Гадолина Ирина Викторовна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник
Москва
Irina V. Gadolina, Candidate of Engineering, AssociateProfessor, Senior Researcher
Moscow
Цель. Для принятия обоснованного решения о долговечности деталей машин необходимо владеть информацией об эксплуатационной нагрузке, которую требуется замерить на представительном участке пути. При этом он не должен быть слишком большим. Таким образом, требуется определить оптимальную продолжительность реализации. Оптимальная с точки зрения надежности регистрации нагрузки длина реализации определяется для стационарного в специальном смысле процесса. Стационарность в специальном смысле определяется конкретно для задачи оценки долговечности конкретной детали. Методы. Применение спектральной теории исследования случайных процессов, вероятно, не лучший способ для рассмотрения нестационарных процессов нагружения применительно к задаче оценки долговечности. В качестве оптимального решения считаем применение процедуры подсчета циклов (метод дождевого потока) с последующим расчетом долговечности. Сформулирована лемма и теорема о достаточной длине реализации для стационарного в специальном смысле процесса. Достаточная длина реализации определяется как предел, при котором ее увеличение не приведет к заметному изменению вычисленной долговечности. Результаты. Вопросы о стационарности процесса в узком смысле и о необходимой продолжительности реализации помогут в планировании эксплуатационных испытаний по замеру и регистрации случайных процессов нагружения деталей машин. Оба эти вопроса рассмотрены с точки зрения накопления усталостных повреждений с использованием линейной гипотезы суммирования Майнера, а также корректированной линейной гипотезы суммирования повреждений и с учетом параметра наклона кривой усталости m. Рассмотрены некоторые практические инженерные задачи: задача об оптимальной длине реализации майнинговой горной машины, процесс нагружения которой характеризируется высокой степенью нерегулярности и задача определения необходимой длины реализации регистрации нагрузок в детали подвижного состава. Заключение. Сформулирована теорема о необходимой и достаточной длине реализации. Для апробирования метода были использованы модельные процессы, сформированные на основании марковских матриц переходов. Помимо этого, метод и теорема были апробированы на примерах некоторых опытных процессов, полученных из эксплуатационных испытаний транспортных и технологических машин.
Aim. Making an informed decision regarding the durability of machine parts requires information on the operational load that needs to be measured on a representative section of the track. It should not be too long as well. Thus, it is required to determine the optimal duration of implementation. The duration of implementation that is optimal in terms of the reliability of load registration is defined for a process that is stationary in a special sense. Stationarity in a special sense is defined specifically for the task of assessing the durability of a specific part. Methods. The use of spectral theory for the study of random processes is probably not the best way of examining non-stationary loading processes in the context of durability assessment. We believe it would be optimal to use a cycle counting procedure (rain flow method) with subsequent calculation of durability. A lemma and a theorem were formulated on the sufficient duration of implementation for a process that is stationary in a special sense. A sufficient duration of implementation is defined as a limit past which its increase will not lead to a noticeable change in the calculated durability. Results. The matters of stationarity of a process in a narrow sense and the required duration of implementation will help in planning operational tests to measure and record random processes of machine part loading. Both matters were examined in terms of fatigue damage accumulation using Miner linear damage rule, as well as the adjusted linear damage summation hypothesis taking into account the fatigue curve slope parameter m. Some practical engineering problems were examined, including the problem of the optimal duration of implementation of a mining machine whose loading process is characterized by a high degree of irregularity and the problem of finding the required duration of implementation of load recording in a rolling stock component. Conclusion. A theorem on the required and sufficient duration of implementation was formulated. In order to test the method, Markov transition matrix-based model processes were used. In addition, the method and theorem were tested using examples of some experimental processes obtained from operational tests of vehicles and production machines.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.