3.1 Определим вероятность безотказной работы нижнего листа

Определим вероятность безотказной работы нижнего листа для модели постепенного отказа усталостного характера без ограничения ресурса детали,

Вероятность безотказной работы Р(Тр), определяется по формуле:

, (2)

где Ф – функция Лапласа;

– относительный коэффициент запаса;

– коэффициент вариации предела выносливости (при полуавтоматической и ручной сварке =0,05);

ν_ε – коэффициент вариации амплитуд динамических эксплуатационных напряжений, определяется по данным динамических расчетов или экспериментальным данным (ν_ε =0,25).

Относительный коэффициент запаса определяется по формуле

, (3)

где n_р, n – соответственно предельный коэффициент нагруженности и предельный коэффициент нагруженности по средним.

Значение предельного коэффициента нагруженности n_р определяется по номограммам в зависимости от показателя степени m кривой усталости и коэффициента вариации динамических напряжений. В случае нормального распределения динамических напряжений n_р лежит в пределах 1÷2,5.

Предельный коэффициент нагруженности по средним определяется по формуле:

, (4)

где – среднее значение амплитуды динамических напряжений

( =345 МПа - для стали 09Г2С);

– среднее значение предела выносливости натурной детали

U_pmax – максимальная расчетная квантиль (U_pmax=5).

Для стального литья:

=0,45 (5)

где - - предел прочности стали 09Г2С

- 470

По расчету:

=0,45·470=235Мпа

По расчету:

Вероятность безотказной работы стрингера для модели постепенного отказа усталостного характера без ограничения ресурса детали равна 0,967.

3.2 Определение параметра потока отказов

Параметр потока отказов используют, чтобы проанализировать надежность вагона, его отдельных узлов и деталей по фактическим эксплуатационным данным.

Так как вагон разделяется на узлы, которые в свою очередь делят на отдельные детали, параметр потока отказов вагона определяют по формуле:

, (6)

где – средний параметр потока отказов i-го узла вагона;

– средний параметр отказов j–той детали i–того узла вагона.

Средний параметр потока отказов дуги крыши хоппер – минераловоза

определяется по формуле:

(7)

где – средний параметр потока отказов верного листа

– средние параметры потока нижнего листа

– средние параметры потока отказов днищ котла;

3.3 Определение долговечности нижнего листа

Долговечность конструкции характеризуется временным показателем – сроком службы. Оценка среднего срока службы стрингера, которая в процессе эксплуатации подвергается поражению коррозией, осуществляется по формуле:

, (8)

где J – средняя интенсивность изнашивания стрингера (средняя величина износа за единицу времени эксплуатации)

– допустимая величина износа стрингера

( =h_нач–h_пред=12–11=1 мм);

где - h_нач, h_пре - начальнай и предельно допустимый в эксплуатации размер элемента (таблица 1).

По расчету:

года