Способы сокращения продолжительности испытаний:

1) Работа любого механизма – машины характеризуется режимом нагружения. (диапазон изменения эксплуатационных нагрузок, температур, давления, частоты вращения).

Как можно сократить:

1) Испытания проводятся непрерывно, с исключением ХХ (с/х техника, дрель).

2) Испытания из спектра нагрузки меньше 50% от max.

3) Испытания машина на условном режиме нагружения:

- по разрушающему воздействию, соответствующему реальному режиму нагружения. Нагрузка постоянна.

4) Испытание на максимальных нагрузках.

5) Форсированный режим нагружения – при нагрузках, превышающих эксплуатационные.

 и   нагрузки при испытании существенно превышают эксплуатационные.

Испытания проводят при нагрузках, превышающих эксплуатационные, затем результаты испытаний обрабатывают, получают зависимости, подобные (1), связывающие ресурс и режим нагружения. При определении эксплуатационного ресурса в расчетной зависимости подставляют значения эксплуатационных нагрузок.

При форсированном испытании существует опасность перехода на другой критерий отказов (при эксплуатации наблюдаются изнашивания, при испытаниях – поломки).

Сокращение объема испытаний: 

(количество объектов на время).

1) За счет уменьшения количества отказов (безотказные испытания). 

нижние границы вероятности безотказной работы. 1-альфа – доверительная вероятность.

2) Сокращение объема испытаний за счет увеличения продолжительности каждого испытания. В случае внезапных отказов, объем остается прежним, но пропорционально сокращается число испытуемых объектов. В случае постепенных отказов (износ, усталость), объем можно сократить в несколько раз.

3) Использования результатов подобных испытаний.

4) Использование методов научного планирования экспериментов.

Эксперименты:

- Однофакторные;

- Многофакторные;

- Активные;

- Пассивные.

Пассивные – наблюдаем и фиксируем.

Активные – можем влиять на ход эксперимента.

Однофакторные – один фактор (нагрузка, время или Kсм). В каждом эксперименте меняется только один фактор (Минусы – очень большой объем и продолжительность испытаний, плюсы – обширная информация о поведении испытуемого объекта).

Многофакторные  в каждом эксперименте меняется сразу несколько факторов. Объем сокращается в разы, без потери информации.

Применение методов компьютерного моделирования.

Плюсы: Возможность получения практически безошибочной конструкции, возможность создания самого изощренного режима нагружения, малая продолжительность проведения испытаний, наглядность результатов.

Минусы: возможности компьютерных программ ограничены математическими моделями, заложенными в сами программы.

Физика отказов.

Причина возникновения отказов развивалась во времени.

В результате:

- методы подбора материалов для деталей и узлов машин.

- прогнозирование ресурса, прогнозирование остаточного ресурса.

- оценка, диагностика тех. состояния.

Под воздействием различных видов энергии (механическая, тепловая, химическая, солнечная радиация) в механизмах развиваются следующие деградационные процессы:

- Изнашивание

- усталостные повреждения

- повреждения при однократном приложении нагрузок

- абразивных отложений

- старение (ухудшение, снижение упругих магнитных свойств, пластмасс, резины).

Трение и изнашивание.

Изнашивание – процесс изменения размеров и формы деталей под действием сил трения, образующихся в верхних слоях вз/дс тел.

Трения – явление сопротивления относительно перемещаемых тел, которое сопровождается рассеяньем энергии.

Трение качения и скольжения.

Смазка для уменьшения потерь на трение.

 В зависимости от применения смазывающего материала.

- Ювенильное трение – чистые поверхности в вакууме (f >=1).

- Без смазывающего материала (f=0.2-0.6). Скорость изнашивания – колоссальная (сухое трение).

- Трение приграничное (полусухое, полужидкое). Поверхности трения разделены слоем масла толщиной до 1 мкм. Коэффициент трения уменьшается до 10 раз по сравнению с предыдущим. f=0.05-0.15. Изнашивание наблюдается, т.к. толщина пленки мала, не вся внешняя нагрузка  воспринимается шероховатой поверхностью.

До 70% деталей так или иначе работает в этом режиме.

- Жидкостный (при жидкой смазке). Поверхности трения разделены слоем смазки толщиной, превышающей суммирующие шероховатости. Поверхности разделены. Внешняя нагрузка полностью воспринимается слоем масла (несущий слой).

Коэффициент трения минимален, скорость изнашивания тоже.

Способы образования несущего слоя:

- Гидродинамический способ – клин.

- Гидростатический (в опору масло закачивается специальным насосом).

Виды смазочных материалов.

- Твердые (графит)

- Жидкие

- Пластичные

- Газообразные.