Введение к работе
ІЦ!<М
Требования к обеспечению надежности яромызленных изделий и различных малин, жизненный цикл которых состоит, как правило, аз іроактирования, изготовления, стендовой отработки и эксплуатации, юстоянно возрастапт. Практика показнвает, что использование методов теория оптимальной эксплуатации механических систем позво-гяет, с одной стороны,- повысить качество и надежность машин, а ; другой стороны - снизить затраты на их эксплуатацию. Налатає ?акой теории дает такяе возмолпость проектировать одновременно п [зделие, и систему его оптимальной эксплуатации.
Современные концепция оптимальной эксплуатации основываются іа идее технического мониторинга механических систем /МС/. Сис-емы технического мониторинга представляют собой комплекс мето-:ов з средств /включая диагностические/, позволяющие отследить :зменекиэ во времени свойств механических систем с целью исполь-овання этих данных для оценка остаточного ресурсз, прогнозирова-:ия наделсностн, минимизации эксплуатационных расходов, иакспмаза-ии эффективности технологических процессов, предотвращения ос-огвениі и аварий. При функцаонировашш любой МС рано или поздно роисходит такое изменение ее экс'длуагационянх свойств, что сис-ема отказывает /не может выполнять свои функции/ и., более того, тказ может принести значительный ущерб от аварии. С другой сто— оны, превентивная остановка эксплуатации я восстаноатениэ войств МС еще до отказа также могут оказаться эконожческя не— нгоднши, поскольку мояат остаться незаработанной значительная асгь ресурса системы. Учет такого рода противоречий при разра— этке систем эксплуатации изделий приводит к постановкам оцтами--анионных задач эксплуатации, связанных преядэ всего с надезно— гыо этих изделий.
Одной из ватаых задач эксплуатации проишшенлнх изделий яз— їєтся построение .моделей оптимальних правил зкеплуатапдн УСТ и іедроіпіз их в практику, которые обеспечат максимально зозмогнод іигг.енпе затрат на эксплуатацию за счет позкпоная иадажностц-сас-зм до оптимального уровня. В настоящее время сущэствуэт достз— )чно простые правила к алгоритмы оптимальной эксплуаташн тезнн-гских систем. Однако, они не учитывает в явной влдэ просеесн ус-їлостного изменения физических и химических свойств затзраалет? >нс трунили.
Целью диссертационной работа является разработка методов оптимальной эксплуатации деградирующих элементов механических систем /3VIC/ к алгоритмов нахождения оптимальных параметров стратегий и политик эксплуатации, как компонент прикладного программного обеспечения систем технического мониторинга.
Научную новизну работы составляют:
методы и алгоритми оптимальной эксплуатации ЭМС как с восстанавливаемыми, так к невосстанавливаемыми свойствами в классе двухуровневых: политик, деградация которых может быть описана скачкообразными процессами марковского типа;
результаты численного исследования некоторых моделей на примере процессов усталостного накопления повреждений, роста трещин, коррозии и износа;
метод решения задачи оптимальной остановки функционирования 3UG в условиях накопления ненаблюдаемых усталостных повреждений при использовании системы мониторинга нагружения ЭМС.
Практическая ценность диссертации заключается в том, что:
разработанные алгоритмы поиска оптимальных параметров двухуровневых политик эксплуатация позволяют определять состояния ЭЖ, со-' ответствуюцие гфэдупрагдаацеглу и критическому /основному/ отказу для конкретных систем по тем или иным критериям отказов;
показано, что функция надежности высоконадежных ЭЖ, эксплуатируемых по принципу дзухуровяевых политик, отреыится к зависимости экспоненциального Еида;
предложенные правила оптимальной остановки йункционираванияЭМС в случае ненайшсдаемых процессов накопления повреждений позволяют организовать" оптимальную эксплуатацию с применением систем отсле-Еивания внешнего нагрукения элемента;
разработанные программы для ЭНД, реализующие некоторые из полученных алгоритмов, позволяют на стадии проектирования' находить оптимальные значения параметров, политик эксплуатации реальных систем, учитывающих явление деградации свойств материалов конструкций ЭМС.
Реализа.ция работы. Полученные з диссертации методики к алгоритмы использованы для:
- вероятностной оптимизация начальной высоты язнапиваэдпхся эле
ментов тетрадных агрегатов ЛТА, ЛТ-2, эксплуатируемых на Сзердлов-
скоіі фабрике балових v канцелярских изделий /экономический эффект -31г8 THC.pjV;
определения оптимального срока службы подкраковш" балок Магнитогорского металлургического комбината при известной функции распределения их ресурса;
определения оптимального значения щюдупреадакщего уровня сигнала акустозм'.ссі'л, получаемого Тфй диагностике эксплуатационных езойств рэмнкх пил на лесопильных рамах РД 75/6/7 на Таздппском лесокомбинате /экономический Э'Зйект - 10,88 тес.руб./ Апробация работы. Результаты работы докладывались
и обсуждались на Всесоюзных школах по надежности механических систем /Кострома - 1982. Звенигород - 1S84, Залешики - 1986, Ташкент -1988/, 4- й Международной конференция но теории вероятностей и математической статистике /Вильнюс - 1985/, 6- м Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике /Ташкент - 1S86/, 1- м Уральском секпнаое по проблемам ггроехтирования конструкций /Челябинск - 1387/, Всесоюзной научно-технической конференции "Эксплуа-тационная надежность кадия, роботов и модулей гибких производственных систем" /Сзердловск - 1987/.
Основное содержание диссертации опубликовано в 8 работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка аспользованнше источников, двух приложений и содержит 143 страниц, 16 рзсушсоЕ, Э таблиц и библиографию из 108 наименований. На защиту выносятся:
метода и алгоритмы оптимальной эксплуатации ЭМС с восстанавливаемыми и невоссташвливаемыя! свойствами -в классе двухуровневых политик, поведение которых возможно описать скачкообразными процессами марковского типа;
правила оптимальной остановки функционирования ЭЛС в случае ненаблюдаемых процессов накопления повреждений пра использований систем отслеживания чагрукения элемента;
результаты численного исследования правил оптимальной эксплуатации ЭМС, учитывающих явление ухудшения свойств материала конструкции ЭМС;
Похожие диссертации на Модели оптимальной эксплуатации элементов механических систем с учетом накопления повреждений
