Способ испытаний однотипных технических систем на долговечность

(19) 11 И 7/00 1)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ На фиг.1 таний велосип грамма нагруж темы; на фиг ческой систе зображен стенд дледов; на фиг.2 -ения -технич3 - стенд дляы; на фиг,4агружения дляистемы; на фиг.5 сп ло систем,ренных изовано,нических особам их ускоожет быть испольиспытаниях мехаройств, аппараменно ытании, и еской сис-техни пример, п других у вариантдюили циклограммы технической гой вариант для д -или У клограммы нагруженихнической системы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОДНОТИПНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к технике ускоренных испытаний различных систем, например аппаратуры, механических устройств и т.д. Цель изобретения - увеличение достоверности и информативности определения эксплуатационной долговечности систем с большим ресурсом, повышение точности и сокращение времени испытаний. Способ основан на нагружении системы в циклах длительностьюпутем воздействия на нее внешним объектом по заданной программе, близкой к типовой эксплуатационной, В споИзобретение относится к технике,связанной с испытанием технических туры.Цель изобретения - увеличение дос-. товерности и информативности определения эксплуатационной долговечности систем с большим ресурсомповышение собе дополнительно нагружают -тую систему в циклах длительностью 8 (, воздействуя на нее внешним объектом по заданной программе с величиной воздействия, в 2-10 раз превышающей величину воздействия по программе, близкой к типовой эксплуатационной, При этом произвольно чередуют сериями нагружения в циклах длительностью ь, и О, вплоть до достижения системой предельного состояния с устранимой поте-,. рей работоспособности. Испытуемую систему нагружают в циклах длительностьюв течение полного времени Т, и из 1 меряют полное время Т затраченное1на нагружение системы циклами длитель-аЛностью 6. Такие же действия произво-. дят над 1-й системой, причем выбирают Т Ф Т, и определяют для всей совокупности испытуемых систем долговеч- С ность работы системы по типовой экс-.вв плуатационной программе по соотношениям, 1 з.п. ф-лы, 5 ил. Сдности и сокращение времени испыта1631345 Затем повторяют нагружение системы 5 в циклах заданное число раз. Дополнительно к этому нагружают испытуемуюл систему в (иклах длительностью (причем С ( ) путем воздействия на нее внешним объектом по заданной про грамме. Причем величина воздействия в 2-10 раз превышает величину воздействия по программе, близкой к типовой эксплуатационной. Нижняя граница ука- занного диапазона достаточна, чтобы испытания были ускоренными. При превышении же верхней границы в ряде систем изменяется характер поврежденности (изменяются физические процессы,5ЧОй( ( , (т:хМ(И - 1) .Т" - Т-Н -2 иЯ(-/2 ТТ"М+1-3 Сущность способа заключается в следующем.При испытании испытуемую систему сначала приводят из нерабочего состояния в рабочий режим, в котором ее нагру жают в цикле длительностьюс путем воздействия на систему внешним объективом . по заданной программе, близкой к типовой эксплуатационной. После этого возвра О шают систему в исходное нерабочее состояние, прекращая воздействие на нее внешним объектом,находят из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы ш = (М - Я - 2)/2 и двухстороннему доверительному интерВалу (.45При испытании возникают промежуточные состояния системы, при которых происходят устранимые в эксплуатации потеря системой работоспособности или; неудовлетворение предъявляемым к ней требованиям, Р этом случае при испыобусловливающие повреждаемость)При этом произвольно (как показано на фиг.2 в нескольких. вариантах) чередуют сериями нагружения в циклах длительностью ь( и Ф , вплоть до достилжения испытуемой системой предельного состояния, при кбтором происходят неустранимая в эксплуатации потеря испытуемой системой работоспособности или неудовлетворение предъявляемым к. ней требованиям.Испытуемую систему нагружают в циклах длительностью с в течение полнол1го времени Т;, При этом период времени Т может состоять как из одного,(так и из нескольких составляющих его промежутков времени, рассеянных произвольным образом в программе испытаний.Также измеряют полное время Т , затраченное на нагружение -й испытуемойл системы циклами длительностью ь. Такие же действия производят над 1-й испытуемой системой, При этом выбирают Тне равным Т, и определяют по(всей совокупности испытуемых систем долговечность П работы системы по заданной типовой эксплуатационной программе из соотношения д .( - номера испытуемых систем( тании измеряют полные времена ТИ Р (сТи Т, Т), затраченные на нагруженйе д-и и 3-й систем циклами длительностью 6, и ь до промежуточлных состояний и определяют по всей совокупности испытуемых систем часть эксплуатационной долговечности с 1 до появления 1-го промежуточного состояния в-йиспытуемой системы из соотношейия (2) и соответствующих Функций распределения по Формуле (3)тельно к этому на них воздействуют в циклах существенно большими нагрузками, соответствующими экстремальным условиям эксплуатации и даже выше.При этом нагружения в циклах произвольно чередуют вплоть до неустранимой или устранимой поломки, измеряют полные времена, затраченные на нагружения в циклах обоих видов, и по 10 всей совокупности велосипедов определяют их долговечности работы и другиехарактеристики по соотношениям (1-3).На стенде для испытания на усталостную прочность (фиг, 1) на платфор 15ме 1 установлен на катках 2 велосипед с нагрузкой 3. Платформа 1 приводится в колебательное движение вибратором4, привод которого управляется блоком5 управления, соединенным функциональщно с задатчиком б циклограммы испытания. В испытаниях имитируют нагруженность для различных дорог, характери-,зуемую коэффициентом нагруженности,равным отношению нагрузок на объект в,25данном режиме работы при езде пд междугороднемушоссе, определяемому, например, микропрофилем дороги (величи- .ны коэффифиента находятся в диапазоне1-7). Соответственно, на стенде за Одатчиком б циклограмм испытаний через блок 5 управления задают амплиту-ды и частоты колебаний платформы 1вибратором 4, соответствующие коэффициентам нагрузки, и прокручивают нагруженный велосипед,При испытаниях велосипед нагружаютв циклах продолжительностью несколькочасов (4-6), соответствующих езде похорошей дороге с умеренной нагрузкойс коэффициентами нагруженности 1-1,3,и в циклах с коэффициентом нагруженности около 7,но меньшей продолжительностью, Циклы чередуют произволь-ным образом, вплоть до достижения пре дельного состояния (поломок). Измеряют полные времена,наработкипри обо-их указанных циклах. Затем такие жеиспытания проводят на несколько велосипедах и по всей совокупности испита,ний определяют по формулам (1-3) характеристики велосипедов. Аппаратураиспользуется штатная, как и на аналогичных стендах, применяемых в другихотраслях машиностроения.Данный способ имеет следующие преимущества по сравнению с известными:повышает точность и достоверность определения ресурса и других характеристик испытуемой системы; сокращает сроки ресурсных испытаний при фиксированной точности; повьппает информативность и экономичность испытаний; относительно прост в реализации; применим для систем из различных областей техники, увеличение числа испытуемых систем повышает достоверность определения долговечности.формула изобретения1. Способ испытаний однотипных технических систем на долговечность при котором -тую испытуемую систему приводят из нерабочего состояния в рабочий режим, нагружают ее в циклах длительностьювоздействуя.на нее внешним объектом по близкой к типовой эксплуатационной программе, и возвращают систему в исходное нерабочее состояние, затем повторяют нагружение системы в циклах заданное число раз, отличающийся тем, что, с целью увеличения достоверности и информативности определения эксплуатационной долговечности систем с болЬ-шим ресурсом, повьппения точности и сокращения времени испытаний, дополнительно нагружают 1-тую испытуемую систему в циклах длительностьюс , воздействуя на нее внешним объектом по заданной программе с величиной воздействия, в 2-10 раз превышающей величину воздействия по программе, ,близкой к типовой эксплуатационной, при этом произвольно чередуют сериями нагружения в циклах длительностью Ль, и , вплоть до достижения испытуемой системой предельного состояния, при котором происходят не устраняемые в эксплуатации потеря испытуемой сйстемой работоспособности или неудовлетворение предъявляемым к ней требованиям, причем испытуемую систему нагружают в циклах длительностью Р в течение полного времени Т, и измеряют полноеФ ь время Т затраченное на нагружение1ь-й испытуемой системы циклами длиЛтельностью с, такие же действия производят над 1-й испытуемой системой,выбирая Т ф Т и определяют по всей)совокупности испытуемых систем долговечность работы системы по заданной типовой эксплуатационной программе из соотношения;т Тц я распре -числу-Н)/2 5 1 Х ПРО тации п сто или мымк н по всей тельному тем ч ссе спытаи Три точног 1 е на на мы из истем цик- до промепри кото 2 5 е =ОТ 2ф 5 и 7 й 7 де й+Т- Т,2 остояния для всей емых систем из совечности и функции распределения появления1-гО промежуточного состояния и значений части эксплуатационной долгоэтог совокупи отношени ти ис квадрачения- для среднего тического зн 56 ф о Г 1 дл О дл де рп с+Е) /1 - д ерхнего значения ительного интер- значения й,валй-О/1,Д - дл ижнего значенияительного интерзначения ЙЕ, . и дове вала с находят из таблиц длделения Стьюдента постепеней свободы п 1=и двухстороннему довеинтервалу2. Способ по п., о т лщ и й с я тем, что в процений измеряют полные времена1 ии Т, ТЯ ,1 т 3), затраченнФгружение 1 и 1 испытуемых слами длительностью , и сжуточных состояний .системы, - номера испытуемых систем; исходят устранимые в эксплуаотеря системой работоспособнонеудовлетворенне предъявляеей требованиям, и определяют совокупности испытуемых систь эксплуатационной долговечо появления 1-го промежусостояния з-й испытуемой сис- соотношения ачает целую часть числ р =пиР 2 ПК- число циклов длительностью, исчерпывафющих ресурс,- порядковый номер циклов длительностью 9.и ГКНТ СССР о оизводственно-издательский комбинат Патент" г. д, ул, Гагарина,аказ НИИПИ Тираж 351 Подписное енного комитета по изобретениям и открытиям 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45