Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

22 страницы

Купить РД 50-490-84 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Документ распространяется на изделия, отказы которых вызваны процессами накопления повреждений. Методические указания предназначаются для специалистов испытательных лабораторий, эксплуатационных и ремонтных служб, занимающихся вопросами прогнозирования технического состояния, прогнозирования остаточного ресурса, сроков и объемов ремонта

 Скачать PDF

Оглавление

1. Общие положения

2. Математическая модель объекта для прогнозирования остаточного ресурса. Описание типовые ситуаций

3. Расчет остаточного ресурса

Приложение 1. Справочное. Теоретическое обоснование методов прогнозирования остаточного ресурса по косвенным параметрам, используемых в методических указаниях

Приложение 2. Справочное. Примеры типовых ситуаций

Приложение 3. Рекомендуемое. Оценивание математического ожидания, дисперсии и показателя степени ? процесса, описывающего изменение косвенного параметра

Приложение 4. Справочное. Пример расчета остаточного ресурса по косвенным параметрам

 
Дата введения01.01.2021
Добавлен в базу01.01.2019
Завершение срока действия01.08.1990
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МАШИН И ДЕТАЛЕЙ ПО КОСВЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ РД 50-490-84

Москва ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

РАЗРАБОТАНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам Министерством тракторного и сельскохозяйственного машиностроения

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л. А. Лейфер, канд. техн. наук; А. И. Илларионов, канд. техн. наук; Л. Н. Евстафьева; В. И. Чумак, канд. техн. наук; В. П. Важдаев; П. Ш. Петросян; Ю. С. Борисов; В. Ю. Лимарь; Ю. Л. Калинкмн

ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам

Начальник Управления машиностроения В. Н. Шахурин

УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 июля 1984 г. № 2577

Продолжение

Шифр

ситуации

Соотношения между прямыми ^косвенными параметрами. Вид т (t),

Dy(t)

*ост

^ост)

D,

d2

1

2

3

4

5

6

ТС 2.2

Один косвенный параметр, один прямой

x(t)=ay+byb +£ Я»у(*)=

Dy(t)=K2

Формула по определению ^ост для ТС 1.2. Неизвестные а и & определяются при минимизации суммы

N

min 2 [xt-ay(ti) —

a%b i=l

-Ьх* (h) Iя

длй большого числа измерений прямого параметра x(t)

N ( г

min 2 \Xi— «/?!+ a,b £= 11 L

-М^Л'-r

для малого числа измерений прямого параметра x(t)

Формула по определению D\ для ТС 1.2

Формула по определению £>2 для ТС 1.2

#2(1-о)

2 Х

ч ^ [ а£“+ а1Уп +■

Х (*f)2

Л°ьу1 ]р

(tff)2 _2 —2

°а> °ь— Дисперсия а и b, полученные при минимизации квадратичной формы

о

Продолжение

Шифр

ситуации

Соотношения между прямыми и косвенными параметрами. Вид т It), Dy{t)

^ост

*ост}

D!

Dz

О,

1

2

3

4

5

6

ТС 2.3 ТС 3.1

ошМ+в

tnyi(t)=Ku- Р Dyi{t)=KbiP

Формула по определению t0zr для ТС 1.4

Неизвестные {at} определяются при минимизации квадратичной формы

п N min 2 [*/— 2 aiyj(tj)]2

а£ /=1 i=l

для большего числа измерений x(t)

п

min 2 [х/— a. j=1

-2 a£KlCtt Р,

для малого числа измерений x(i)

Формула по определению Di для ТС 1.4

Формула по определению Ь2 для ТС 1.4

/2(1—а)

‘ост

a2(Kf)2 Х

X [4+

+ 2 о2(Д()(/г(^п)]

i=l

°2(ai) ДИ-

сперсии, полученные при минимизации квадратичной формы

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПО КОСВЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЯХ

Для оценивания показателей надежности индивидуальных изделий широко используются косвенные параметры, которые часто заносятся в НТД. В частности, для двигателя внутреннего сгорания номенклатура косвенных параметров технического состояния установлена государственным стандартом [1]. Использование косвенных параметров при прогнозировании моментов наступления предельного состояния имеет целый ряд преимуществ по сравнению с прогнозированием по прямым параметрам:

возможность многократных периодических измерений косвенных параметров,

использование результатов замеров косвенных параметров аналогичных изделий,

возможность моделирования косвенных параметров.

сопоставимость при измерениях множества косвенные параметров.

Однако прогноз по косвенным параметрам может привести к появлению дополнительных погрешностей в связи с неполным их описанием технического состояния объекта по сравнению с прямыми.

Прогноз по косвенным параметрам возможен при наличии двух видов информации относительно изменения технического состояния исследуемого объекта:

информация о связи (детерминированной или стохастической) между косвенными и прямыми параметрами,

информация о статистических моделях изменения во времени прямых и косвенных параметров.

Исследования, проведенные в ряде работ, например [2], [3], [41 относительно первого вида информации позволили выявить наиболее распространенные соотношения между косвенными yi и прямыми параметрами xi . Обычно это линейно степенные зависимости

N

2 atyjV

/«1

с известными или неизвестными коэффициентами {а с}.

Относительно второго вида информации наиболее распространенной моделью изменения {xt (t)}, {уi (0) является модель вида

x(t)=Vt*+l,

где V, а —- неизвестные постоянные коэффициенты; 6 — случайный процесс отклонения фактических значений параметра от гладкой аппроксимирующей кривой.

Математическое ожидание процесса 1 нулевое.

Эта модель положена в основу изменения косвенных и прямых параметров технического состояния составных частей тракторов и сельскохозяйственных машин [5], [61. Расчет остаточного ресурса и особенно дисперсии остаточного ресурса по этой модели в общем виде затруднен. Наиболее простые формулы получают при

-1<0,05.

Пп

Кроме того, для этой модели затруднен анализ процесса формирования случайного процесса ?, необходимый при расчете дисперсии оценки остаточного ресурса и распределения оценки, так как при расчете дисперсии, например, желательно учитывать, какой вклад в разброс ресурса дадут погрешности

11

измерения    погрешности определения параметров V и а, погрешности,

связанные с внутренней статистической природой случайного изменения косвенных и прямых параметров.

Поэтому в последнее время интенсивно исследуются модели изменения параметров технического состояния в виде случайных процессов с независимыми приращениями [7]—[13]. Рассматриваются как монотонные, так и немонотонные процессы.

Основное преимущество таких моделей, построенных в развитие указанной в [5], [6], состоит в том, что удается рассчитать параметры остаточного ресурса (математическое ожидание и дисперсию) через параметры случайного процесса, которые обычно меняются по степенной зависимости во времени.

В зависимости от ситуации, распределения остаточного ресурса описываются табличными распределениями (гамма-распределение, нормальное, Вейбул-ла, Бернштейна, диффузионное и другие).

При этом используемая модель в [2], [3] является частным случаем более общей модели с независимыми приращениями (например для случая, когда 0£ много больше дисперсии, связанной с неоднородностью случайных приращений процеоса).

В основе методов оценивания математического ожидания и дисперсии процессов с независимыми приращениями положены методы [14], при нелинейном преобразовании процессов с независимыми приращениями использовано представление нх в виде пуассоновской последовательности [7]. Основные соотношения для расчета остаточного ресурса и дисперсии проанализированы в [10], [11]. Примеры типовых ситуаций, изложенные в приложении 3, взяты из работ [2], [3], [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    ГОСТ 23435-79. Техническая диагностика. Двигатели внутреннего сгорания —■ поршневые. Номенклатура диагностических параметров.

2.    Васильев Б. В., Кофман Д. И., Эренбург С. Г. Диагностирование технического состояния судовых дизелей. —■ М.: Транопорт, 1982. — 1:43 с.

3.    Петров И. В. Диагностирование строительно-дорожных машин. — М.: Транспорт, 1980. — 243 с.

4.    Ждановский Н. С., Николаенко А. В. Надежность и долговечность автотранспортных двигателей. — Л.: Колос. 198(1. — 295 с.

5.    ГОСТ 21571-76. Система технического обслуживания и ремонта техники. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин.

6.    Михлин В. М. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин. — М.: ОНТИ ГОСНИТИ, 1972. —61 с.

7.    Герцбах И. Б., Кордонский X. Б. Модели отказов. М.: Сов. радио, 1966.— 166 с.

8.. Кордонский X. Б., Фридман Я. Ф. Некоторые вопросы вероятностного описания усталостной долговечности (Обзор). — Заводская лаборатория, 1976, № 3, с. 629—847.

9.    Игнатов В, А., Комаров А. К. Оценка параметров случайного процесса износа при постепенных отказах изделий. — Вестник машиностроения, 1972, № 2.

10.    Костецкий Б. И., Стрельников В. П., Таций В. Г. Марковская модель износа и прогнозирование долговечности изнашиваемых деталей. Проблемы трения и изнашивания. — Киев: Техника. 1976, с. 1-0—15.

11.    Стрельников В. П. Модели отказов механических объектов. — Киев: Знание, 1982. — 19 с.

12.    Болотин В. В., Ермоленко А. Ф., Синящей М. Н. О распределении долговечности при случайных циклических нагрузках. — Машиноведение, 1979, № 3, с. 46—52.

13.    Болотин В. В. О прогнозировании надежности и долговечности машин. — Машиноведение, 1977, № 5, с. 86—93.

12

14. Рекомендации по использованию дополнительной информации для сокращения времени испытаний на надежность. — Горький:    ВНИИНМАШ,

J973. — 93 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ПРИМЕРЫ ТИПОВЫХ СИТУАЦИЙ

ТС 1.1. Изделие: цилиндро-поршневая группа трактора МТЗ-50.

Прямой параметр-величина зазора одного из элементов цилиндро-поршневой группы х.

Косвенный параметр-величина ударного импульса виброакустического сигнала //.

Функциональная связь известна

*11,66(1+ Кв) г3/2 • (п- mD-%K -F-PJ-'V-y512 ,

где К в —коэффициент восстановления; п — частота вращения коленчатого вала; — масса частей, участвовавших в перемещении поршня; ^— отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; F — площадь поршня; Рс — давление конца сжатия.

Математическое ожидание косвенного параметра K\ta , дисперсию и величину а определяют по результатам периодических измерений косвенных параметров согласно приложению 3.

ТС 1.4. Прямой параметр х:

мощность двигателя.

Косвенные параметры yt :

У\ — угол опережения начала подачи топлива;

У2 — цикловая подача топлива;

Уъ — давление начала подъема иглы форсунки в связи с изменением затяжки пружины.

Для двигателей Д-50 известно соотношение

х*3,83б+0,156^+110,8^—0,004^3.

ТС 3. Пример приведен в приложении 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Рекомендуемое

ОЦЕНИВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, ДИСПЕРСИИ И ПОКАЗАТЕЛЯ СТЕПЕНИ а ПРОЦЕССА,

ОПИСЫВАЮЩЕГО ИЗМЕНЕНИЕ КОСВЕННОГО ПАРАМЕТРА

Косвенный параметр представляется в виде нестационарного случайного процесса с независимыми приращениями, математическое ожидание m(t) и дисперсия D{t} имеют вид полиномов.

Например, среднее значение для расхода смазочного масла дизеля 124НС 18/20 имеет вид [4]

m(0=3,52+0,9-IO-3-if-0,7 . 10~3- ГК

Среднее значение изменения параметров технического состояния составных частей тракторов и сельскохозяйственных машин имеет вид [6]

m(t) = Vt% r 0,8<сс<2.

Степень полинома для дисперсии обычно не превышает максимальную степень полинома дтя математического ожидания.

13

Соотношения для оценивания т (О и D {?}

Таблица 1

Номер

Вид m(t), D{t j

Оценка m(t), D[t }

1

2

3

1

т (t) — К% * ta D{t}=Kre /Ci, К,—const

i i («-»<-.>, DW,_ *■ +

»i=1 (Д*)“ я-(Д*)“ я - (Д/)* 1 "

Л-1 i=l (Д0а

jD {/Ci} — дисперсия оценки К\

2

m(t) =a0+a1;+«2^3-f a3ta D(t)=K^

Оценки ао, ai, аг, аз определяются при минимизации квадратичной формы

1 л

min =—S {yi—y^^—a0—aiA^—a2(A/)2—a3(A^)3}2 ^ ^—1

K2=~ 1 2

' n—1 *_I (Д/)3

Соотношения для оценивания а

Номер

Исходные данные.

Оценки а

1

Результаты измерений ус А* — периодичность измерений

1 * (г,—г, ,)

«==—2 __—. ■■■■?, , где Zi=\nyi n i_ 1 In ti—In (ti—kt)

2

Оценки Kit Кг в зависимости m(t)~ =Kita, D{t}=K4V —■ коэффициент вариации ресурса на предельном уровне Пп (начальное значение у(1) нулевое)

1 K*

Ki-Пп

a~ 2 In У

3

Моменты отказов изделий tu..., tit по косвенному параметру y(t) на предельном уровне Пп. Результаты измерений у е (/= 1,..., т) для т изделий в два произвольные момента времени

tj. »>/

In ‘

a —

( 1 ТП

Пп— — 2 yi(tj)

m i=i

А.2 1й(о-й(Ч)1

m i=i ;

1 К

—s и

t Ki

In' /. /.

гг—

4

Моменты отказов изделий tu • * • > по косвенному параметру на предельном уровне Пп. В произвольный момент времени t коэффициент вариации процесса Vy (t) (начальное значение процесса — нулевое)

a—-

In

г/(0) — среднее на

21n[Vy(0-№-y(0))]

1 К 1 К 1 к S 2 (/,- 2 tt)

К t=i К—1 /=i К 1=1

L t J

чальное значение косвенного параме:

гра

При оценивании m{t) и D{t} могут встретиться различные случаи. Формулы для оценки представлены в габл. 1, где введены следующие обозначения:

п+1 —число измерений косвенного параметра,

Дt —периодичность измерения,

yi—'измеренное значение косвенного параметра в момент о2 — дисперсия погрешности измерения.

Оценивание показателя степени ос производится для случая изменения математического ожидания m(t) по закону


Соотношения для оценивания а представлены в табл. 2.

При выводе соотношений для № 2, 3, 4 было учтено, что моменты отказов для изделия с косвенным параметром в виде монотонного процесса с независимыми приращениями, подчинены гамма- или функциональному гамма-распределению, среднее значение t и дисперсия E{t} вычисляются через параметры процесса К\, К-г по формулам:


t=


Пп-У(0)


1/а


D[t}


11/06


К


з

1


где Пп —• предельный уровень параметра y{t)\ у(0) — начальное значение параметра (после приработки).


ПРИЛОЖЕНИЕ 4k Справочное:


ПРИМЕР РАСЧЕТА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПО КОСВЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ

ТС 3. Необходимо определить остаточный ресурс цилиндропоршневой: группы в условиях стендовых форсированных испытаний. Предельное состояние определяется величиной зазора канавки по высоте верхнего уплотнительного кольца. Максимальное значение зазора равно 500 мкм.

Прямой параметр (Д) — величина (Д* — величина зазора) износа, косвенные параметры (С, V) — величины расхода масла на угар и величина объема газов, прорывающихся в картер.

Результаты периодических измерений Д*, G, V в процессе стендовых форсированных испытаний представлены на рис. 1, 2, 3.

Обработка результатов, согласно приложению 3, позволила найти основные параметры: математическое ожидание т и дисперсию D для каждого и& Д, О, V (для Д* и G вычтены начальные значения):

mA-cf<+c£.f‘-3,    cf=0,66,    4=0,97,

ma=c°i+4-t''Sl ,    cf=0,83,    4=0,7,

mv=cit+4, 0^=1,8,    4=    120,

Da (t)=a^.t,    ал=35,

Dc(/)=aG./, aG=30,

Dv (t)=av-t, ctv=2.


Регрессионная зависимость между Л, G, V ищется в виде

Д1/!'3 ==Ci.g1/1-81+c3V+cs+ Е.

Неизвестные коэффициенты си с3 определяются при минимизации квадратичной формы

3 п

min 2    2

citc2tca j=* 1 i=1

i — соответствует измерению в £t-, j — номер изделия.

Используя результаты обучающего эксперимента, на рис. 1> 2, 3 получим! с1=2,43,    са=0,03,    с3=4,58.

Рассчитанные по регрессионной зависимости значения Д для двух моментов времени £ = 60, 70 час отмечены звездочками. Дисперсия равна 400 мкм2.

Рис. 1. Реализация процесса изменения расхода масла G


Рис. 2 Реализация процесса изменения прорыва газов в картер V


Рис. 3 Изменение зазора во времени


17


При расчете остаточного ресурса для исследуемой цилиндро-поршневой группы могут встретиться две ситуации:

1. Для величины износа Д параметры с\, с £ аЛ известны.

Значение Ап после наработки tn неизвестно, его необходимо определить по регрессии.

Например,

tn—60 ч,

280,

Vrt=170,

Дд=200 мкм.

Величина остаточного ресурса tocr находится как корень уравнения 500 с^ост—с2 * ^ост—Ло

Для приведенных значений си Сг, Ап *ост «*22.

При расчете дисперсии остаточного ресурса учитывается факт, что основной вклад в разброс tocr дает величина е и погрешность измерения, т. е. дисперсия 7){^ост } рассчитывается по формуле

t _[Яп Ад)

1_ (<)3

*    77 п—АЛ

«г=—*

*ост

(*1)2

2. Для величины износа параметры cf с% > а**' неизвестны. Производя периодические измерения косвенных параметров G и V, делаются по полученной регрессионной зависимости расчеты значений износа в эти же моменты времени A(ff). Обрабатывая результаты расчетов A(f*) методами приложения 3, рассчитываются неизвестные коэффициенты, входящие в математическое ожидание и дисперсию процесса износа.

Величина остаточного ресурса рассчитывается по формуле предыдущего случая.

18

УДК 620.19:621 РУКОВОДЯЩИЙ

НОРМАТИВНЫЙ

рд

50-490-84

Введены

впервые

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Техническая диагностика. Прогнозирование остаточного ресурса машин и деталей по косвенным параметрам

Утверждены Постановлением Госстандарта от 24 июля 1984 г. Ш 2577, срок введения установлен

с 01.03.85 до 01.03.90

Методические указания распространяются на изделия, отказы которых вызваны процессами накопления повреждений. Изменение технического состояния характеризуется непрерывным изменением прямых (структурных) и косвенных (диагностических) парамет-ров.

В методических указаниях рассматриваются методы оценивания остаточного ресурса в условиях основных типовых ситуаций, возникающих в практике испытаний и эксплуатации, отличающихся объемом и видом исходной для обработки информации.

Методические указания предназначаются для специалистов испытательных лабораторий, эксплуатационных и ремонтных служб, занимающихся вопросами прогнозирования технического состояния, прогнозирования остаточного ресурса, сроков и объемов ремонта.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Среди параметров технического состояния (ПТС) различают прямые и косвенные параметры.

Прямой ПТС — это параметр технического состояния (ТС), непосредственно характеризующий конкретное свойство объекта или его составной части — и определяющий его предельное состояние. Косвенный ПТС — это параметр ТС, связанный с прямым ПТС детерминированной или стохастической зависимостью, изменяющийся в результате изменения прямых ПТС. Например, согласно ГОСТ 20760-75 при диагностировании цилиндропоршневой группы трактора прямым параметром может служить зазор между

© Издательство стандартов, 1985

1

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Общие положения........*    I

2.    Математическая модель объекта для прогнозирования остаточного

ресурса. Описание типовых ситуаций ...    ....    2

3. Расчет остаточного ресурса ......... 4

Приложение 1, Справочное. Теоретическое обоснование методов прогнозирования остаточного ресурса по косвенным параметрам, используемых в методических указаниях    .    .И

Приложение 2. Справочное. Примеры типовых ситуаций ' .    *3

Приложение 3. Реко мен дуемое. Оценивание математического ожидания, дисперсии и показателя степени а процесса, описывающего изменение косвенного параметра .    .    .    .13

Приложение 4. Справочное. Пример расчета остаточного ресурса по косвенным параметрам ........16

поршнем и гильзой в верхнем поясе, а соответствующими косвенными— количество газов, прорывающихся в картер, расход масла на угар, крутящий момент, необходимый для прокручивания двигателя при отключенной подаче топлива.

L2. Номенклатура прямых ПТС. принимается в соответствии с техническими условиями на конкретный объект.

1.3.    Величина остаточного ресурса изделия определяется его наработкой е момента прекращения испытаний или эксплуатации до наступления предельного состояния изделия.

Определение термина «предельное состояние» по ГОСТ 27.002-83. Остаточный ресурс изделия в целом определяется остаточным ресурсом его составных частей. Перечень основных составных частей, определяющих ресурс и предельное состояние изделия в целом, устанавливается разработчиком и вносится разработчиком в соответствии с РД 50—202—80.

1.4.    Общая характеристика изделий, для которых необходимо определять величину остаточного ресурса приведена в ГОСТ 23642—79 (СТ СЭВ 878—78).

1.5.    Прогнозирование остаточного ресурса изделия по косвенным параметрам основано на одновременном выполнении условий:

известные физические процессы, приводящие к ресурсным отказам, а также математические модели изменения прямых (структурных) и косвенных (диагностических) параметров,

для каждого прямого ПТС установлены предельные значения, достижение которых определяет величину ресурса по данному параметру,

в процессе наблюдения за изменением технического состояния изделия имеется возможность фиксации параметров, отражающих индивидуальные особенности изделия,

имеется информация о функциональных или регрессионных соотношениях между прямыми и косвенными ПТС,

зависимость между математическими ожиданиями прямых и косвенных ПТС является монотонной и непрерывной.

1.6.    Определение остаточного ресурса по косвенным ПТС сопровождается, в общем случае, тремя видами погрешностей: погрешностями измерения косвенных параметров; погрешностями,, связанными со случайной природой физических процессов развития отказов, а также методическими погрешностями определения прямых ПТС по значениям косвенных.

1.7.    Теоретическое обоснование методов прогнозирования остаточного ресурса по результатам измерения косвенных ПТС приведено в приложении 1.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА.

ОПИСАНИЕ ТИПОВЫХ СИТУАЦИИ

2.1. Определение остаточного ресурса осуществляется для объектов, у которых связь между прямыми параметрами (х\, ..., хг), 1

результатами измерения (zu ..., zt ) косвенных параметров {Уи    Уе    ) описывается посредством регрессионных зависимостей

где ахи aTi —коэффициенты детерминированной взаимнооднозначной зависимости; Ft (zu    ап    ,    ..., ац ) —детерминирован

ная функция; Et —случайная погрешность, включающая в себя погрешность изготовления и методическую погрешность, распределена по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием и дисперсией а1с .

Примечание. Прямой параметр х t может зависеть не от всей совокупности косвенных, а только от ее части.

2.2.    Косвенные параметры уи ...» yi представляют собой случайные процессы с независимыми приращениями, математическое ожидание и дисперсия которых изменяется во времени монотонно по степенной зависимости.

Например, согласно ГОСТ 21571-76 для процессов, характеризующих изменение технического состояния составных частей тракторов и сельскохозяйственных машин, математическое ожидание изменяется во времени t по закону ta, где показатель а определяется экспериментально.

При этом сам косвенный параметр может меняться монотонно (в случае изнашивания) и немонотонно (в случае изнашивания с упрочнением).

2.3.    В зависимости от того, какой информацией располагает исследователь относительно объекта, остаточный ресурс которого прогнозируется, возможны три группы типовых ситуаций (ТС)

2.4.    Первая группа типовых ситуаций (ТС1) характеризуется наличием следующей информации:

вид функции Ft (zu ..., Z{, ап, ..., аи ), все коэффициенты ац (*= 1, г; /= 1,..., /), дисперсии известны,

имеются результаты периодических измерений каждого косвенного параметра zt (t).

2.5.    Вторая группа типовых ситуаций (ТС2) характеризуется следующей информацией:

вид функций Ft ( 2Ь ..., г/ , ап, ..., at[ ) известен, коэффициенты ац неизвестны, имеются результаты периодических измерений косвенных параметров zt (t), а также результаты обучающего эксперимента, в процессе которого производится одновременное измерение прямых и косвенных ПТС.

2.6.    Третья группа типовых ситуаций (ТСЗ) характеризуется следующей информацией:

функция Ftь ..., 2, ; аа, ..., аи ) монотонна и непрерывна (общий вид неизвестен),

3

имеются результаты обучающего эксперимента, 2

2.7.    Внутри каждой группы ситуации различаются в зависимости от числа прямых и косвенных ПТС.

2.8.    Для каждой ТС необходимо по результатам периодических измерений косвенных параметров в течение определенной наработки оценить величину остаточного ресурса и его дисперсию для изделия или его составной части.

2.9.    Примеры типовых ситуаций приведены в приложении 2.

3. РАСЧЕТ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

3.1.    Соотношения для расчета £осх , D{t0CT} для основных типовых ситуаций приведены в таблице, где использованы следующие обозначения:

#п —предельное значение прямого параметра при нулевом номинальном значении;

уп —значение косвенного параметра y(t) после выработки ресурса tn .

Оценки параметров Кь К2, входящих в характеристики косвенного параметра y(t), а также значение показателя а вычисляются согласно приложению 3.

3.2.    Дисперсия оценки остаточного ресурса D{t0CT } представляет собой сумму трех слагаемых

D{t0CT} =DX-|-D3+D3.

3.3.    В таблице приведены соотношения для расчета £осх и D{tост } для наиболее распространенных соотношений между косвенными и прямыми параметрами.

Для более сложных нелинейных соотношений

Xi=Ft (2^,...^; aiU...,au)+Ei

аналитически рассчитать величины £осх и D{t0CT } можно лишь для случаев

Ox«D%, D3.

В этом случае величина t0ст определяется из уравнения (2).

пч—Ft (Klx-la\    ai , a*b...,a»)=0    (2)

где Кц, ai —параметры, определяющие изменение математического ожидания i-ro косвенного параметра yt (■£)

rrii (t)=Kutai.

Величина Z)2 рассчитывается по формуле

где £т— функция, зависящая от ПП1 ; /С Кц ; аь »•> аь получаемая при решении уравнения (2).

3.4.    Примеры расчета остаточного ресурса приведены в приложении 4.

4

сл


ТС 1.1


Соотношения для вычисления ^ост и D {£’т}


Шифр

ситуации

Соотношения между прямыми и косвенными параметрами. Вид т it),

Dyit)

*ост

2

3


Один косвенный параметр y(t), один прямой x(t)


х=а-t/ (t)+E my{t)=KvtDy{t)=--Krta

Уп=У{*п)


к


°{ 'ост}


|^п °Уп j1/a


Кш \Р-1


f-e*l (&)


{■


п—ау$)К% 11/а

{К f)*    1


„    (К. \2P-2

*»-«**■ ( )


*ост

~а?


ЩК*


*ост


х


(**)


ЭД} =

аг(Р-1)2222)

К?"2

Х-0[Я2) +

аЦ2- Р)2/С|<Р-2>

^(F3j

XWx)


•X


X


X


х\2


(К\)


<31

Шифр

ситуации

Соотношения между прямыми и косвенными параметрами. Вид т (t),

Dy(t)

*ост

1

2

3

ТС 1.2

Один косвенный параметр y(t) и один прямой x(t)

cac

I

и

§> *

1

к

сз

x(t)=ay+bi/ + Е my(t)=Ki-ta

Dy{i)=Kr f-

Продолжение

*ост}

Di

D*

4

5

6

Unn~aya-byi)K^I<*

4т щк*)

f(l-a) ост v

1 (К?)8 1

2 (/ф*

XN

а2

X-

Х\2


ВДН

&гФ- 1)2-/с|(р_2)


+


КФ-2П

ХЩК,} +

(2—P)2/C|cp—1>


X


(*f)


Я2(3-1)


+а‘


ЩК х)


Шифр

ситуации

Соотношения между прямыми и косвенными параметрами. Вид т (t).

О

О

н

1

2

3

ТС 1.3

Один косвенный

Оценка величины

^ост

параметр, один пря-

находится из решения

мой

уравнения

*(0=в«/(0+Е

ttiy(t) =a0-\-a1t-\-

—— (a0+a^fa2^ +

а*2+аз*3

Dy(0 =*.■<*

+as*3)=0

ТС 1.4

Один прямой параметр x(t), несколько косвенных щ (t)

Г w 1

п ^

t=l

1/a

l к*

x(t)=2 а(у{(1)-\-Е г=1

Kf- s в!Дц

l-l

myi(t)=Ku-ta Pyj(0 =*.(■*“

*ост}


Й1

Я2

4

СП


а~ауп)-Кх2 )'/3

ПиаУи


ост


Кх2=аК%


п 21 am(tn))K

t=i


1/а


\ОСТ


D(a0) D(ai)

2 "Г Л


L а0


D{l^}-a*D[K,}

tier mn


(Kf)*

#2(I-a)

‘'OCT


X


X



m-a)

OCT

~"a3


X


Х\3


Ю


X


(**)’


Продолжение

Шифр

'ситуации

Соотношения между прямыми и косвенными параметрами. Вид т (#),

Dyi П

^ост

°{ 'ост}

£>i

1 " 1 1 ; 1

2

3

4

5

6

ТС 2.1

Один косвенный параметр y(t)t один прямой x(t)

x=at/C0P +Е

my(0= Kfta DyW-Ki ■**

Уп=У{*п)

Формула по определению ^ост для ТС 1.1, а определяется при минимизации квадратичной формы

N

min 2 [х> — m/p (t i) ] a i=1

— измерение одновременно значения косвенного и прямого параметра

Примечай и е. Если измерений y(ti ) значительно больше, чем измерений x(tt ), то минимизируется сумма N г //СЛР-i I2

,lh~aKix) '■]

Формула по определению Dь для ТС 1.1

Формула по определению D2 для ТС 1.1

/2(!-а)

1-2 Х

а2

у-31

(*f)3

а\\ — дисперсия а при минимизации квадратичной формы

1

2

Зак. 2830