1.5 Автомобильдің істен шығу үлгісі

Автомобильді сенімділікке сынау нәтижесі алынған заңдылықтардың математикалық үлгісін табуға көмектеседі, яғни сенімділік көрсеткіштерін анықтауға мүмкін болатын сәйкес формулаларды шығаруға болады. Бұл формулаларды математикалық үлгілер деп атайды. Сондықтан сенімділік көрсеткіштері кездейсоқ шама болып табылады, олардың математикалық үлгілері олардың атқарымға тәуелділі сенімділік көрсеткіштерін қалай бөлуді көрсетуі керек. Мұндай үлгілер кездейсоқ шамалардың бөліну заңы болады.

Автомобильдің істен шығуы кездейсоқ жағдай сипаты есебімен істен шығудың пайда болуы заңдылықтарын сенімділік теориясының негізінде екі түрлі тәсілмен орнатуға болады.

Бірінші тәсіл физикалық-химиялық қасиеттер мен автокөлік элементтерінің параметрлерін, оларда болып жатқан физика-химиялық үрдістерді, физикалық табиғаты мен істен шығуды зерттеуге негізделген. Сонымен бірге элементтер мен жүйенің ағымдағы жағдайы физикалық заңдылықтармен көрсетілген теңдеулермен сипатталады.

Екінші тәсіл автокөліктердің көптеген біртектес үлгілерінің істен шығуының пайда болу заңдылықтарының статистикалық ықтималдығын зерттеуді шамалайды. Сонымен бірге істен шығулар кейбір дерексіз кездейсоқ жағдайлар ретінде қарастырылады, ал автомобиль элементтерінің әртүрлі физикалық жағдайы екі күйге теңеледі – жарамды және жарамсыз (толық және жартылай), сенімділік функцияларымен бейнеленеді. Бірінші тәсіл әлі де толығымен зерттелмегендіктен, автомобильдің істен шығуының пайда болу заңдылығын бекітетін, екінші тәсілді қарастырамыз.

1.11 Сурет - Автомобильдің қозғалысы кезіндегі бөлшектердің жүктемесінің өзгеруі

Кенет істен шығулар. Автомобиль жекелеген бөлшектерінің жүктемелерінің (кернеуінің) өзгеруі пайдалану үрдісінде «ең жоғары» сипатқа ие (1.11-сурет). Егер автомобиль элементінің істен шығуы S жүктемесі деңгейінен артты деп ұйғарсақ, онда жүктеменің кездейсоқ өзгеру күші де істен шығу кезіне солай кездейсоқ істен шығу автомобиль элементінің пайдалануда және техникалық жағдайда болу уақытына тәуелсіз сипатта. Мұндай істен шығудың үлгісіне жолсыз жағдайдағы автомобиль қозғалысы кезіндегі басты беріліс тегершік тістерінің омырылуы, автомобиль шиналарының жарылуы бола алады. Бірінші жағдайда істен шығу басты беріліске түскен «ең жоғары» жүктеменің, шекті мүмкіндіктерден асып кеткен әсерден болуы мүмкін, ал екіншісінде үшкір заттың кіріп кетуінен болады. Екі мысалда да істен шығу басты беріліс пен шиналардың тозғандығына, автомобильді толығымен алған кездегі техникалық күйіне тәуелді емес. Кенеттен бұзылу атқарымдарының сұлбасы үшін істен шығу экспоненциалды бөлуге бағынады (1.10-кесте). Істен шығуды атқарымды экспоненциалды бөлу кезінде алдын алу жұмыстарына жүгінудің маңызы жоқ. Шынымен, істен шығу тек сыртқы әсердің нәтижесінде пайда болады, орындалған алдын алу жұмыстары істен шығудың себебі бола алмайды. Бұл жағдайдағы сенімділікті арттырудың жалғыз жолы автомобильдің немесе оның элементін конструктивті жақсартуда немесе жұмыс істеп тұрған жүктемені төмендетуде. Жалпы алғанда бөлу, тозу мен ескіру соншалықты нашар көрсетілген, тіпті оларды елемеуге болатын кенеттен істен шығу жағдайларында жиі қолданылады.

Біртіндеп істен шығу. Қарастырылып отырған сұлба бірте-бірте жинақталған бұзылулардан (бірте-бірте ескіру немесе тозу) пайда болған істен шығу жағдайына сәйкес. Автомобильдің немесе оның элементтерінің кейбір жұмыс параметрлері үшін алдын ала мүмкін шегі белгіленеді, олардың шығып кетуі істен шығуымен анықталады. Параметрлердің өзгеруі бөлшектердің ескіруінен болады, уақыт (жүріп өткен жол) та параметрлердің мүмкін шегінен асып кеткен кезде тоқтаусыз жұмыстың уақыты (жүріп өткен жол) болып саналады. Мысалы, рессордың негізгі табағының сынуы қандай да бір сыртқы белгілердің көрінбей, бірте-бірте жинақталған бұзылулардың нәтижесінде болуы мүмкін. Бірте-бірте ескіру мен тозу жағдайында автомобильдің істен шығу элементіне атқарым көп жағдайда қалыпты және логарифмдікке – қалыпты бөлінуге бағынады. Жекелеген жағдайларда ол гамма-бөлінуге бағынады. Бұл бөлінулердің негізгі мәліметтері 1.10-кестеде көрсетілген.

Релаксация үлгісі. Бұзылулардың жинақталуы нәтижесінде туындаған кезең-кезеңмен өзгеру күйін релаксация деп атайды. Ұдайы бұзылулардың жинақталуы істен шығудың тікелей емес, жанама себебі болуы мүмкін. Мұндай сұлбаның үлгісі пайдалану-шамадан арту жағдайларының кенеттен нашарлауынан туындайтын бөлшектердің бұзылуы, үлкен тербеліс, экстремалдық температуралық жағдайлар мен т.б. болып табылады. Автомобильдің рессорындағы ешқандай сыртқы белгілердің көрінісінсіз бірте-бірте жинақталған шаршаңқы зақымдалуы сыртқы қолайсыз жағдайлардың (автомобильді шамадан тыс жүктеу немесе тегістелмеген жолдағы жоғары жылдамдық кезіндегі қозғалыс) нәтижесінде болады. Жинақталған бұзылулар сұлбасынан басқа бұл жерде жұмыс параметрлері үшін мүмкін болатын шектілік белгіленбеген: бұзылулардың жинақталуы тек істен шығудың ықтималдығының өсуіне әкеледі.

Бұл мысалы нысанның кезең-кезеңмен өзгеру күйінің үнемі жинақталған бұзылуларының сәйкестілігі тән. Автокөліктің істен шығу элементтерінің туындау үлгісі релаксация жағдайында жылдам бұзылу (кенеттен істен шығу) үлгісі мен бұзылулардың жинақталған үлгісіне (біртіндеп істен шығу) қарағанда жалпы релаксация жағдайы үшін (1.10-кестені қараңыз) істен шығу үлгісі кенеттен бұзылу (кезең-кезеңмен өзгеру күйі) үлгілеріне және бұзылулардың (істен шығу ықтималдығының өсуінен біртіндеп арту, бұзылулардың жинақталуы) жинақталуына тән белгілерге ие. Аса күрделі жағдайларды істен шығу бір емес, бірнеше релаксацияның нәтижесінде туындайды. Релаксациямен бұзылу үрдісі үшін маңыздысы ол істен шығу ықтималдығына әсер ететін автокөліктің немесе оның элементінің параметрінің детерминдендірілмеген өзгерісі кездейсоқ.

Бірнеше тәуелсіз себептердің әрекеті нәтижесінде істен шығу. Мұндай істен шығулар автомобильді пайдалану тәжірибесінде әдеттегідей. Автомобиль шинасына әлбетте әрекет ету, істен шығудың екі себебі бір мезгілде әрекет етеді: үшкір заттың кіріп кетуінен болған шинаның жарылуы және протектордың біртіндеп тозуы. Осыған ұқсас автомобильді тегершіктердің, бекіткіш қосылыстар және басқа да бөлшектердің істен шығуы. Олардың істен шығуы бірте-бірте ескіруі немесе конструктивті жетілмегендік себебінен болуы мүмкін.

Істен шығуды болдыратын көптеген себептердің арасында бір-екеуінің басым болуы жиі кездеседі. Басқалардың әсерінің нашар сонша, тәжірибие жүзінде олардың себебінен істен шығулар байқалмайды. Автокөліктің сенімділігін зерттеу кезінде ең алдымен істен шығудың басым себептерін анықтайды, содан кейін барып қалғандарының әсерін есепке алады. Егер де бір уақытта бірдей әсер беретін бірнеше себеп әрекет етсе, онда барлық себептердің баламасы, олардың жинақталған әрекеті шартты түрде біреумен алмасады.

Релаксация үлгісін қарастыру кезінде тозу әрекеті жүктеменің шекті мүмкін деңгейінің біртіндеп төмендеуіне әсер еткен, ал бұл жүктемені «ең жоғары» деңгейге арттыру нәтижесінде істен шығуға әкеледі. Демек, бұл жағдайдағы істен шығуға әкеліп соқтырған тозу мен кенеттен бұзылу шекті жүктемеге тәуелді.

Тозу мен істен шығудағы «ең жоғары» жүктеме бір-бірімен байланысты болмайтын жағдайды қарастырайық. Мысалға автомобильдің электрлі құрал-жабдықтары мен басқа агрегаттары қызмет ете алады. Мұндай агрегаттардың біртіндеп тозуы олардың жүктемеге қатысты беріктігінің төмендеуіне әсер етпейді. Бұл шектен тыс жүктемені қабылдап алатын құрал-жабдықтардың, механизмдердің, агрегаттардың әлеуетті бөлігі іс жүзінде тозбайтындығымен түсіндіріледі. Алайда тозу шекті мүмкіндіктердің жұмыс сипаттамасының шығу есебінен жұмысқа қабілеттіліктің бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін.

1.10-кесте