в диапазоне 1-25% при увеличении у минимальные и средние 5 уменьшаются, максимальные- увеличиваются, при использовании метода ТЭСАО-в диапазоне 0,1-10%, при возрастании у минимальные, максимальные и средние 5 уменьшаются (рис.2).

3 -3) -15 10

НБГшт ЧВ,_-ИВг

изг—

ИСХОДНОГО НВут

погрешность для среди го ж&чеюгя 100К- Жг -^-¿ДВ Г исходаого

0,94 0.95 ('.!'( 0.97 0,93 Метод РГСУ

1

¡:л

^<1

погрешность ДО гаачеккж НВу

не »одного НВужа

У

\ /

"л •

........ ......... Ч-.

0,;'Ч 0,95 0,97 0,9

Ъ*

0,94 С',?5 0.96 0,?7 0.93 0Г°9 I

Рис.2. Погрешности определения у% значений твердости НВ

9

Опираясь на проведенный анализ, для получения гамма-процентных значений прочностных характеристик рекомендуется применять метод ТЭСАО, так как погрешность в данном случае минимальна.

Для перехода от промежуточной СКО к генеральной СКО применяется ранее разработанный корреляционный метод, заключающийся в использовании коэффициентов перехода от параметров ПСКО к параметрам ГСКО, для определения которых в зависимости от размаха значений параметров R определены уравнения множественной степенной регрессии при индексах корреляции /„, = 0,73 - 0,91.

Параметры Агско, ВГСКо, СГСКо рассчитываются по следующим формулам:

л _ ^пско ■ п _ Впско . ^ - Спско д R г1

Агско-—.— > "гско ~~' 7г—> LrcKo-~Tr—> гДе Апско> £>пско, <-пско — Ка Ка Ка

параметр масштаба, формы и сдвига трехпараметрического закона Вейбулла

ПСКО соответственно;

Ка, КЬ, Кс - коэффициенты перехода для определения параметров

распределения Вейбулла АГСко, Вгск0, СГСко соответственно.

Ка = 0.611 + 0.0066R + 0.003« +1.37 -10"8N^ко -5,1 • Ю"5/?2 -9.5 • 10"V --1.4-10",5^гсга,2 — 5.9 • 10~бЛл — 6Л-\0~'2RNкм + 4.74-10"'3nN^ко; КЬ = 0.66 + 0.007Я + 0.0019п-8.5-10"9//гао -5.3-10"5Д2 -4.8-10"V + + 6.52 ■ 10"" N^ko2 ~ 8-5' М"6 Rn -1.5 • 10"" RN гско +1,05 • 10"" nNкко;

Кс = 1.93 + 0.023Л - 0.012« + 6.61 ■ 10"' N ^ко - 9,06 • 10"5 R2 + 2.64 • 10"V -- 7.34 ■ 10"17 Nkko1 - 3,67 • 10 '5 Rn +1.5 • 10"" RN ^ +1.56 ■ 10'" nN^K0.

По полученным с помощью корреляционного метода параметрам распределения ГСКО вычислены гамма-процентные значения твердости ГСКО НВук (к=1, 2,...,50), оценка точности которых проведена с помощью сравнения погрешностей относительно минимального Зт,„%, максимального

<>т ах°/о и среднего дср,% гамма-процентных моделированной выборки НВук (табл. 1).

значении

твердости Таблица 1

у % дтт, % Ömax, % scp,%

99,9 7,75 3,44 2,5

99,99 9,6 2 4,5

Таким образом, проведенные исследования показали, что применение разработанного метода получения генеральной совокупности конечного объема по малой выборке с использованием распределения абсолютных размахов и корреляционной связи параметров распределения, позволяет получить гамма-процентное значение твердости ГСКО (МГСко =Ю3 - 106) по малой выборке объема п = 5 со средней погрешностью 2 - 9,6%.

На основании разработанной модели составлен алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора (рис. 3). Исходными данными для определения оптимальной

Исходные данные: априорный интервал:

детерминированные: п. Ипско. Нгско. Кгско.

у . Ко. Дг Цр, V«. 1ц. к*«. Кр«^, Q

вариационные ряды: Xм ос.мв £». »= 1.

Переход к ПСКО 0.1 по формулам табл. 2 с помощью моделирования ПСКО НВ методом ТЭС АО

Получение параметров ГСКО а.1 корреляционным методом с помощью моделирования ПСКО методом ТЭСАО

Получение ГСКО о.г ^ *=1,...,1^гско (рис.4)

Моделирование максимальных значений гско асв (рнс.5) с помощью ПСКО и ее аппроксимации Ф-ТЗ

Моделирование ресурса рукояти -Оз (ар■ ■ > >д--^'* X ¿=1,...,1^гско> аппроксимация ВЗ и определение Трт (рис.6)

Определение технико-экономических параметров (Пгек, Зр, Трн). Минимизация удельных затрат С{1Др, Зр, Птсх, Трд> у| Трд—Трл}

РоР1 = Р(ТрССт|п))

]

Рис.3. Алгоритм расчета ВБР рукояти одноковшового экскаватора

ВБР рукояти одноковшового экскаватора являются (блок1): априорные интервалы - А(а-\ Ат>, В^'"', В(а^ изменения предела выносливости а.1, твердости НВ и средневзвешенных напряжений ас„ соответственно; п, Нпско, №гско — объемы выборки, промежуточной и генеральной совокупностей конечного объема соответственно; Я гско ~ размах генеральной совокупности конечного объема ГСКО; т- показатель степени кривой усталости; у- вероятность безотказной работы; Х"^ - малая выборка МВ твердости НВ или <т_;; ст,.,,"^ - малая выборка МВ средневзвешенных напряжений.

Алгоритм позволяет осуществить выбор (блок 2) между малой выборкой твердости НВ и малой выборкой предела выносливости, представленных в перечне исходных данных (блок 1).

Моделирование генеральной совокупности конечного объема прочности, нагруженности и ресурса проводится по алгоритмам (рис. 4, 5, 6). Расчет технико-экономических параметров и минимизация удельных затрат осуществляется согласно алгоритму (рис.7).

Рис.4. Алгоритм получения ГСКО Рис-5- Алгоритм моделирования предела выносливости максимальных значений ГСКО ссв

/

Исходные данные: детерминированные: г^, N0, ш, Ко, Д, бо,

/ I/

/ / «.Н.....Мгао

Лодетрованне ресурса рукояти по формуле Беллера-Сершсеиа-Когаева

■ збоо-л1/, с

_____. .'■ 'л __

¡=¡+1

Аппроксимация ВЗ с параметрами А, В, С

1>, = С + А"-Ь(-^-) ' V 100%

Исходные данные: К„„„ Кр11г>, V,, I» 3™.СЛ» ^„СД,

I

7 е, -!-''№,)

В

4

$ с ч,, + з«>-е.

...... ____

,0 1 ¡4+1

11 ¡=\.....к}

12 Р^- РСГрСС^п)) ■

Рис.6. Алгоритм моделирования ресурса рукояти и получения его гамма-процентного значения

Рис.7. Алгоритм определения технико-экономических параметров и минимизации удельных затрат

Таким образом, разработанный алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора позволяет выполнить оптимизацию вероятности безотказной работы рукояти при использовании малых выборок по параметрам модели, рассматривая различные варианты изготовления детали, тем самым, определяя оптимальное значение гамма-процентного ресурса.

В третьей главе изложено расчетно-экспериментальное определение прочности, нагруженности и гамма-процентного ресурса деталей (на стадии проектирования). Приведен алгоритм расчета усталостного гамма-процентного ресурса деталей одноковшового экскаватора по малым выборкам исходных данных.

С целью определения прочности образцов (деталей) для промежуточной и генеральной совокупностей конечного объема по малой выборке были отобраны образцы сталей 15ХСНД, 09Г2С, СтЗ, широко применяемых в машиностроении. После проведения в лаборатории кафедры замеров малой выборки объема п=5 твердости НВ на твердомере ТР 2140 и моделирования промежуточной совокупности конечного объема (ПСКО) Ипско=Ю0 методом ТЭСАО, построены эмпирические функции распределения (рис. 8).

15ХСНД

09Г2С

СтЗ

Г№

,1 1'

/

л

Г(НБ)

о?

Ц

П о? о

,1 0,6 Ц 0Х 0' У ' ! т

1 /

у

1

.,1 I4 /

юо ш мо 160: НВ

13) 140 Ш И НВ' ш 130 1е 1511 м нв

Рис.8. Эмпирические функции распределения твердости НВ стали

Проведен анализ известных эмпирических формул корреляционной зависимости твердости НВ, НУ; предела прочности ав и предела выносливости а.]. По результатам анализа для определения а., предлагается пользоваться формулами из табл. 2.

Таблица 2

Эмпирические формулы корреляционной зависимости

Метод Сталь легированная Сталь углеродистая

Одноступенчатый о-., =0,162 НУ ст., = 0,18 НВ

Двухступенчатый а_, = 0,765аа -123,4 сг_, = 0,468(7,, - 2,6

Таким образом, сравнение двух методов перехода от твердости НВ к (т./, показало, что минимальное значение предела выносливости, полученное двухступенчатым методом перехода меньше, чем одноступенчатым на 1,36,2% для легированных сталей и 11,8% - для углеродистой стали. Это свидетельствует о том, что использование первого метода дает завышенную оценку прочности, что, например, при расчете усталостного ресурса приведет к появлению преждевременных отказов.

В целях экспериментального определения действующего напряжения в опасном сечении рукояти обратной лопаты одноковшового экскаватора

(рис.9) было выполнено тензометрирование, перед

которым осуществлялась

тарировка датчика с помощью балки равного сопротивления. В результате была получена осциллограмма амплитуд

напряжений в опасном сечении рукояти.

В связи с тем, что применение традиционного метода расчета нагруженности при использовании амплитудных значений напряжений в опасном сечении детали приводит к занижению и завышению значений ресурса, был осуществлен переход к средневзвешенным напряжениям. Полученная по малой выборке методом ТЭСАО функция распределения средневзвешенных напряжений асв в рукояти представлена на рис. 10. Максимальную нагруженкость в опасном сечении рукояти предлагается определять как верхнюю доверительную границу к параметру сдвига закона Фишера-Типпета промежуточной совокупности конечного объема (рис. 11).

Рис.9. Схема рукояти обратной лопаты одноковшового экскаватора

ЯН 0,8 0,6 0,4 0,2 0

&7-rVJ 1/

/

/

/

-

F<«) 1

60 65

70

7J 80 да», M№

Распределение /

Фишера-Типпета /

S<ptUt

j U.

Рис.10. Функция распределения средневзвешенных напряжений в рукояти

Рис. 11. В ДГ параметра сдвига закона Фишера-Типпета

Гистограммы распределения С и С, (/=1,...,ш) при у=0,95 и 0,99999 представлены на рис.12.

у=0,95

у=0,99999

Частота 1) 12

9 ^

з о

\

Частот»

15 12 ■

С''':.",1::

Тг

Сер С, Сим

81 « С,

Сер Сшо С т

Исходные данны е:

алриорныб ошрм. .Л"" '. & Л"-'. ннрованные: п. Ыпско. Кгасо. »м-1"0.

' ряды Х", а

Рис. 12. Гистограммы распределений для у=0,95 и у=0,99999: 1 - сдвигов С,.(/=1,...,ш); 2 - верхних доверительных границ Сг(/=1,...,т)

При этом, как показал вычислительный эксперимент, многократное моделирование уменьшает погрешность определения более чем в 4 раза.

Одним из основных показателей надежности (долговечности) является усталостный гамма-процентный ресурс деталей. Предлагается метод расчета гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных по алгоритму (рис.13), основанному на применении аналитического метода

ТЭСАО, разработанного для малых выборок исходных данных,

использовании формул корреляционной зависимости между твердостью НВ, пределом прочности ав и пределом выносливости бт.1, получении параметров генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) твердости НВ с помощью корреляционного метода, применении интервального оценивания для

определения параметра сдвига распределения Фишера-Типпета ГСКО средневзвешенных напряжений.

Рис. 13. Блок-схема алгоритма определения гамма-процентного усталостного ресурса рукояти одноковшового

2 Выбор между МВ твердости и МВ предела выносливости стали

\

3 Моделирование ПСКО методом ТЭСАО н аппроксимация ВЗ

1

Получение параметров ГСКО |

1 ' '

5 Применение корреляционных зависимостей для получения предела выносливости по твердости (табл.2)

1

Моделирование ПСКО осв методом ТЭСАО и

6 аппроксимация Ф-ТЗ

1

7 | Моделирование максимальных значений ГСКО асв (рис.4) |

1

Моделирование ресурса рукояти О2? • "«г*7-!!.-^» д ,

8 =1,...,Ыгско. аппроксимация ВЗ и определение Тру

Исходными данными для моделирования ресурса рукояти экскаватора являются: марка стали - СтЗ; толщина стенки 8 мм; базовое число циклов Л'0=3-10б; сумма относительных усталостных повреждений ар=1; частота нагружения {=1,4 - 2,7 Гц; предел выносливости детали <т_1Д =57,3-112,\МПа\ показатель степени кривой усталости ш=4,5 - 9,2; средневзвешенное напряжение в опасном сечении рукояти с а = 64,1 - 81,9МПа; коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений К„=1,1 - 1,2; влияние абсолютных размеров поперечного сечения са=0,9 - 0,95; шероховатость поверхности =0,98 - 0,74; остаточные напряжения от сварки уп=0,7 - 0,89.

Эмпирические функции распределения малой выборки, ПСКО и ГСКО предела выносливости СтЗ представлены на рис. 14. Функции распределения малой выборки и ПСКО средневзвешенных напряжений в опасном сечении рукояти приведены на рис. 15.

0,8 0,6 0,4 0,2 0

у,1'

гскс\ у/ ^мв

■ПСКО

г*

МВ у

у_ . / ПСКО

50 70 90 110 130 о., МШ

Рис. 14. Функции распределения Рис-15 • Функции распределения МВ и МВ, ПСКО и ГСКО ПСКО средневзвешенных

предела выносливости СтЗ напряжений в рукояти

Полученные при использовании предложенного алгоритма моделированные значения ресурса Тр, аппроксимируются трехпараметрическим законом Вейбулла. Эмпирическая и

аппроксимирующая функции распределения ГСКО ресурса представлены на рис. 16.

0

1000

2000 3000

4000

Тр, ч

Рис.16. Функции распределения ГСКО ресурса рукояти: 1 — эмпирическая; 2 - аппроксимирующая

Рассчитанные значения гамма-процентного ресурса

У

Тр =С + Ав- 1п(—-—),

А Т, Г V 100%''

где А, В, С - параметры трехпараметрического распределения Веибулла

ГСКО Тр^, у - заданная вероятность;

для у%=99,9; 99,99; 99,999 составляют 779,769 и 768 ч соответственно.

Таким образом, получены вероятностные распределения предела выносливости стали, средневзвешенных напряжений в опасном сечении рукояти одноковшового экскаватора, усталостного ресурса детали. Проведенный вычислительный эксперимент показал, что разработанный алгоритм позволяет получить гамма-процентное значение усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора. В результате расчета принято решение о необходимости увеличения гамма-процентного ресурса рукояти.

В четвертой главе изложена методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора. Решена задача оптимизации значений вероятности безотказной работы рукояти для различных вариантов ее изготовления. Приведены результаты оценки адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора. Изложен расчет экономического эффекта от увеличения до оптимального уровня гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

После получения параметров распределения усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора проведена оптимизация вероятности безотказной работы, основанная на рассмотрении различных вариантов изготовления рукояти экскаватора. В качестве возможных вариантов, связанных с изменением прочностных характеристик и действующего напряжения в опасном сечении рукояти для заданного ресурса 20 тыс. часов, предлагается:

1. Увеличение толщины стенки рукояти (с 8 до 10 или 12 мм).

2. Изменение марки стали (со СтЗ на 09Г2С или 15ХСНД).

3. Увеличение опасного сечения рукояти (на 20%).

Для разных вариантов изготовления рукояти необходимо вычислить величину удельных затрат как отношение суммарных затрат на изготовление рукояти и эксплуатационных затрат к объему разработанного одноковшовым экскаватором грунта. Учитывая, что объем разработанного грунта как произведение технической производительности на ресурс экскаватора (в том числе и рукояти) принимается детерминированной величиной, то рассматривается изменение только суммарных затрат (не удельных), в зависимости от вариантов изготовления рукояти одноковшового экскаватора. Алгоритм определения технико-экономических параметров представлен на рис.10.

В процессе анализа из 18 вариантов рекомендаций оставлено 6 (табл. 3).

Таблица 3

Возможные варианты изготовления рукояти экскаватора

№ варианта Марка стали Толщина стенки, мм Увеличение опасного сечения Тртт, тыс.ч ВБР Р, Цр„ гыс.руб. гыс.руб. ^ сум, 1 тыс.руб.

1 СтЗ 8 - 0,650 4,6*10"3 53,8 167,7 113,8

2 СтЗ 12 - 8,280 0.487 80,8 154,8 74,0

3 СтЗ 12 + 13,940 0.855 96,9 119,5 22,6

4 09Г2С 8 + 2,450 0.283 73,7 167,2 93,5

5 09Г2С 12 + 17,140 0.951 110,5 118,8 8,3

6 15ХСНД 12 + 19,420 0.997 14,5 145,6 0,613

Суммарные затраты на производство и эксплуатацию детали складываются из цены рукояти, затрат на восстановление, а также ущерба от простоя экскаватора и связанного с ним комплекса машин. Минимальные суммарные затраты соответствуют ВБР, равной 0,999, т.е. изготовлению рукояти из стали 15ХСНД с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным опасным сечением на 20%. Целесообразным является вариант изготовления рукояти из стали 09Г2С с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным опасным сечением на 20%. При этом значение ВБР составит Р=0,951 (рис. 17).

Цр, Этр, 150

—-

( )

И* Зр

О 0,2 0,4 О.б 0.8 Р.р.=0999

Рис. 17. Оптимизация ВБР за ресурс рукояти 20 тыс. ч

Оценка адекватности осуществлялась путем проверки соответствия полученных данных экспериментальным значениям. В лаборатории управления надежностью машин при кафедре проводили комплексные исследования надежности одноковшовых экскаваторов третьей размерной группы Калининского (Тверского) экскаваторного завода моделей ЭО-3322А, ЭО-3322Б, ЭО-3322В, ЕК-12, ЕК-14, ЕК-18 в количестве 35 единиц. По этим данным с помощью корреляционного метода получены параметры генеральной совокупности конечного объема.

Оценка адекватности модели проведена путем сравнения гамма-процентных значений ресурсов: полученного по экспериментальным данным и расчетного для у=99,9; 99,99; 99,999%; определения величины расхождения 5,% (табл.4). Функции распределения ресурса приведены на рис. 18.

Г(Гр)

0,8 0,6 0,4

0,2

0

0 1000 2000 3000 4000 5000 ТР'4

Рис. 18. Функции распределения ресурса: 1 - эмпирическая функция распределения ресурса рукояти Трэксп (п=35); 2 - ГСКО экспериментальных значений ресурса рукояти Трэксп (Ы=105); 3 - ГСКО расчетных значений ресурса рукояти Тр (Ы=105)

Таблица 4

Погрешности 5,%, экспериментальный и расчетный гамма-процентные

ресурсы

У,% ТрУэКСП) Ч 7>у,ч 6,%

99,9 977 779 20

99,99 914 769 16

99,999 888 768 13,5

Таким образом, оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора показала, что с погрешностью 13,5 - 20% для у=99,9 - 99,999% расчетная модель подтверждается экспериментальными данными.

Проведение оптимизации ВБР рукояти связано с получением экономического эффекта вследствие сокращения числа отказов и соответствующих затрат на их устранение с учетом потерь от простоя экскаватора и связанных с ним в общем комплексе машин. Этот эффект подсчитывается для оптимального варианта изготовления рукояти. При использовании разработанной методики вероятностно-статистического расчета и оптимизации усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора годовой экономический эффект от оптимизации ВБР рукояти на годовую программу выпуска экскаваторов в количестве 500 единиц составит 92500 руб.

Общие выводы:

1. Предложен метод обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных, позволяющий оптимизировать усталостный гамма-процентный ресурс по удельным суммарным затратам. Получен переход от малых выборок объемом п=5-15 прочности, нагруженности и ресурса к генеральной совокупности конечного объема (ГСКО) 1чГгско=103-106 с помощью промежуточной совокупности конечного объема (ПСКО) Мпско=50-100, полученной на основе распределения абсолютных размахов.

2. Разработана модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора (ОЭ), которая позволяет рассчитать и оптимизировать усталостный гамма-процентный ресурс и сократить удельные суммарные затраты на производство и эксплуатацию деталей.

3. Составлен алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы ВБР деталей ОЭ, предусматривающий корректировку конструкции и технологии изготовления детали, изменение затрат на производство, а также сокращение отказов и затрат в эксплуатации.

4. Получено гамма-процентное значение прочности ГСКО по малой выборке объема п=5 с погрешностью 2 - 9,6%. Проведено моделирование ГСКО максимальной нагруженности в опасном сечении рукояти ОЭ как верхней доверительной границы к сдвигу распределения Фишера-Типпета ПСКО. Многократное моделирование ПСКО объема ЫПско=Ю0 позволило уменьшить погрешность определения максимальной нагруженности с 6,5 до 1,5%, т.е. более чем в 4 раза.

5. Предложен алгоритм расчетно-экспериментального определения гамма-процентного значения усталостного ресурса рукояти ОЭ, основанный на применении аналитического метода ТЭСАО, разработанного для обработки малых выборок исходных данных, использовании формул корреляционной зависимости между твердостью НВ, пределом прочности а„ и пределом выносливости сг_л получении параметров ГСКО твердости НВ с помощью корреляционного метода, применении интервального оценивания для определения параметра сдвига закона Фишера-Типпета ГСКО средневзвешенных напряжений аса. Получены вероятностные

распределения a.h асв в опасном сечении и усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

6. Разработана методика обеспечения заданного ресурса деталей одноковшового экскаватора, которая позволяет определить оптимальный гамма-процентный ресурс, сократить количество отказов и затраты в эксплуатации.

7. Выполнена оптимизация значений ВБР рукояти ОЭ для различных вариантов рекомендаций, предусматривающих увеличение толщины стальных боковых листов с 8 до 10 или 12 мм в опасном сечении рукояти, изменение марки стали с малоуглеродистой СтЗ до низколегированных 09Г2С или 15ХСНД и увеличение опасного сечения рукояти на 20%. Из 18 вариантов рекомендаций в процессе анализа оставлено 6. Минимуму критерия оптимизации суммарных затрат Зсум соответствует оптимальное значение ВБР Рор/=0.999 для рукояти из стали 15ХСНД с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным радиусом момента инерции на 20%.

8. Снижены затраты, трудоемкость и продолжительность исследований для малой выборки п=5 относительно применяемых выборок п=10-50 в 2-10 раз, а относительно выборки в 50 значений, в соответствии с требованием критерия ю2, на порядок.

9. Проведена оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора, которая показала, что с погрешностью 13,5 - 20% для у=99,9 - 99,999% расчетная модель адекватна экспериментальным данным.

10. В результате внедрения методики обеспечения заданного ресурса деталей ОЭ и выполнения соответствующих расчетов достигается увеличение гамма-процентного ресурса рукояти Тру=20 тыс.ч, сокращение количества отказов, снижение затрат на ремонт, уменьшение простоев экскаватора и связанного с ним механизированного комплекса.

11. При использовании разработанной методики обеспечения заданного ресурса деталей ОЭ годовой экономический эффект от оптимизации ВБР рукояти ОЭ составит 185 руб. на один экскаватор или на годовую программу выпуска экскаваторов в количестве 500 единиц - 92500 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

статьи в журналах, входящих в «Перечень ведущих научных журналов

и изданий», рекомендуемых ВАК РФ:

1. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Метод получения совокупности конечного объема средневзвешенных напряжений в деталях машин // Вестник ДГТУ. 2010. Т.10.№1 (44). С. 91 - 94.

2. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Оценка гамма-процентных значений совокупности конечного объема по малой выборке для прочности деталей машин // Вестник РГУПС. 2010. №1. С. 20-24.

статьи в других научных изданиях:

3. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Анализ методов обработки малых выборок. Деп. в ВИНИТИ, 26.11.08, №888 - В2008.

4. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Метод получения совокупности конечного объема из малой выборки с помощью моделирования. Деп. в ВИНИТИ, 18.21.08, №970-В2008.

5. Зайцева М.М. Обоснование метода получения совокупности конечного объема из малой выборки с помощью моделирования. Деп. в ВИНИТИ, 09.04.2009, № 200- В 2009.

6. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Анализ методов определения гамма-процентных значений прочностных характеристик. Деп. в ВИНИТИ, 09.04.8009, №201 -В 2009.

7. Роговенко Т.Н., Топилин И.В., Зайцева М.М. Определение гамма-процентного значения твердости генеральной совокупности конечного объема по малой выборке (п=5). Деп. в ВИНИТИ, 15.06.2009, № 359 - В 2009.

8. Касьянов В.Е., Зайцева М.М. Расчетно-экспериментальное определение параметров вероятностного распределения усталостной прочности рукояти одноковшового экскаватора. Деп. в ВИНИТИ, 27.10.2009 №654 -В 2009.

9. Зайцева М.М. Модель обеспечения заданного усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора. Деп. в ВИНИТИ, 18.11.2009, № 699 - В 2009.

10.Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Расчетно-экспериментальное определение максимальной нагруженное™ с помощью моделирования для генеральной совокупности. Деп. в ВИНИТИ, 21.12.2009, № 817 - В 2009.

П.Касьянов В.Е., Зайцева М.М. Расчетно-экспериментальное определение гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора. Деп. в ВИНИТИ, 21.12.2009, № 818 - В 2009.

доклады и тезисы докладов на конференциях:

12. Зайцева М.М. Применение существующих методов оценки минимальных значений прочности конструкций строительных машин для малой выборки//Сборник докладов Международной научно-практической конференции «Строительство - 2007». Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. С.48.

13.Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Оценка параметров совокупности конечного объема по малой выборке // Сборник докладов VIII Российской научно-практической конференции, г. Оренбург: ГОУ ОГУ, 2007. С. 342.

ЗАЙЦЕВА МАРИНА МИХАЙЛОВНА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННОГО УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАЛЫХ ВЫБОРОК ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Специальности: 05.02.02 - машиноведение, системы приводов и детали

машин

05.05.04 - дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15.04.10. Формат 60х841/16. Ризограф. Бумага писчая. Уч.-изд.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 489.

Редакционно-издательский центр Ростовского государственного

строительного университета (РГСУ).

344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162.

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 .Анализ методов оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных.

1.2. Анализ методов определения усталостной прочности деталей машин.

1.3. Анализ методов определения нагруженности деталей машин.

1.4. Выводы, цель и задачи исследования.

2. МОДЕЛЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННОГО УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА.

2.1. Разработка модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных.

2.2. Аналитическое определение гамма - процентных минимальных значений прочности по малой выборке с помощью распределения абсолютных размахов.

2.2.1 .Разработка вероятностно-статистического метода получения совокупности конечного объема прочностных характеристик деталей.

2.2.2. Анализ методов определения гамма-процентных значений прочностных характеристик деталей по малым выборкам.

2.3. Последовательность расчета параметров генеральной совокупности конечного объема прочностных характеристик деталей по малой выборке.

2.4. Разработка вероятностно-статистического метода получения совокупности конечного объема средневзвешенных напряжений по малой выборке.

2.5. Алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора.

2.6. Выводы.

3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ, НАГРУЖЕННОСТИ И ГАММА-ПРОЦЕНТНОГО РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ (НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ).

3.1. Расчетно-экспериментальное определение усталостной прочности образцов (деталей) для промежуточной и генеральной совокупностей конечного объема по малой выборке.

3.2. Расчетно-экспериментальное определение максимальной нагруженности деталей по малой выборке.

3.3. Алгоритм расчета усталостного гамма - процентного ресурса деталей одноковшового экскаватора по малым выборкам исходных данных.

3.4. Выводы.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

4.2. Оптимизация значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора.

4.3. Оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора.

4.4. Расчет экономического эффекта при обеспечении заданного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

4.5. Выводы.

В современных условиях не перестает быть актуальной проблема повышения эффективности функционирования строительных машин. Недостаточный уровень надежности, отказы строительной техники, в частности одноковшовых экскаваторов, приводят к нарушению сроков выполнения работ, что влечет за собой значительные экономические потери. Повышение надежности, снижение трудовых и эксплуатационных затрат является важной задачей машиностроительной отрасли.

Одной из базовых деталей одноковшового экскаватора является рукоять, отказ которой влечет за собой отказ машины в целом и высокие экономические затраты. В связи с этим, повышение надежности рукояти одноковшового экскаватора приведет к снижению количества отказов машины и к сокращению затрат на ремонт и простой техники.

Повышенные требования по надежности предъявляются к базовым деталям одноковшового экскаватора, как и к другим машинам. Поэтому ресурс базовых деталей с большой вероятностью должен соответствовать заданному ресурсу машины до списания.

В случае преждевременных отказов базовых деталей, включая и рукоять одноковшового экскаватора, необходимо увеличить гамма-процентный ресурс до оптимального значения, что позволит снизить затраты на ремонт и ущерб от простоя экскаватора и связанного с ним механизированного комплекса.

В последние годы произошло снижение объемов производства строительных машин. Соответственно сократились финансовые возможности для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с повышением технического уровня, качества, надежности машин. Поэтому заводы и конструкторские бюро вынуждены сокращать объемы и продолжительность испытаний серийных модернизированных и новых машин. В этом случае на первый план выходит задача сокращения объемов выборок исходных данных по прочности, нагруженности, ресурсу деталей и надежности машин в целом. Поэтому должна рассматриваться задача использования малых выборок для обеспечения заданной точности при проведении испытаний.

Вопросами исследования и повышения надежности машин, в том числе и одноковшовых экскаваторов, занимались Когаев В.П., Жаров В.П., Беленький Д.М., Касьянов В.Е., Грошев Л.М., Хозяев И.А., Волков Д.П., Бойцов Б.В., Брауде В.И., Величкин И.Н., Коновалов JI.B., Кугель Р.В., Кузнецов Е.С., Рабинович A.LLL, Дмитриченко С.С., Хазов Б.Ф., Бондарович Б.А., Полушкин O.A., Проников A.C., Андросов A.A., Ротенберг Р.В. [8-10, 15, 19, 20, 22, 25, 36, 38, 45, 57, 60-63, 69, 70, 86, 87, 90, 91,117-122, 124] и др. внесли значительный вклад в развитие теории и практики надежности машин.

Анализ выполненных исследований показал, что имеется возможность совершенствования методов обеспечения заданного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

Как известно, значительное рассеивание ряда показателей надежности, включая усталостный ресурс, вызывает необходимость использования сравнительно больших выборок в объеме п=50-100 значений что, требует больших затрат. Поэтому разработка указанного метода должна сопровождаться использованием существенно меньших выборок образцов (макетов, моделей, деталей) без значительной потери точности расчета ресурса.

Целью этого исследования является разработка метода обеспечения и оптимизации заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с применением малых выборок исходных данных.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

• Разработать модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных.

• Разработать метод перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема прочности, нагруженности и ресурса.

• Составить алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора.

• Получить параметры прочности, нагруженности и ресурса деталей одноковшового экскаватора расчетно-экспериментальным методом.

• Найти оптимальное значение гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора и оценить адекватность модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

• Определить экономический эффект от увеличения до оптимального уровня гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

В первой главе проведен анализ методов оценки заданной надежности машины с использованием малых выборок исходных данных, а также методов определения усталостной прочности и нагруженности деталей машин.

Во второй главе диссертации дана характеристика модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных. Изложены методы получения совокупности конечного объема прочностных характеристик и средневзвешенных напряжений по малой выборке исходных данных. Приведено сравнение разработанного метода и применяемых методов других авторов для определения гамма-процентных значений прочностных характеристик. Представлен алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы деталей одноковшового экскаватора.

В третьей главе изложено расчетно-экспериментальное определение прочности, нагруженности и гамма-процентного ресурса деталей (на стадии проектирования). Приведен алгоритм расчета усталостного гамма-процентного ресурса деталей одноковшового экскаватора по малым выборкам исходных данных.

• В четвертой главе изложена методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора. Решена задача оптимизации значений вероятности безотказной работы рукояти для различных вариантов ее изготовления. Приведены результаты оценки адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора. Изложен расчет экономического эффекта от увеличения до оптимального уровня гамма-процентного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

В заключении приведены выводы о выполненном исследовании.

Научная новизна данной работы заключается в следующем: Разработана модель, которая позволила выявить закономерности при обеспечении заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора при малых выборках исходных данных по критерию — удельным суммарным затратам на изготовление и эксплуатацию деталей одноковшового экскаватора. Получены аналитические зависимости для перехода от малой выборки к генеральной совокупности конечного объема через промежуточную совокупность для прочности, нагруженности и ресурса.

Практическая значимость выполненных теоретических и экспериментальных исследований состоит в следующем:

Снижены затраты, трудоемкость и продолжительность исследований для малой выборки п=5 относительно применяемых выборок п= 10-50 в 2-10 раз, а относительно выборки в 50 значений, в соответствии с требованием критерия со2, на порядок.

Разработана методика обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора.

Приведены результаты оптимизации значений вероятности безотказной работы рукояти одноковшового экскаватора.

Получено значение вероятности безотказной работы 0,999 для ресурса рукояти одноковшового экскаватора 20 тысяч часов.

Предложены рекомендации по увеличению гамма-процентного ресурса рукояти, применение которых обеспечит годовой экономический эффект на программу завода 500 ед. 92500 руб.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях в Ростовском государственном строительном университете в 2007-2009 гг.

По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ.

Общие выводы

1. Предложен метод обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора с использованием малых выборок исходных данных, позволяющий оптимизировать усталостный гамма-процентный ресурс по удельным суммарным затратам. Получен переход от малых выборок объемом п=5-15 прочности, нагруженности и ресурса к генеральной совокупности конечного объема (ГСКО)

3 6

Н ско=Ю -10 с помощью промежуточной совокупности конечного объема (ПСКО) НПско~50-100, полученной на основе распределения абсолютных размахов.

2. Разработана модель обеспечения заданного усталостного ресурса деталей одноковшового экскаватора (ОЭ), которая позволяет рассчитать и оптимизировать усталостный гамма-процентный ресурс и сократить удельные суммарные затраты на производство и эксплуатацию деталей.

3. Составлен алгоритм расчета оптимальной вероятности безотказной работы ВБР деталей ОЭ, предусматривающий корректировку конструкции и технологии изготовления детали, изменение затрат на производство, а также сокращение отказов и затрат в эксплуатации.

4. Получено гамма-процентное значение прочности ГСКО по малой выборке объема п=5 с погрешностью 2 — 9,6%. Проведено моделирование ГСКО максимальной нагруженности в опасном сечении рукояти ОЭ как верхней доверительной границы к сдвигу распределения Фишера-Типпета ПСКО. Многократное моделирование ПСКО объема Т^пско^ЮО позволило уменьшить погрешность определения максимальной нагруженности с 6,5 до 1,5%, т.е. более чем в 4 раза.

5. Предложен алгоритм расчетно-экспериментального определения гамма-процентного значения усталостного ресурса рукояти ОЭ, основанный на применении аналитического метода ТЭСАО, разработанного для обработки малых выборок исходных данных, использовании формул корреляционной зависимости между твердостью НВ, пределом прочности оа и пределом выносливости ст./, получении параметров ГСКО твердости НВ с помощью корреляционного метода, применении интервального оценивания для определения параметра сдвига закона Фишера-Типпета ГСКО средневзвешенных напряжений ас<3. Получены вероятностные распределения ст./, осв в опасном сечении и усталостного ресурса рукояти одноковшового экскаватора.

6. Разработана методика обеспечения заданного ресурса деталей одноковшового экскаватора, которая позволяет определить оптимальный гамма-процентный ресурс, сократить количество отказов и затраты в эксплуатации.

7. Выполнена оптимизация значений ВБР рукояти ОЭ для различных вариантов рекомендаций, предусматривающих увеличение толщины стальных боковых листов с 8 до 10 или 12 мм в опасном сечении рукояти, изменение марки стали с малоуглеродистой СтЗ до низколегированных 09Г2С или 15ХСНД и увеличение опасного сечения рукояти на 20%. Из 18 вариантов рекомендаций в процессе анализа оставлено 6. Минимуму критерия оптимизации суммарных затрат Зсум соответствует оптимальное значение ВБР Рор[=0.999 для рукояти из стали 15ХСНД с толщиной стального бокового листа 12 мм и увеличенным радиусом момента инерции на 20%.

8. Снижены затраты, трудоемкость и продолжительность исследований для малой выборки п=5 относительно применяемых выборок 11=10-50 в 2-10 раз, а относительно выборки в 50 значений, в соответствии с требованием критерия со2, на порядок.

9. Проведена оценка адекватности модели обеспечения заданного усталостного ресурса одноковшового экскаватора, которая показала, что с погрешностью 13,5 - 20% для 7=99,9 - 99,999% расчетная модель адекватна экспериментальным данным.

10. В результате внедрения методики обеспечения заданного ресурса деталей ОЭ и выполнения соответствующих расчетов достигается увеличение гамма-процентного ресурса рукояти, сокращение количества отказов, снижение затрат на ремонт, уменьшение простоев экскаватора и связанного с ним механизированного комплекса.

11. При использовании разработанной методики обеспечения заданного ресурса деталей ОЭ годовой экономический эффект от оптимизации ВБР рукояти ОЭ составит 185 руб. на один экскаватор или на годовую программу выпуска экскаваторов в количестве 500 единиц - 92500 руб.

1. Агамиров Л.В. О закономерностях рассеяния долговечности в связи с формой кривой усталости // Вестник машиностроения. — 1997. — №5. С. 3-7.

2. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента (новые горизонты)// Политехнический музей. 1987. 112 с.

3. Адлер Ю.П. Управление выборкой в задачах надежности// Политехнический музей. 1988.

4. Адлер Ю.П., Липкина И.Г., Никитина Н.В. Применение бутстреп -метода при комплексном прогнозировании ресурса изделий с учетом экспертных оценок / Надежность и контроль качества №8. 1988.

5. Аржанов М.И. Интерпретация значения нижней доверительной границы для вероятности безотказной работы//Надежность и контроль качества. 1993. №5. С. 6 - 11.

6. Баловнев В.И. Определение главных параметров одноковшовых экскаваторов в зависимости от условий эксплуатации// Строительные и дорожные машины, 2007. №8.

7. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1968, 196 с.

8. Беленький Д.М., Бескопыльный А.Н. Обеспечение высокой надежности деталей строительно-дорожных машиностроительные и дорожные машины, 1995. -№4. С. 24-27.

9. Беленький Д.М., Касьянов В.Е. Повышение надежности серийных машин путем увеличения ресурсов лимитирующих деталей// Вестник машиностроения, 1980. -№1. С.12-14.

10. Беленький Д.М., Касьянов В.Е., Кубарев А.Е., Вернези Н.Л. Определение установленных показателей надежности машины и ее составных частей (на примере одноковшового экскаватора)// Надежность и контроль качества. 1986. — №5. С.17-22.

11. Н.Белов В.А., Круль К. Напряженное состояние проушины рабочего оборудования экскаватора //Строительные и дорожные машины, 2005,-№2.

12. Беляев В.В. Оценка эффективности конструкторских решений при создании строительно-дорожных машиностроительные и дорожные машины, 2003. — №2.

13. Биргер И. А. Вероятность разрушения, запасы прочности и диагностика. — М.: Судостроение, 1970.

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

15. Бойко Н.И., Зиновьев В.Е. Ресурсосберегающие технологии ремонта транспортных средств металлополимерными композициями. -Монография, 2004. 187 с.

16. Болотин В.В. Значение механики материалов и конструкций для обеспечения надежности и безопасности технических систем// Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. — №5. С.3-8.

17. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.-446 с.

18. Болынев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики-М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.-416с.

19. Бондарович Б. А., Даугелло В. А. Метод статистического моделирования Монте-Карло при расчетах металлических конструкций землеройных машин на прочность//Строительные и дорожные машины, 1990. -№12. С. 20-21.

20. Брауде В.И., Семенов Л.Н. Надежность подъемно-транспортных машин. — Л.: Машиностроение, 1986. 183 с.

21. Варфоломеев В.П. Российские одноковшовые гидравлические экскаваторы // Строительные и дорожные машины, 2007. —№3.

22. Величкин И.Н. Улучшить нормирование показателей надежности машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1990. №4.

23. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

24. Вихренко Д.В. Расчетно-экспериментальный метод оценки долговечности деталей сложной конфигурации с концентраторами напряжений // Вестник машиностроения. 2008 г. №3.

25. Волков Д.П., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования. М.: Высшая школа, 1979. — 399 с.

26. Гаскаров Д.В., Шаповалов В.И. Малая выборка. — М.: Статистика, 1978.-248 с.

27. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. — М.: Гостехиздат, 1954.

28. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965. - 524 с.

29. ГОСТ 11.007.-75. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров распределения Вейбулла. М.: Издательство стандартов, 1975.

30. ГОСТ 25-502-83. Надежность в технике. Прогнозирование надежности изделий при проектировании.

31. ГОСТ 25-504-82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости.

32. ГОСТ 25-507-85. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования.

33. ГОСТ 11.006-74. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим.

34. ГОСТ 27.201-81. Оценка показателей надежности при малом числе наблюдений с использованием дополнительной информации. Общие положения.

35. ГОСТ 24406-80. Одноковшовые экскаваторы и их составные части, сдаваемые в капитальный ремонт и выдаваемые из капитального ремонта. Технические требования.

36. Грошев JI.M., Дмитриченко С.С., Рыбак Т.И. Надежность сельскохозяйственной техники. Киев: Урожай, 1990. 188 с.

37. Дэйвид Г. Порядковые статистики. М.:Наука,1979. - 336 с.

38. Жаров В.П. Моделирование колебательных систем посевных машин// Материалы Международной конференции. — Улан-Уде: ВСГТУ, 2000. Т.1. - с.283-285.

39. Жаров В.П., Рыбак А.Т. Моделирование синхронной гидродинамической системы и анализ ее динамики // СТИН (Станки Инструмент). 2007. №2.

40. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.

41. Зиновьев В.Е. Способы улучшения адгезии полимерных уплотняющих составов к поверхности субстрата // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2004». Ростов-на-Дону: РГУПС, 2004. - с.69-70.

42. Касьянов В.Е. Анализ применения трехпараметрического распределения Вейбулла в расчетах надежности машин//Надежность и контроль качества. 1989. — №4. С.23-28.

43. Касьянов В.Е., Аннабердиев А.Ч.-М Определение статистического распределения действующих напряжений при нестационарномнагружении деталей одноковшовых экскаваторов. Деп. в ЦНИИТЭСТРОЙМАШ №51 сд-85, 20.04.85.

44. Касьянов В.Е., Дудникова В.В., Ямоков С.Г. Модель и определение надежности культиваторного узла (группы стоек). — Деп. в ВИНИТИ, № 583. В2006.

45. Касьянов В.Е., Зайцева М.М Расчетно-экспериментальное определение параметров вероятностного распределения усталостной прочности рукояти одноковшового экскаватора, 2009. 18 е.: ил. — Библиогр. 3 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ, 27.10.2009 № 654 - В 2009.

46. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н. Статистическая оценка прочности сталей с помощью полинома // Надежность и контроль качества, №8. 1996, с. 28-36.

47. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н. Выбор показателя степени кривой усталости в сверхмногоцикловой области, 1993. — 8 с. Деп. в ВИНИТИ № 1594-В95 от 31.05.95.

48. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Дудникова В.В., Кузьменко A.B. Определение средневзвешенных напряжений в деталях машин при переменных напряжениях. Деп. в ВИНИТИ 12.05.03, № 910.

49. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Кинсфатор A.A. Статистическая оценка механических характеристик сталей с помощью полинома рациональных степеней. Деп в ВИНИТИ №835-В00, 29.03.00.

50. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Топилин И.В. Определение корреляционной связи параметров функции распределения генеральной совокупности конечного объема деталей и выборочных распределений. Деп. в ВИНИТИ. №3038 В99, 11.10.99.

51. Касьянов В.Е., Прянишникова Л.И., Дудникова В.В., Кузьменко A.B. Определение параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема по выборке прочностных характеристик сталей. Деп в ВИНИТИ № 389 в 2004.

52. Касьянов В.Е., Топилин И.В. Определение функции распределения средневзвешенных напряжений по амплитудным значениям напряжений для расчета усталостного ресурса деталей методом Монте-Карло. Деп. в ВИНИТИ Ж364-В99, 13.02.99.

53. Касьянов В.Е., Скориков A.B., Вернези H.JI. Интервальная оценка установленных показателей надежности машин и их составных частей// Надежность и контроль качества, 1986. № 11.

54. Кендал М., Стыоарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966. -588 с.

55. Керов И.П., Янсон P.A., Агапов А.Б. Основные тенденции развития строительных и дорожных машиностроительные и дорожные машины. 2008. — №3.

56. Когаев В.П. Расчетная оценка пределов выносливости деталей машин // Вестник машиностроения, 1972, №1.

57. Когаев В.П., Петрова И.М. Расчет функции распределения ресурса деталей машин методом статистических испытаний//Вестник машиностроения. 1981. —№1.

58. Коновал ob JT.B. Нагруженность, усталость, надежность деталей металлургических машин. М.: Машиностроение, 1981. — 256 с.

59. Коновалов Л.В. Методы и практическая реализация обеспечения высокой конструкционной надежности деталей машин по критериям усталости // Вестник машиностроения. 1998. №2.

60. Коновалов Л.В. Нагрузочная способность и силовые резервы прокатных станов // Вестник машиностроение. 1992. №2.

61. Кравченко И.Н., Гладков В.Ю., Карцев C.B., Тростин В.П. Повышение износостойкости рабочих органов строительных и дорожных машин // Строительные и дорожные машины. 2003, №3.

62. Кравченко И.Н., Гладков В.Ю., Карцев C.B., Тростин В.П. Износостойкие материалы для восстановления деталей рабочих органов строительных и дорожных машиностроительные и дорожные машины, 2004. —№5.

63. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. -648 с.

64. Крюссар К. Новые концепции о пределе текучести в железе и малоуглеродистой стали. В кн.: Структура и мехонические свойства металлов. М.: Металлургия. — 1967. С 276-287.

65. Кугель Р.В. Надежность машин массового производства. — М.: Машиностроение, 1981. -244 с.

66. Кузнецов Е.С. Исследование эксплуатационной надежности автомобилей (НИИАТ). Транспорт, 1969. 152 с.

67. Кузьменко A.B. Обеспечение эффективности и оптимальной безотказности элементов конструкции сельскохозяйственных машин при статических и переменных нагрузках: Автореф. дис. канд.техн.наук. Ростов-на-Дону, 2007.

68. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. -М.: Машиностроение, 1979. — 191 с.

69. Методика статистической обработки информации о надежности технических изделий на ЭЦВМ.-М.:Издательство стандартов, 1978 г.

70. Мюнзе В.Х. Усталостная прочность сварных стальных конструкций. М.: Машиностроение, 1968. - 311 с.

71. Навроцкий Д.И. Прочность сварных соединений. —М.: Машгиз, 1961.

72. Николаев Г.А. Расчет сварных соединений и прочность сварных конструкций. — М.: Высшая школа, 1965, 451 с.

73. Орлов А.И. // Вестник статистики. 1986. С.52 56.78.0стсемин A.A., ДильманВ.Л. Влияние дефектов сварки, расположенных на границе сплавления, на прочность сварного соединения // Вестник машиностроения. 2006. №2.

74. Павлов В.П. Определение производительности одноковшовых экскаваторов с учётом вероятностных факторов эксплуатации// Строительные и дорожные машины, 2007. —№9.

75. Пачурин Г.В., Гущин А.Н. Повышение эксплуатационной долговечности металлоизделий технологическими методами// Вестник машиностроения. 2007. —№6.

76. Пашенин С.А., Ряхин В.А., Мошкарев Г.Н. Влияние перегрузки на долговечность металлоконструкций экскаваторов при наличии концентраторов напряжений // Строительные и дорожные машины, 1977.-№12.

77. Петрова И.М., Петрова И.М., Гадолина И.В., ГадолинаИ.В. Оценка пределов выносливости конструкционных сталей в области долговечности N» 10 млн. циклов // Вестник машиностроения. 2006.-№9.

78. Плавельский Е.П., Морсин В.М., Демин Ю.И. Оценка качества ' одноковшовых гидравлических экскаваторов при сертификционных испытаниях // Строительные и дорожные машины, 2003. -№9.

79. Пономарев С. Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении. В 3-х т. М.: Машгиз, 1959.

80. Почтенный Е.К., Минюкович С.М., Шмелев A.B. Оценка ресурса конструкций по сопротивлению усталости при типовых режимах эксплуатации в условиях случайного многочастотного нагружения// Вестник машиностроения. 2006. — №8.

81. Проников A.C. Проблемы теории и методологии надежности машин // Надежность и контроль качества. — 1987. — №11.

82. Проников A.C. Параметрическая надежность машин и технологического оборудования. Проблемы, перспективы,тенденции II Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. №2.

83. Проценков В.Т., Сосновский JI.A. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Справочник, часть 1. Киев.: Наукова Думка, 1987.-511 с.

84. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Наука, 1979.-496 с.

85. Рабинович А.Ш. Надежность машин и «естественные» потери продукции // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1990. -№11.

86. Рабинович А.Ш. Оптимизация наработки на отказ комбайна «Дон-1500» в эксплуатации // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1991.-№7.

87. Роговенко Т.Н. Вероятностно-статистическая оценка гамма-процентного ресурса ответственных деталей машин: Автореф. дис. канд.техн.наук. Ростов-на-Дону, 1995.

88. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Метод получения совокупности конечного объема из малой выборки с помощью моделирования// Деп. в ВИНИТИ, №970 В2008.

89. Румшинский JI.3. Элементы теории вероятностей. М.: Наука, 1970. -256 с.

90. Ряхин В.А. Металлические конструкции строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1972. - 310 с.

91. Ряхин В.А., Полюшкина JI.T., Мошкарев Г.Н. Влияние перегрузок сварных узлов на усталостные характеристики металлоконструкций экскаваторов при наличии концентраторов напряжений// Строительные и дорожные машины, 1982, — № 3.

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

93. Савкин А.Н. Оценка долговечности материала при нерегулярном нагружении с пиковыми перегрузками // Вестник машиностроения. 2007 г. -№11.

94. Савкин А.Н. Оценка долговечности материала при нерегулярном нагружении // Вестник машиностроения. 2008 г. №1.

95. Савчук В.П., Гайдученко П.А. Опыт использования метода бутстреп для оценивания коэффициентов безопасности при расчете конструкций на прочность // Надежность и контроль качества №8. 1988.

96. Сборник задач по теории надежности. Под. ред. A.M. Половко и И.М. Маликова. М.: Советское радио, 1972. 408 с.

97. Серенсен C.B., Буглов Е.Г. О вероятностных представлениях переменной нагруженности деталей машин//Вестник машиностроения, 1960,-№10.

98. ЮЗ.Серенсен C.B., Махутов H.A., Шнейдерович P.M. К основам расчета на прочность при малоцикловой усталости. -Машиноведение, 1972.

99. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет, деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975.-488 с.

100. Ю5.Серкин В.В., Кравченко И.Н. Методика обоснования оптимального способа восстановления деталей строительных и дорожных машин// Строительные и дорожные машины, 2003. №1.

101. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969.-512 с.

102. Сорокин Г.М. Новые критерии повышения долговечности машин// Вестник машиностроения. 2008 г. №5.

103. Справочник по надежности. М.: Мир, 1969. 1, 2, 3 тома.

104. Справочник по теории вероятностей и математической статистике/В.С. Королюк, Н.И. Портенко, A.B. Скороход, А.Ф. Турбин. М.: Наука, 1985. - 640 с.

105. О.Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. -М.: Машиностроение, 1972.

106. I .Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

107. Степнов М.Н. Новый подход к расчету коэффициента запаса прочности при циклическом нагружении//Вестник машиностроения. 2004.-№11.

108. ИЗ.Тарасов В.Н., Бояркина И.В., Козлов М.В., Коваленко М.В. Аналитическое проектирование механических систем на примере экскаватора // Строительные и дорожные машины. 2003. №2.

109. Уилкс С. Математическая статистика. Перевод с англ. — Наука, 1967.-632 с.

110. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Перевод с англ. Мир, 1984. - 528 с.

111. Пб.Фесик С.П. Справочник по сопротивлению материалов . Киев.: Буд1вельник, 1982. - 280 с.

112. Хазов Б.Ф. Надежность строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.

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

114. Хазов Б.Ф. Эффективность повышения показателей безотказности машин // Строительные и дорожные машины. 1990. — №9.

115. Хазов Б.Ф. Эффективность повышения показателей долговечности машин и комплексов//Строительные и дорожные машины. 1990 — №7.

116. Хальфин М.Н. Теория и расчет стальных канатов с учетом различия геометрических и механических параметров проволок // Горное оборудование и электромеханика. 2007. с.37-41.

117. Хальфин М.Н., Короткий A.A., Павленко A.B. и др. Устройства для неразрушающего контроля состояния стальных канатов// Горное оборудование и электромеханика. 2007. с.42-47.

118. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. — М.: Наука, 1969.-395 с.

119. Хозяев И.А. Исследование надежности машин для животноводства и кормопроизводства и оптимизация их показателей//Машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства: Сб. тр. -ВНИИКОМЖ. -М.: 1985.

120. Хейвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости. — М.: Машиностроение, 1969. 504 с.

121. Цыбулько А.Е., Романенко Е.П., Козлов П.Н. Оценка прочности конструкций по натуральному критерию предельного состояния материалов // Вестник машиностроения. 2007. №7.

122. Чавчанидзе В.В., Кумсишвили В.А. Об определении законов распределения на основе малого числа наблюдений/ Применение вычислительной техники для автоматизации производства (труды совещания 1959 г.). М.: Машгиз, 1961. - С. 71-75.

123. Чистяков В.П. Курс теории вероятностей. — М.: Наука, 1978. 224 с.

124. Шапошников Н.Н. расчет пластинок на изгиб по методу конечного элемента. Вопросы прикладной механики. Вып. 260. М.: МИИТ, 1968.-с.134-144.

125. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows M.: ДМК Пресс. - 2001. - 448 с.

126. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Советское радио, 1962. - 552 с.

127. Шпер B.JI. Надежность техники: проблемы и перспективы// Вестник машиностроения. 1988. №12. - С. 9-12.

128. Шрейдер Ю.А. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло). М.: Наука, 1962. - 157 с.

129. Шрон Л.Б., Бакин О.А. Методика определения градиентов напряжений в зоне концентратора // Заводская лаборатория. 1987. -Т. 53, —№4.-С. 75-77.

130. Штрпка А., Сакал П., Сакалова Е.Ф. Оптимизация надежности систем методом математического программирования// Вестник машиностроения. 1992. — №3. — С. 65-67.

131. Эренберг А. Анализ и интерпретация статистических данных. Перевод с англ. Финансы и статистика, 1981. - 406 с.

132. Aitken А.С. Statistical Mathematics by А.С. Aitken.

133. Dubey S.D. Hyper efficient of the location parameter of the WeibuJl laws/- Noval/Rec.Logist., 1966, №13, p. 253.

134. Efron В // Ann.Statist. 1979. V.7. P.l 26.

135. Fatigue testing of structures by the resonance method R.B. Heywood, Schweitzer Archiv., 19, Aug. 1953.143 .Fisher R.A., Tippet L.H.C. Limiting forms of the frequency distribution of the longest of smallest member of sample. 24 (1928).

136. Leon Harter. Maximum-likelehood estimation of the parameters of a four-parameter generalized gamma population from complete and censored samples. //Technometrics, 1967-February. -Vol.9—P. 101-103.

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

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

139. Wilks S.S. On the determination of sample sizes for setting tolerance limits, Ann. Math. Statist., 12 (19410.

140. Wilks S.S. Statistical prediction with special reference to the problem of tolerance limits, Ann. Math. Ststist., 13 (1942).