I. Постановка задачи прогнозирования ресурса

1. Понятие ресурса.

2. Прогнозирование ресурса и теория надежности.

3. Прогнозирование ресурса и механика разрушения.

4. Проблемы безопасности машин и конструкций.

1. Понятие ресурса

Ресурс – суммарная наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

В качестве меры продолжительности может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта, например пробег в километрах, налет в часах, масса прокатанной стали и т.п.

С точки зрения общей методологии наиболее универсальной мерой является единица времени, так как:

1. Время эксплуатации включает не только период непосредственной эксплуатации, но и время хранения, транспортировки, ремонта и т.д., т.е. все то время, в течение которого происходит изменение (ухудшение) свойств объекта.

2. Ресурс напрямую связан со сроком эксплуатации (службы). Срок службы определяется как календарная продолжительность эксплуатации объекта.

3. В задачах прогнозирования остаточного ресурса функционирование объекта в течение прогнозируемого отрезка времени представляет собой случайный процесс, описываемый функцией, аргументом которой служит время. Исчисление ресурса в единицах времени позволяет поставить задачу прогнозирования в наиболее общей форме.

Начальный момент времени – начало полезной эксплуатации объекта, ввод его в действие. Для объектов, находящихся в эксплуатации, это момент последней инспекции, последнего профилактического мероприятия, момент возобновления эксплуатации после капитального ремонта.

Предельное состояние – временное или окончательное прекращение эксплуатации объекта.

Выделяют три основных причины перехода в предельное состояние:

1. Моральный износ;

2. Чрезмерное снижение эффективности;

3. Снижение показателей безопасности ниже предельно-допустимого уровня. Точные признаки установить сложно, обычно это: резкое повышение интенсивности отказов, повышение продолжительности простоев, увеличение расходов на ремонт.

Одни из основных показателей – нормативный ресурс и нормативный срок службы. Выбор этих показателей – технико-экономическая задача, решаемая на этапах разработки проектного задания с учетом следующих факторов:

– современного технического состояния;

– мирового уровня и темпов НТП в отрасли;

– принятые в данное время нормативные значения показателей экономической эффективности;

– ограничения на стоимость изделия и используемые материалы;

– плановые значения прочности на перспективу.

Основная задача конструкторов, расчетчиков и разработчиков – подобрать материалы, конструкционные формы, размеры и технологии, обеспечивающие нормативные значения показателей для проектируемых объектов.

На стадии проектирования, когда объект еще не создан, оценку ресурса выполняют на основе расчетных схем с использованием статистических данных о материалах, компонентах, нагрузках, воздействиях в процессе эксплуатации и хранения. При недостаточности статистических данных используют экспертную оценку. Из этого следует, что ресурс - вероятностный показатель.

Обычно используют понятие гамма – процентного ресурса, т.е. значение ресурса обеспеченного с заданной вероятностью . Аналогично определяется гамма – процентный срок службы.

Средний ресурс – это математическое ожидание ресурса.

Ресурс технических объектов - это важная технико-экономическая характеристика, так как:

1. Фактический ресурс должен быть согласован с оптимальным значением срока службы.

2. Увеличение ресурса представляет серьезный резерв для экономии материалов, средств и трудозатрат.

Правильный выбор материалов и корректный расчет являются источниками повышения ресурса без значительного удорожания машин и конструкций.