УДК: 62-192

DOI: https://doi.org/10.36887/2415-8453-2023-1-32

Алфьоров Олексій Ігорович,
доктор технічних наук, професор кафедри проєктування технічних систем Сумського національного аграрного університету
https://orcid.org/0000-0002-0357-3141

Публікація спрямована на впровадження у виробничій процес виготовлення елементів технічних систем аналітичних моделей забезпечення надійності техніки на етапі проєктування, що враховують досвід експлуатації попередніх систем або їх аналогів. Використання запропонованого методу визначення основних критеріїв оптимізації виконано на прикладі ґрунтообробних машин сільськогосподарського призначення. Виконано репрезентативний статистичний аналіз експлуатаційної інформації щодо надійності ґрунтообробних агрегатів, які мають коливальний рух робочих органів. Розглянуто результати роботи в умовах експлуатації тринадцяти культиваторів із сумарним наробітком понад 280 тис. га. Експлуатаційні дослідження проводили в 7 областях України, окрім того вони характеризуються різноманітними ґрунтово-кліматичними умовами. Встановлено виникнення раптових відмов унаслідок зламу пружних стійок робочих органів культиваторів. Зафіксовано 42 раптові відмови серед 260 стійок, які випробовували. У роботі запропоновано інверсійний метод, що дозволяє визначати параметри навантаженості пружних елементів, концепцією якого є поєднання можливостей теоретичної моделі надійності, яка пристосована до прогнозування імовірності безвідмовної роботи, обумовленої раптовими відмовами з конкретними показниками статистичної моделі, які отримані залежно від наробітку пружних стійок. Наведений підхід на прикладі оцінювання роботи ґрунтообробних агрегатів надає можливість визначити вплив навантаження на наявні конструкції машин і їх елементи, що призводять до раптових відмов. Представити такий вплив можна у вигляді ймовірнісно обґрунтованого коефіцієнта запасу, який має емпіричне підґрунтя і дає змогу під час проєктування наступного покоління технічних систем і їх елементів корегувати теоретично припущену величину навантаження. Конструктивні та технологічні зміни під час проєктування, що засновані на описаному в статті підході, надають можливість керувати рівнем надійності з економічних та іміджевих міркувань.

Ключові слова: інверсійний метод, пружний елемент, екстремальне навантаження, імовірність безвідмовної роботи, коефіцієнт запасу, надійність, проєктування.

Список літератури

1. Grynchenko, O.; Alfyorov, O. Mechanical Reliability. In Prediction and Management under Extreme Load Conditions; Springer Nature: Cham, Switzerland, 2020; 125
2. Гринченко, A.; Алферов, A. Основы прогнозирования и управления надежностью в условиях экстремальных нагрузок; ТОВ «Планета – Принт».: Харьков, Украина, 2017; 136с.
3. Гринченко, A.С. Механическая надежность мобильных машин: Оценка, моделирование, контроль; Віровець А.П. “Апостроф”: Харьков, Украина, 2012; 259с.
4. Wan, L.; Chen, H.; Ouyang, L.; Chen, Y. A new ensemble modeling approach for reliability-based design optimization offexure-based bridge-type amplifcation mechanisms. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2020, 106, 47–63.
5. Гринченко, A.С; Алферов, A.И. Прогнозирование надежности элементов машин при случайном пуассоновском потоке экстремальных нагружений. Науковий журнал «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів». 2017, 7, 141–148.
6. Гринченко, O.С.; Алфьоров, O.І.; Юр’єва, Г.П. Прогнозування та керування механічною надійністю за допомогою інверсійного методу. Науковий журнал «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів» 2018, 12, 210–213.
7. Upton, G.; Cook, I. Oxford Dictionary of Statistics; Oxford University Press: Oxford, UK, 2008; 453p.
8. Xiao, N.C.; Zuo, M.J.; Zhou, C.N. A new adaptive sequential sampling method to construct surrogate models for efcient reliability Reliab. Eng. Syst. Saf. 2018, 169, 330–338.
9. Xiao, N.C.; Zhan, H.Y.; Kai, Y. A new reliability method for small failure probability problems by combining the adaptive importance sampling and surrogate models. Methods Appl. Mech. Eng. 2020, 372, 113336.
10. Soong, T.T. Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers; State University of New York at Buffalo: Buffalo, NY, USA, 2004.
11. Grynchenko, O.S.; Kukhtov, V.G. Надійність машин: Практикум; ТОВ «Планета – Принт».: Харьков, Украина, 2018; 140 с.
12. Woo, S. Reliability Design of Mechanical Systems a Guide for Mechanical and Civil Engineers, 2nd ed.; Springer Nature Singapore Pte : Singapore, 2020; 476 p.
13. Birolini, A. Reliability Engineering; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2017.
14. Blischke, W.R.; Murthy, D.N.P. Reliability Modeling, Prediction, and Optimization; Wiley: New York, NY, USA, 2000.
15. McPherson, J.W. Reliability Physics and Engineering: Time-To Failure Modeling; Springer: Cham, Switzerland, 2019.
16. Tuinema, B.W.; Rueda Torres, J.L.; Stefanov, A.I.; Gonzalez, F.M.; van der Longatt, M.A.M. Probabilistic Reliability Analysis of Power Systems; Springer: Cham, Switzerland, 2020.
17. Дмитрієнко Г.М. Теоретичні матеріали лекцій за курсом “Чисельні методи” для студентів денної та заочної форми навчання за спеціальностями: «Комп’ютерні системи та мережі», «Системне програмування»; Сєвєродонецьк, 2006.

Статтю було отримано 29.12.2022