6 Сурет - 8 кездейсоқ жүктеменің таралу тығыздығының гистограммасы (1) және функциясы (2)

Гистограмманы салғанда ось бойына рязрядтар салынады және әрбір разрядқа тікбұрыш салады, оның ауданы разряд жиілігіне тең. Тікбүрыштың биіктігін мына формуламен анықтайды:

(12)

Тікбұрыш ауданының қосындысы 1-ге тең екенін айта кету керек.

Эксперименталдык осцилограмманың ұзындығы мен алынған жүктеме ординатының санын көбейткен кезде барлық ұсақ разрядтарды қосуға болады. Гистограмма, 1-ге тең ауданын шектейтін қисық сызыққа жақындайды. Бұл қисық сызық S кездейсоқ жүктеменің таралу тығыздығы функциясының f(S) графигі болады.

Таралу заңының f(S) түрін алдын ала гистограмма түрімен анықтайды. ГОСТ 11.008-75-та мүмкіндік торын салу ережесі келтірілген, оның көмегімен эмпирикалық нүктелердің орналасуы бойынша таралу заңының түрін бағалауға болады. Кездейсоқ шаманың теориялық және эмпирикалық таралу заңының сәйкестігін аналитикалық бағалау Колмогоров критерийлерімен т.б. орындалады (ГОСТ 11006-74).

Эксплуатациялық ординаттың алынған ағымдағы мәнінің гистограммасы мен теориялық таралуы f(S)бөлшектердің беріктігіне байланысты тоқтаусыз жұмыс істеу мүмкіндігін есптеу үшін, циклді тісті берілістің, подшипниктердің және біліктердің беріктігіне байланысты тоқтаусыз жұмыс істеу мүмкіндігі мен ресурсын анықтау үшін колданылады. Біліктердің айналысын, металлконструкциялардың созылу, қысылу және иілу элементтерін есептеу үшін жүктеме процесінің схемасын жасау керек. Ол, жүктеменің көп компонентті күрделі процесінің кездейсоқ амплитудамен және кездейсоқ амлпитуданың симметриялық процесінің циклдік бұзылыстарына эквивалентті циклдердің асимметрия коэфициентімен ауысуынан тұрады.

Әдебиет

5 негізгі /83-118/.

Бақылау жұмыстары

І.Натуралдық тензометриялық эксперимент әдісінің мәні неде?

2.Жүктеме процесінің стационарлығы және эргодикалығы жөнінде гипотеза қалай тексеріледі?

З.Көрнекті іске асыруды өңдеудің жалпы бірізділігі қандай?

4.1ске асырудың нақты учаскесінің ұзақтығын анықтау қандай жағдайдан тұрады?

5. Гистограмма деген не?

б.Эксперименталдық осциллограмма ұзындығы ұлғайған сайын гистограмма қандай функцияға өтеді?

№ 3 лекция Технологиялық машиналар және конструкциялар жүктемелері. Жалпы ережелері

ПТМ қатарындағы механизмдер мен металлконструкцияларды зерттеу тәжірибесін негізге ала отырып, машина параметрімен эксплуатациялық жүктеменің мүмкіндік сипаттамаларының (МК.СКО т.б.) арасында байланыс бар деп айтуға болады. Бұл жобалау кезінде эксплуатациялық жүктемені есептеуге мүмкіндік береді. Осындай есептеу мүмкін болу үшін жобалау типіне жақын, бірнеше машинаны натуралық тензометриялык сынаудан өткізу керек. Бұл кезде алынған жүктеме гистограммасы координаттың салыстырмалы жүйесінде орналасады. Абсцисса осінде жүктемесінің салыстырмалы мәні салынады, мұнда S - жүктеменің ағымды мәні; S_n - жүктеменің нормативтік мәні. Бұл нормативтік жүктеме жобаланатын машинаның параметрлері арқылы көрінеді (бұл параметрлерге жіберу және тежеу моменттері, негізгі және келісілген масса инерциясы, статистикалық кедергі, серпімді звенолардың қаттылық коэффициенті, металлконструкция біліктері т.б.). Егер нормативтік жүктеме дұрыс анықталса, әртүрлі параметрдегі біртипті машиналардың эксплуатациялық гистограммасы бірдей болады (7 сурет). Бұл гистограмма бойынша жүктеме таралуының теориялық заңы f(х) анықталады. Жаңа параметрлермен жобаланатын машиналар үшін нормативтік жүктеме анықталады және бұрын алынған тығыздық f(х) таралу заңы ретінде алынады.

7 сурет - Әртүрлі үш диірмен механизмдеріне түсетін жүктеменің салыстырмалы f*(х)—х және абсолюттік f*(S)—S координат жүйесіндегі гистограммасы ( бірінші, екінші, үшінші диірмен) (f(x) — механизмге түсетін салыстырмалы жүктеменін таралу тығыздығы х = S/S)

Бұл әдістің артықшылығы қарапайым және қолдауға ыңғайлы болуында. Бұл әдістің алдында келтірілген әдістерден негізгі айырмашылығы, машинаны жобалау кезінде қолдануға болмайды.

Эксплуатациялық жүктемелерді анықтаудың аналитикалық әдісі

Эксплуатациялық жүктемелерді ықтималды сипаттамасын анықтаудың аналитикалық әдісі машинаның статистикалық динамикасының алғашқы ережелеріне негізделген. Ститистикалық динамика - сыртқы кездейсоқ әсерлер кезіндегі әртүрлі жүйелердің жағдайларын зерттейтін ғылым. Мұнда жүйе параметрлері өзгеріссіз қалуы, кездейсоқ немесе кездейсоқ емес (детерминирленген) өзгеруі мүмкін.

Технологиялық машиналарға жүйе ретінде жеке механизмдер немесе механизмдердің металлконструкциямен біріккен бір тобы, жетек құрылғылары және сондағы немесе өңдеуден материалдар қарастырылуы мүмкін. Кіретін әсерлер деп (процестер) жүйеде болып жатқан өзергістердің себебі болатын әсерлерді айтады. Олардың қатарына қозғағыштар мен тежегіштер тудыратын моменттер мен күштер, жел әсерлері, күш ауырлығы т.б. жатады.

Металлургиялык машиналар бөліктердің жүктемесі болып саналатын кіретін процестер, олардың динамикалык жүйеге түрленуі нәтижесі ретінде қарастырылады.

Бірқатар жағдайда, түрлену тек соңғы шамалардан тұратын тәуелділік (операторлар) түрінде көрінуі мүмкін. Мұндай операторлар төмендеген (құлдыраған) деп аталады, мұнда технологиялық машиналардыің есептік элементіндегі жүктеме кездейсоқ шама немесе кездейсоқ процесс ретінде қаралады. Мұндай оператордың қарапайым мысалы, жүк арқанындағы жүктеменің скип жетегіндегі (упряжка) жүктемемен баяу (жебенің өзіндік тербеліс кезеңімен салыстырғанда) ауысуына байланысты тәуелділік.

Басқа жағдайда оператор шексіз аз шамадан тұрады. Оның тәндік мысалы, машинаның серпімді элементтеріндегі өзгерістер (ақаулар) мен жүктемені байланыстыратын дифференциалдық теңдеулер және сыртқы күштік әсерлер. Бұл жағдайда, жүктеме сипаттамасын табу үшін корреляциялық әдіс пен кинетикалық теңдеу әдісі қоланылады. Корреляциялық әдіс бойынша, механизмдер мен металлконструкциялардың кездейсоқ жүктеме процестерінің МК, СКО, корреляциялық функциялары және спектралдық тығыздығы анықталады.

Кинетикалык тендеулер әдісінде жүктеменің кездейсоқ процестер ординатының таралу заңыньщ өзгерісін көрсететін тендеулер қолданылады. Технологиялық машиналарға кинетикалык тендеулер шешімін қолданудың маңызы үлкен және практикалық мақсаттар үшін пайдасы аз. Осыған байланысты бұдан былай корреляциялық зерттеу әдісі қолданылады.

Натуралық тензометриялық сынақтар жүктеменің таралу заңының түрі айтарлықтай тұрады екенін көрсетті. Порталды кран элементтеріндегі жүктемелерге таралудың нормалды заңы тән.

Маңызды асқынулар механизмнің есептік схемасындағы қозғалыс сызықтық емес дифференциалдық теңдеулермен жазылғанда пайда болады. Бұл, жүйедегі саңылауларды есептеген кезде, тармақты схемаларды қарастырғанда, бір мезгілде бірнеше механизмді есептегенде т.б. орын алады. Өйткені, бұл түрдің көптеген тендеулерінің жалпы шешімі жоқ және одан басқа сызықтық емес теңдеулер жалпы және жеке шешімдерді қосуға мүмкіндік бермейді. Бұл жағдайда, ауыспалы коэффициенттермен бірге, сызықты теңдеулер кезіндегі сияқты, жүктемені анықтаудың жақын әдістері немесе әмбебап имитациялык әдіс қолданылады.

Эксплуатациялық жүктемелердің имитациялық әдістері

Эксплуатациялык жүктемені анықтаудың жетілген әдістерінің бірі, ЭВМ-ді кеңінен қолдануға негізделген, имитациялық әдіс болып саналады. Бұл әдістің негізіне адам, машина және қоршаған ортаны біртұтас қарастыратын жүйелік амал алынған. Адам-оператордың жұмысы машина немесе механизмнің электрондық моделімен басқарылатын арнайы бағдарламаның көмегімен жүргізіледі. Бірқатар жағдайда, электрондық моделді тиісті дайындықтан өткен арнайы оператор пульты басарады. Технологаялык машина немесе оның жеке механизмі, элементтердің есептік күшін анықтау үшін, ЭВМ-ға терілген қозғалыс және тәуелділік тендеуі түрінде көрсетіледі. Қоршаған ортаның әсері шектелу, бастапқы жағдай, сырткы әсерлер жүйелері көмегімен имитацияланады.

Бұл әдістің негізгі кезеңдері: қарастылатын машинаның немесе оның механизмдерінің есептік схемасын жасау; есептік схема жүрісін баяндайтын және есептік звеноларға күштің берілуіне т.б. теңдеулер құру; ЭВМ көмегімен дифференциалдық теңдеулерді бірнеше рет шешу; алынған жүктелу процесінің іске асырылуын өңдеу; эксплуатациялық жүктеменің сипаттамасын есептеу.

Есептік схемалар және сәйкес қозғалыстың дифференциалдық теңдеулері өте қарапайым (мысалы, серпімді элементтердің таратылған массасын шоғырланған массамен ауыстыру). Мәселе мынада, бір жағынан олар жүктеменің орташаланған сипаттамасын (МК, СКО т.б.) анықтауға арналған, екінші жағынан - олардың көп реттік шешімі қажет, бұл цифрлық ЭВМ үшін көп уақытты талап етеді, немесе қуатты ұқсас ЭВМ қолданылады.

Сонымен бірге, қазіргі кездегі цифрлық немесе соған ұқсас ЭВМ қолдану технологиялық машиналар мен олардың элементтерінің көп массалық тармақталған есептік схемасын жасауға мүмкіндік береді.

Әсерлер мен сыртқы жүктемелердің басқарылуын қалыптастыратын бірнеше әдістер бар. Олардың біреуі машина жұмысынын кездейсоқ, параметрлерін аныктауға негізделген. Егер, ол жүк көтергіш машина болса, онда машина циклінің кездейсоқ параметрлері анықталады, оған қозғағыштың қосылу, механизмнің тежелуі, жүк массасы, бастапқы және соңғы көтерілу мәні, бұрылу бұрышы, жүктің көтерілу ұзындығы т.б. жатады. Егер үздіксіз машиналар жобаланса, онда кездейсоқ параметрлер ретінде жүктелу қарқыны, түсіру және тиеу нүктелерінің координаты, тарту органының бастапкы керілуі т.б. қарастырылады.

Егер кездейсоқ параметрлер тәуелсіз болса, олардың әр бірін анықтау, осы параметрдің таралу функциясы көмегімен ...(интегралдық функция) жүргізіледі (8 сурет).