Способ определения ресурса технического объекта

19) 01) союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 76995 1 021/ 01 В 31 ИЗОБР Е ОПИСАН АВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии- М.-Л,: Энергия, 1966, с. 184 - 195, 205-212. Авторское свидетельство СССР М 1594455, кл. 6 01 О 21/00, 1989.Авторское свидетельство СССР М 1394175, кл. 6 01 Р 31/04, 1986.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки надежности технических объектов, например, контактных соединений электрооборудования, по параметрическим отказам,Известен способ определения ресурса технического объекта, заключающийся в том, что определяют зависимость деградации параметров технического объекта от величины и длительности воздействия эксплуатационных Факторов, подвергают воздействию фиксированных эксплуатационных факторов и по установленным зависимостям определяют фактический ресурс объекта, Недостатком способа является длительность и трудоемкость определения коэффициентов ускорения испытаний. Поэтому указанный способ применим к объек(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки надежности технических объектов, например контактных соединений электрооборудования по параметрическим отказам, Цель изобретения - повышение точности оценки ресурса в реальном масштабе времени. Сущность изобретения: объект циклически подвергают вызывающему деградацию параметров воздействию номинальных эксплуатационных факторов и периодически между циклами измеряют величину определяющего ресурса параметра объекта, 1 ил. там, у которых хорошо изучены физические основы процесса деградации структуры Бт внешних воздействий, например кабельным оболочкам из резины, лампам накаливания и т,п.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ определения ресурса технического объекта, заключающийся в том, что его циклически подвергают вызывающему деградацию параметров эксплуатационному воздействию, периодически между циклами измеряют величину определяющего эксплуатационного свойства параметра объекта и определяют среднюю скорость изменения этого параметра, по которой рассчитывают методом экстраполяции величину ресурса. Однако и этому способу присущ недостаток, заключающийся в необходимости проведения слож 1776995уксп дусп ных физических исследований для выявления параметра, линейно характеризующего процесс деградации параметров объекта, Поэтому укаэанный способ может быть применим к техническим объектам, выполненным иэ ранее достаточно хорошо исследованных в части деградации структуры материалов, например, к контактным соединениям, изготовленным из традиционно используемых материалов и с использованием обычных покрытий, При отсутствии данных о физическом характере процесса деградации, например, для контактных соединений с нестандартными покрытиями, контакт-деталями из новых сплавов и т,п., при испытаниях с форсированными воздействиями падает достоверность прогнозирования,Цель изобретения - повышение точности оценки ресурса в реальном масштабе времени. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения ресурса технического объекта, заключающемся в циклическом воздействии на обьект номинальных эксплуатационных и форсированных факторов и измерении между циклами воздействий определяющего параметра, по которому судят о ресурсе объекта, в качестве определяющего параметра устанавливают приращение величины определяющего ресурс параметра объекта, во время цикла номинальных эксплуатационных и форсированных воздействий измеряют один и тот же определяющий параметр после каждого цикла этих воздействий до достижения предельного значения определяющего ресурса параметра, а величину ресурса Тр определяют по математическому выражению:д, дфорс + дксп=1,.,1;Ь, буфорс - приращение величины определяющего параметра во время 1-го цикла эксплуатационных и форсированных воздействий соответственно;Хпред, - предельное значение величины определяющего параметра;Ьц - приращение величины определяющего параметра в конце последнего Ио цикла номинальных эксплуатационных воздействий,10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 - число циклов номинальных эксплуатационных воздействий,Х"сп - значение величины определяющего параметра в конце последнего цикла номинальных эксплуатационных воздействий;дт - длительность последнего (1-го) цикла номинальных эксплуатационных воздействий.Сущность способа заключается в том, что при циклическом воздействии на объект номинальных и фиксированных факторов и измерении между циклами определяющего параметра, по которому судят о ресурсе объекта, в качестве этого определяющего параметра устанавливают приращение величины определяющего ресурс параметра объекта, во время цикла иоминальных 1 и эксплуатационных воздействий измеряют один и тот же параметр после каждого цикла этих воздействий до достижения предельного значения определяющего ресурс параметра, а величину ресурса Тр определяют по приведенному выше математическому выражению,На чертеже изображен пример изменения зависимости величины определяющего ресурс параметра от времени испытаний для случая с форсированным воздействием эксплуатационных факторов (кривая "Б") и без форсированного воздействия (кривая "А") от времени испытаний.Способ реализуется следующим образом.Измеряют начальную величину определяющего ресурс параметра технического обьекта, например, переходное сопротивление контактного соединения (точка О, подвергают этот объект циклическому воздействию номинальных и форсированных факторов, а именно, воздействию номинальных эксплуатационных факторов (в случае выбранного примера - воздействию номинальной токовой нагрузки при нормальных условиях окружающей среды) и после заданного промежутка времени фиксируют величину определяющего ресурс параметра (точка 2), затем режим формируют (например, путем повышения токовых нагрузок в условиях повышенной температуры и влажности окружающей среды). Между циклами измеряют приращение величины определяющего параметра (точка 3). В нормальных условиях эксплуатации эта величина - точка 3" на кривой "А" была бы достигнута за больший промежуток времени. Приращение величины - разница по оси абсцисс между точками 3 и 3" есть выигрыш во времени испытаний за первый цикл, Затем этот же параметр измеряют после каж 17769951 р ксп1 Величина ре представляется расхода ресурса нему 1-му циклу урса технического объекта ммой расчетных величин о 1-м циклам и по послед= ХОр+тр П р и м е р, Оценивали ре ных соединений размером 40 х шин с металлопокрытием раб ностей. В качестве параметра щего ресурс соединени электрическое сопротивление сурс контакт 4 мм медны очих поверх , определяю и, выбрал После сбор дого цикла воздействий номинальных и форсированных факторов. Так следующий цикл начинается с точки 3 и заканчивается точкой 5 (соответствующей точке 5" на кривой "А"), Далее, соответственно 1-й цикл, точки 5 - 7, следующий цикл точки 7-9 и, наконец, последний, в общем случае неполный 1-й цикл, отмеченный точками 9-11. Длительность цикла испытаний соответствует абсциссе точки 10, величина ресурса - абсциссе точки 11", Как видно из графика, реальная кривая "А" и полученная при ускоренных испытаниях кривая "Б", характеризующие изменение величины определяющего ресурс параметра в зависимости от времени, содержат параллельные участки, характеризующие процесс воздействия номинальных факторов - участки 1-2 (общий для обеих кривых), 3 - 4 и 3" - 4", 5 - 6 и 5" - 6", 9 - 10 и 9" - 10", Аппроксимация промежуточных участков показана на 1-том цикле отрезком 6 - 7, являющимся продолжением отрезка 5-6 и с определенной точностью аппроксимирующий участок 6" - 7 зависимостью, Суммируя величины расхода ресурса т 1 р по всем 1-м циклам, до достижения предельного значения, определяющего ресурс параметра, получаем величину ресурса технического объекта в целом. На последнем цикле. в общем случае предельная величина определяющего ресурс параметра ограничивает длительность испытания и расход ресурса определяется экстраполяцией отрезка 9 - 10 до пересечения с линией, характеризующей предельное значение определяющего параметра, при котором ресурс технического объекта считается исчерпанным, например. полуторное увеличение переходного сопротивления контактного соединения. Это выражается зависимостью5 уксп ки электрическое сопротивление соединений составило 5,5 мкОм. После воздействияноминальным для данных соединений током 400 А до установившейся температуры5 и остывания до температуры окружающейсреды (20 + 10) С электрическое сопротивление составило 5,56 мкОм, Затем подвергали контактные соединения воздействиютока, превосходящего номинальный в 3 - 410 раза, при температуре окружающей среды60 С. После остывания соединений до температуры (20 й 10)С вновь измеряли электрическое сопротивление, оно составило5,68 мкОМ, Далее циклы повторяли каждый15 раз измеряя электрическое сопротивление,Всего проведено 5 циклов. Аппроксимациюпроводили графически. Величина ресурса,определенная по выведенной формуле составила 41000 ч, Данные об аналогичных20 соединениях, находящихся длительное время в эксплуатации, показывают, что их ресурс составляет 40000 - 45000 ч, Такимобразом подтверждено достижение поставленной цели изобретения,25 Использование предлагаемого способаприменительно к контактным соединениямпо сравнению с известными способами повышает достоверность прогнозирования засчет ускорения испытаний форсированны 30 ми воздействиями. Кроме того, появляетсятехническая возможность технически рационально организовать эксплуатацию контактных соединений электрооборудования,что приводит к экономии материальных и35 финансовых средств.Формула изобретенияСпособ определения ресурса технического объекта, заключающийся в циклическом воздействии на объект номинальных40 эксплуатационных и форсированных факторов и измерении между циклами воздействий определяющего параметра, покоторому судят о ресурсе объекта, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения45 точности оценки ресурса в реальном масштабе времени, в качестве определяющегопараметра устанавливают приращение величины определяющего ресурс параметраобъекта во время цикла номинальных экс 0 плуатационных и формированных воздействий, измеряют один и тот же определяющийпараметр после каждого цикла этих воздействий до достижения предельного значенияопределяющего ресурс параметра, а вели 55 чину ресурса Тр определяют по математическому выражению1776995 до. - приращение величины определяющего параметра в конце 1-го цикланоминальных эксплуатационных воздействий;5- число циклов номинальных эксплуатационных воздействий;Ь - длительность последнего (1-го)цикла номинальных эксплуатационных воздействий;10 Хе" - значение величины определяющего параметра в конце последнего цикланоминальных эксплуатационных воздействий. Ь Х" " +Хп ед М усо фсйл где Ь - длительность -го цикла номинальных эксплуатационных воздействий; Дэксм ЬфоРс приращение Величины определяющего параметра во время 1-го цикла эксплуатационных и форсированных воздействий соответственно:Хлред - предельное значение величины определяющего параметра; оставитель А. Сон ехред М.Моргентал кий КоРедактор р З.Салко роизводственно-издат ский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ, 4115 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5