Лекция №9. Условия эксплуатации. Нагрузки и их схематизация

Условия эксплуатации. Нагрузки и их схематизация.

18. Схематизация условий эксплуатации для целей расчета надежности.

Для оценки надёжности условия эксплуатации автомобилей схематизируются.

1. обобщённые нагрузочные режимы,
2. специальные характеристики нагрузочных режимов.

Для определения обобщённых нагрузочных режимов используются следующие показатели условий эксплуатации:

1. - коэффициент (доля) пробега по i-тому типу дорог.

Значения зависят от типа автомобиля.

2. V – скорость автомобиля.

Случайная величина, зависит от условий. Часто используется средняя – для i-того типа дорог.

3. f – коэффициент сопротивления движению

φ – коэффициент сцепления

4. - коэффициент использования передач (коэффициент пробега на передачах).

Так для условий движения в городе по результатам испытаний рекомендуют следующие параметры:

1-ая передача – 0,01

2-ая передача – 0,05

3-я передача – 0,28

4-ая передача – 0,53

нейтраль – 0,13

Значения для различных условий изменяются. В ряде случаев кроме используются средние скорости на каждой передаче.

5. - удельная сила тяги

6. микропрофиль поверхности дороги

Используется представление микропрофиля как случайной функции, а в качестве характеристики – спектральная плотность.

Для асфальтобетона - см

7. 7. Число управляющих воздействий: троганий с места, переключения передач, торможений.

8. Частота поворотов и угол поворота рулевого колеса.

Кроме этих характеристик используются специальные:

Пример – при расчёте на выносливость, усталостную прочность дополнительно рассматривается спектр нагрузок.

Опыт отрасли позволяет вычислить нагрузочные параметры для большинства деталей.

Рассмотрим схематизацию нагрузки для целей расчёта на усталостную прочность.

Нагрузка или непосредственно величина напряжений получается в результате измерений как случайная функция времени. Для расчёта долговечности с учётом линейной гипотезы суммирования повреждений её надо привести к блоку нагрузок, в котором каждому значению амплитуды нагрузки соответствует определенное число циклов.

Для обработки используется несколько методов: метод максимумов, метод размахов, но наилучшие результаты даёт метод полных циклов:

Сначала выделяют и фиксируют малые размахи, потом их удаляют из реализации.

Тоже делают со средними размахами, а потом и с самыми большими.

Далее делят размахи пополам – получая амплитуды и располагают их в порядке возрастания. Разбивая диапазон изменения нагрузки на равные интервалы, определяют число размахов, попавших в каждый интервал, в результате получается ступенчатая функция:

Сегодня в связи с развитием использования информационных технологий эта задача решается алгоритмическими методами, в частности, используются методы фильтрации.

Для многих агрегатов возникает необходимость учесть условия:

- для пружин рессоры – тип дороги

- для шестерни, работающей на передачах – на одной, на нескольких, на всех – нагруженность разная

Поэтому испытания проводят при всех условиях, причём неоднократно. Протяжённость трассы при этом должна быть такой, чтобы

и одновременно чтобы были статически представительны.

Если нагрузка и напряжение изменяются не от нуля, а от какого-то среднего значения, то случайную функцию приводят к нулевому среднему:

а потом (после обработки) нагрузки:

, где

- коэффициент учёта асимметрии цикла нагружения ()

Ещё одним характерным примером является расчёт нагруженности сцепления.

По результатам износных испытаний, как правило, сроится зависимость интенсивности износа за одно включение в функции удельной (на единицу поверхности трения) работы буксования:

Предельное состояние наступает при износе , а ресурс определяется числом циклов включения , где

- случайная величина, её распределение можно вычислить через линейное преобразование.

Величина определяется по экспериментальным данным для каждого типа условий (или методом моделирования).

Дата добавления: 2014-01-07