Прогнозирование циклической долговечности и анализ рисков несоответствий несущих конструкций мобильных машин

Надежность и безопасность мобильных машин определяется их несущей системой. Достижение малой вероятности отказа конструкций и сокращение затрат на технику возможно при изменении традиционных методов прогнозирования надежности и применения анализа рисков, а также использования риск-ориентированного проектирования. Целью работы является разработка методик прогнозирования циклической долговечности элементов, крепежа сборных несущих конструкций и анализа для достижения приемлемых рисков мобильных машин на этапах риск-ориентированного проектирования. Для методического обеспечения риск-ориентированного проектирования разработаны соответствующие методики и стандарты, позволяющие применять новые методы конструирования и расчета создателям тракторной и сельскохозяйственной техники. Предложено ввести в существующую систему обозначений конструкторско-технологической документации идентификаторы для параметров – показатели приоритета – и достигать при проектировании вероятности появления каждой потенциальной причины отказа до заданного уровня риска с учетом приоритета. Инструментом достижения малых вероятностей отказа является построение диаграмм причинно-следственных связей отказов – «источник причины и последствия» – на основе метода дедукции и индукции. Разработана расчетно-экспериментальная методика прогнозирования надежности (ресурс) по критерию циклической долговечности несущих конструкций и крепежа. Методика основывается на локальном моделировании зон зарождения повреждений с учетом влияния конструкторско-технологических факторов производства, имитации нагрузочного режима мобильной машины, ее зон повреждений. Для расчета используются: метод конечных элементов, экспериментальная оценка нагруженности, характеристики сопротивления усталости несущих элементов, заклепок и болтов, гипотезы накопления повреждений. Анализ рисков проводится с использованием методики FMEA.

В результате анализа рисков в вероятностной постановке делается вывод о возможном ущербе для поставщика – количестве мобильных машин, которые не обеспечат выполнение заявленных требований по заданному ресурсу и гарантийному пробегу. Таким образом, появляются данные для оценивания рисков и принятия решения о целесообразности перепроектирования техники. Созданное методическое обеспечение прогнозирования циклической долговечности и анализа рисков для реализации риск-ориентированного проектирования позволяет: устранять неконкурентоспособный уровень качества продукции и качества производства, а также низкую эффективность и производительности труда; применять новые технологии проектирования, методики конструирования и подготовки производства, сокращающие сроки разработки. Разработанные методы и средства риск-ориентированного подхода широко апробированы и применяются в практике автотракторосельхозмашиностроения.