Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

351

● минимизация времени испытания изделий при условии, что надежность аппаратуры не ниже требуемого значения; эта задача может быть решена

возникновения отказов из условия получения максимальной эффективности применения данного вида (метода) испытаний.

Сокращенные испытания – испытания, проводимые по сокращенной программе.

4.9 Категории испытаний по результату воздействия

Неразрушающие испытания –это испытания, при которых объект испытаний после проведения испытаний может функционировать

(эксплуатироваться).

Разрушающие –это испытания, при которых объект после проведения

испытаний не может быть использован для эксплуатации.

Данные категории испытаний необходимо рассматривать в контексте

металлопродукции из коррозионно-стойких сталей и сплавов, в том числе

352

и наплавленного металла согласно ГОСТ 5632 предполагают проверку

наличия дефектов сварных соединений, кристаллизационных трещин путем высокотемпературного воздействия на объект и проведение ультразвукового контроля.

устраиваемых по бетонному подстилающему слою из бетона класса по прочности на сжатие В25 толщиной не менее 100 мм, выполненному по

прикрепленных под прямым углом к площадке с прорезью для прохода гирь,

опирающейся на три винта для регулировки вертикального положения направляющих; направляющие снабжены выдвижными штырями для

перпендикулярно расположенными уровнями. Опытный участок пола

к воздействию акустического шума. Акустический шум может вызвать значительную вибрацию компонентов и комплектных изделий. В поле акустического шума звуковые колебания могут воздействовать непосредственно на образец, а вибрационная реакция образца может отличаться от вибраций, вызванных внешним механическим воздействием.

Особенно чувствительными к акустическому воздействию являются относительно легкие изделия, размеры которых сравнимы с длиной акустической волны в рассматриваемом частотном диапазоне и для которых значение массы, приходящейся на единицу поверхности, невелико

(например, дисковые антенны или солнечные батареи, электронные

353

устройства, печатные платы, электропроводка, оптические элементы и т.п.).

Испытание применимо к встроенным элементам, комплектным изделиям

и оборудованию, которые могут быть подвергнуты звуковому давлению

вусловиях эксплуатации изделие может подвергаться одновременно акустическому и внешнему механическому воздействиям.

Испытания на прочность –испытания, проводимые для определения значений воздействующих факторов, вызывающих выход значений характеристик свойств объекта за установленные пределы или его разрушение.

Пример: Гидравлическое испытание трубопроводов на прочность должно производиться преимущественно в теплое время года при положительной температуре окружающего воздуха. Для гидравлических испытаний должна применяться, как правило, вода с температурой не ниже плюс 5 °С и не выше плюс 40 °С или специальные смеси (для трубопроводов высокого давления). Испытываемый трубопровод допускается заливать водой посредственно от водопровода или насосом при условии, чтобы давление, создаваемое в трубопроводе, не превышало испытательного давления. Требуемое давление при испытании создается гидравлическим прессом или насосом, подсоединенным к испытываемому трубопроводу через два запорных вентиля. После достижения испытательного давления трубопровод отключается от пресса или насоса.

Пример: Испытания ступени лестницы на прочность. Испытаниям подлежат ступеньки вертикальных и маршевых лестниц, а также ограждения лестниц и крыш зданий. Прочность балки крепления вертикальной лестницы к стене здания проверяется путем прикладывания вертикально вниз нагрузки

вместе крепления балки к лестнице. Нагрузка удерживается в течение 2 мин.

После снятия нагрузки остаточной деформации и нарушения целостности

конструкции быть не должно.

354

Испытания на устойчивость –испытания, проводимые для контроля

способности изделия выполнять свои функции и сохранять значения

параметров в пределах установленных норм во время действия на него определенных факторов.

Пример: Испытания радиоаппаратуры на устойчивость

к электромагнитным помехам, электростатическим разрядам, воздействию излучения электромагнитного поля.

Пример: Испытаний мебели корпусной на устойчивость, прочность

защитной конструкции противостоять пробиванию метательным снарядом или пулей без сквозных пробоин.

Кроме того, категории испытаний на вибростойкость и вибропрочность были рассмотрены ранее.

4.10 Категории испытаний по определяемым характеристикам

объекта

По определяемым характеристикам объекта различают следующие категории испытаний:

●функциональные испытания;

●испытания на надежность;

●испытания на безопасность;

●испытания на транспортабельность;

●граничные испытания;

●технологические испытания.

355

Функциональные испытания –испытания, проводимые с целью

определения значений показателей назначение объекта. Показатели назначения характеризуют свойства продукции, определяющие основные функции, для выполнения которых она предназначена. Они отражают

уровень качества продукции с точки зрения ее основного назначения

(производительность, мощность, грузоподъемность и т.д. и т.п.), а также

полезный эффект от эксплуатации (потребления) продукции. Показатели назначения иногда еще называют конструктивными показателями

Пример: Функциональные испытания технологических систем – это проверка после окончания строительно-монтажных работ функционирования данных систем (гидрозолоудаление, химводоочистка, топливно-транспортное

хозяйство, маслохозяйство и др.) либо приборов и устройств систем управления и контроля. Функциональным испытаниям предшествует

комплексная наладка и проверка правильности функционирования подсистем

в целях обеспечения их работоспособности при взаимодействии с технологическими объектами управления. Функциональные испытания

систем управления проводятся сначала от имитатора, а затем с механизмами или другими объектами управления.

Пример: Проведение функциональных испытаний коммуникационных

средств охранной сигнализации затрудняют установление функциональных испытаний для оценки качества функционирования. ГОСТ Р 51699

устанавливает требования устойчивости к электромагнитным помехам

(помехоустойчивости) стационарных, передвижных и портативных

(носимых) электротехнических, электронных и радиоэлектронных изделий

и аппаратуры, входящих в состав систем охранной сигнализации, в том числе

356

предназначенных для передачи и (или) приема радиосигналов и сигналов

в коммутируемых общественных линиях проводной связи и низковольтных

электрических сетях, а также входящих в состав систем охранного телевидения и систем контроля доступа, применяемых для целей безопасности.

Испытания на надежность –испытания, проводимые для определения показателей надежности в заданных условиях.

Термины и определения основных понятий, используемых в теории надежности, даны в ГОСТ 27.002. Каждый объект характеризуется рядом выходных качественных параметров, допустимые значения которых

в процессе эксплуатации оговорены в нормативно-технической (стандарты,

технические условия) и (или) конструкторской (проектной) документации.

способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Показатель надежности –количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

Под номенклатурой показателей надежности понимают состав показателей, необходимый и достаточный для характеристики объекта или решения поставленной задачи. Полный состав номенклатуры показателей надежности, из которой выбираются показатели для конкретного объекта и решаемой задачи, установлен ГОСТ 27.002.Показатели надежности принято классифицировать по следующим признакам:

1)по свойствам надежности различают:

показатели безотказности;

показатели долговечности;

показатели ремонтопригодности;

показатели сохраняемости;

2) по числу свойств надежности, характеризуемых показателем,

357

различают:

единичные показатели (характеризуют одно из свойств надежности);

комплексные показатели (характеризуют одновременно

иремонтопригодность);

3)по числу характеризуемых объектов различают:

групповые показатели;

индивидуальные показатели;

смешанные показатели.

С позиций надежности объект может находиться в следующих

технических состояниях: исправное, неисправное, работоспособное,

неработоспособное и предельное.

Исправное состояние –состояние объекта, при котором он

соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или)

конструкторской (проектной) документации.

Если хотя бы по одному из требований объект не соответствует

нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной)

документации, состояние объекта считается неисправным.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором

значения всех параметров, характеризующих способность выполнять

заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической

и (или) конструкторской (проектной) документации.

Состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра,

358

Для сложных объектов возможно наличие нескольких работоспособных состояний, отличающихся уровнем эффективности применения объекта. Возможно также наличие нескольких неработоспособных состояний, при этом из всего множества неработоспособных состояний выделяют частично неработоспособные состояния, при которых объект способен частично выполнять требуемые функции.

Понятие «исправное состояние» является более «жестким» по отношению к объему требований, предъявляемых к объекту, чем понятие

«работоспособное состояние» (рис. 4.3).

Исправный объект всегда работоспособен. Работоспособный объект,

в отличие от исправного, удовлетворяет не всем требованиям нормативно-

технической и (или) конструкторской (проектной) документации, а лишь тем,

которые обеспечивают его нормальное функционирование. При этом он может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к его внешнему виду (иметь местные нарушения лакокрасочного покрытия,

вмятины на кожухах ограждений и т.п.). Работоспособный объект может быть неисправным, однако, его повреждения при этом не настолько существенны, чтобы они могли препятствовать функционированию объекта.

Рис. 4.3. Соотношение понятий «исправное состояние», «работоспособное состояние»

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

359

Критерий отказа –признак или совокупность признаков неработоспособного состояния объекта, установленных в нормативно-

технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Типичные критерии отказов:

- прекращение выполнения объектом заданных функций (отказ функционирования); снижение качества функционирования по одному или нескольким из выходных параметров (производительность, мощность,

точность и др.) за пределы допускаемого уровня (параметрический отказ);

-искажения информации на выходе объектов, имеющих в своем составе ЭВМ или другие устройства дискретной техники из-за сбоев;

-внешние проявления, связанные с наступлением или предпосылками наступления неработоспособного состояния (шум, вибрации, перегрев и др.).

Надежность – сложное обобщенное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость или определенные сочетания этих частных свойств, охватываемых понятием

«надежность».

Безотказность –свойство объекта непрерывно сохранять

работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Под наработкойпонимается продолжительность или объем работы

объекта. Размерность наработки определяется видом объекта

и особенностями его применения, например, наработка двигателя измеряется

срабатывания и т.п. Наработка может определяться до отказа, между отказами, до наступления предельного состояния или до некоторого фиксированного момента времени.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо

360

восстановление его работоспособного состояния невозможно или

нецелесообразно.

Критерий предельного состояния –признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-

технической и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Типичные критерии предельных состояний:

-отказ одной или нескольких составных частей, восстановление или замена которых на месте эксплуатации не предусмотрены эксплуатационной документацией (должны выполняться на предприятии-изготовителе или на специализированном ремонтном предприятии);

-механический износ ответственных деталей (узлов) или снижение физических (химических) свойств материалов до предельно допустимого уровня;

-снижение наработки на отказ (повышение интенсивности отказов) ниже

(выше) допустимого уровня;

- повышение установленного уровня текущих (суммарных) затрат на техническое обслуживание и ремонт или другие признаки, определяющие экономическую нецелесообразность дальнейшей эксплуатации.

Показатели безотказности невосстанавливаемых объектов:

● вероятность безотказной работы P(t) – вероятность того, что

впределах заданной наработки t отказ объекта не возникает;

●средняя наработка до отказа ̅– математическое ожидание наработки объекта до отказа, это есть «центр тяжести» распределения данной случайной величины;

●гамма-процентная наработка до отказа tg – нарабока до отказа,

которая обеспечивается для объектов рассматриваемого типа;

● интенсивность отказов l(t) – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента наработки t при условии, что до этого момента отказ не возник;