Способ испытания однотипных технических объектов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к области техники, связанной с испытанием технических объектов, а конкретнее к способам их ускоренных испытаний, и может быть использовано, например, при испытаниях механических и других устройств, аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ испытания однотипных технических объектов, заключающийся в том, что на 1-й испытуемый технический объект воздействуют внешним объектом, приводят из нерабочего состояния в рабочий режим и нагружают циклами по двум заданным программам с отличными величинами воздействия и длительностями т в течение полного времени TI и Г2 до разрушения, измеряя при этом

время Ti, затраченное на нагружение циклами Т2 , и определяют долговечность по расчетным зависимостям.

В реальной эксплуатации технические объекты имеют достаточно большие разбросы долговечности, связанные, как правило, с разовыми единичными воздействиями, приводящими к повреждениям, допустимым в эксплуатации, но снижающими их долговечность до определенных пределов (например, попадание посторонних предметов в двигатель может приводить к появлению повреждений типа забоин на деталях газовоздушного тракта, которые снижают долговечность двигателя до определенных пределов).

00

о о VI

Известный способ не позволяет оценивать долговечность технических объектов при ее большом разбросе, связанном .с единичными разовыми воздействиями, приводящими в эксплуатации к повреждениям технических объектов (остаточную долговечность).

Целью изобретения является определение остаточной долговечности технических Объектов..

Цель изобретения достигается тем, что перед началом циклических воздействий на каждый из технических объектов воздействуют дополнительным внешним объектом с одинаковым нормированным уровнем и по- вреждают каждый, gдостаточную долговечность определяют по следующим зависимостям:

г т Л Й Ц сСт ртЧ-р}

SdlfZlTr-STlSTiTr

; ;«i

г:--j

М т О

1(Ч |С|

м

N

г -

м(«

NZTiTf-ST T

N 2

NЈ(T;f-(z:T;f

je|

NiiiT ZT:)2

N,. N ,

HSW-s.Tjy

i

,т -н

isfi «

STlTfijTrrSTlgXTfi

. Ii I к

- A-Bh

45

м±(т;,ч|г) (т;ф(|ф

.ii .. - H. «

.)- 5°

т .

где N - число испытуемых технических объектов;

t - коэффициент Стъюдента для доверительной вероятности а и числа степеней свободы (N5-N-2)/2.

5

10

15

0

25

30

35

40

45

5°

55

Сущность способа заключается в том, что при испытании на технические объекты воздействуют дополнительным внешним объектом с нормированным уровнем воздействия и повреждают их. Затем техниче- ский объект, воздействуя внешним объектом, приводят из нерабочего состояния в рабочий режим, в котором нагружают его в цикле длительностью т, воздействуя на испытуемый технический объект внешним объектом в циклах по одной из двух заданных программ. После этого возвращают технический объект в исходное нерабочее состояние - прекращают воздействие на него внешним объектом.

Дополнительно к этому нагружают испытуемый технический объект в циклах длительностью Г2, воздействуя на него внешним объектом по другой программе, возвращая технический объект в исходное состояние (прекращая воздействие внешнего объекта) после каждого цикла. Технический объект нагружают в циклах вплоть до разрушения (достижения им предельного состояния, при котором происходят неустранимые в эксплуатации потеря работоспособности или неудовлетворение предъявляемых к техническому объекту требований). Полное время нагружения Т| в циклах длительностью t задают, а время Т , затраченное на нагружение в циклах длительностью Т2 , измеряют. Такие действия производят над каждым испытуемым техническим объектом.

По полученным значениям Tj Tj определяют остаточную долговечность однотипных технических объектов для любой совокупности из двух программ нагружения как нижнюю границу доверительного интервала с вероятностью разрушения а по соотношению (1).

Способ реализуется на примере лопаток компрессора газотурбинного двигателя. В процессе испытаний каждую лопатку обстреливают из пневмопушки стальными шариками диаметром 2 мм со скоростью соударения 185-195 м/с, чтобы повреждалась входная кромка лопатки на удалении 55 ±2 мм от подошвы ее замка, Затем, воздействуя штоком вибростенда и нагревателем на i-ю лопатку, приводят ее из нерабочего состояния в рабочий режим с уровнем вибронагружения. температурой и длительностью TI, соответствующими одной из двух типовых эксплуатационных программ. По истечении времени Т) возвращают лопатку в исходное состояние, прекращая воздействие штоком вибростенда и нагревателем. Помимо этого, воздейст51718007б

вуют на лопатку штоком вибростенда и на- воздействуют, дополнительным внешним гревателем по другой эксплуатационной объектом с одинаковым нормированным программе с длительностью га . Воздеист- . уровнем и повреждают каждый, а остаточ- вия по обеим программам осуществляют в кую долговечность определяют по следую- циклах при произвольной последовательна- 5 щим зависимостям: сти циклов с ti и Г2 . Общее время наработки по первой программе (lY) задают в2 количестве циклов длительностью TI. T Af В-т -1/# - -Щ lc(T )4+DT 4- F

Время наработки до появления трещи- 2 | .

ны заданного размера на испытуемой ло- ЮNнN м

патке при испытаниях по другой программе Чт У.Т - Т- 3 Т t

(Ti) измеряют в количестве циклов длитель- - . &

ностью Т2...,« 5 : ц / ..; ц . 5

Получаемые в результате испытаний во-N2 (T V(S Т- 2

семнадцати лопаток значения TI и Л пред- .1, MS

ставлены в таблице.Н ( N , N

Произведя вычисления по соотношени-N ;

ям (1) получают остаточную долговечность ; )s

лопаток при их эксплуатации по любой со- нн 2 )

вокупности из двух эксплуатационных про-20N | ((Гт|

грамм « Т 38,5300-0,9045((STi f

/s 1 . ,,2 (

т .БТб 0,0346(Т1)2-1,2666Т|+18,7218 25 . р N г «

NS(t;f-(z:T)

для вероятности разрушения 0,05.te11 1

/ м Км . м „.

/ S гт Ч1

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Ј Ч Ч i f- ; Z ; II

зо 0-2 |S ,m V ;-A-J-j

Способ испытания однотипных. тех ни- (т )2-( Т /

ческих объектов, заключающийся в том, что lfr{ / /

на i-й испытуемый технический объект воз-N м н N в

действуют внешним объектом, приводят из2(Т-Т21 ( 2 T)

нерабочего состояния в рабочий режим и 35;gi ; i t- J .

нагружают циклами по двум заданным про- н . , н

граммам с отличными величинами воздей- 2 ()

ствия и длительностями т в течениеi « lcl полного времени Ti1 и Г2 до разрушения, измеряя при этом время TI, затраченное на 4

нагоужение циклами Т2, и определяют дол-., в. говечность по расчетным зависимостям, от- W N - число испытуемых технических объл и ч а ю щ и и с я тем. что. с целью опреде- ектов: коэфф ент Стъюдента для довери- ления остаточной долговечности техниче- J вероятности а и числТ степеней ских объектов, перед началом циклических ° к „и7м2 м 9V/n воздействий на каждый технический объект своооды цм .

Изобретение относится к ускоренных испытаний различных систем, например, аппаратуры, механических устройств и т. д. Цель изобретения - определение остаточной долговечности технических объектов. Способ основан на сочетании повреждающих воздействий (циклических длительных по двум различным программам) на 1-й технический объект в произвольной их последовательности, задании общего времени нагружения в циклах по одной программе и измерении времени до потери работоспособности технического объекта по другой программе. Отличие способа состоит в том, что перед началом циклических воздействий дополнительно воздействуют на 1-й технический объект разовым единичным воздействием и поврежда: ют его, а определяют остаточную долговечность однотипных технических объектов для любого сочетания программ нагружения из соотношений. 1 табл.