Ймовірнісно-фізичний підхід для описання та визначення надійності вагонів
Loading...
Date
2016
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UA: Мета. У роботі передбачається на основі ймовірнісно-фізичного підходу розробити алгоритм і послідовність описання та визначення надійності вагонів для прогнозування окремих кількісних показників досліджуваних елементів, деталей та вузлів або вагона в цілому. Методика. Для розрахунку показників безвідмовності, довговічності й збережуваності вагонів застосовано ймовірнісно-фізичний метод, що враховує неминучі під час експлуатації вагонів витрати ресурсу. Методика встановлення кількісних показників надійності ґрунтується на вивченні фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей і параметрів різних елементів, із виявленням закономірностей процесів старіння елементів чи деталей (з часом чи напрацюванням) для визначення аналітичних залежностей зазначених процесів від показників надійності вагонів. Результати. На основі ймовірнісно-фізичного підходу розроблено модель для описання та визначення надійності вагонів. При цьому метод розрахунку на основі ймовірнісно-фізичної моделі принципово відрізняється від усіх відомих строгих ймовірнісних методів тим, що він розглядає неперервну множину станів елементів, деталей і систем вагона впродовж неперервного часу. При існуванні (чи можливості знаходження) інформаційного параметра про витрату ресурсу елемента вагона з оцінкою швидкості його зміни і, знаючи його граничне значення, на основі побудованої моделі надійності вагона із залученням ймовірнісно-фізичного підходу можна прогнозувати всі необхідні кількісні показники надійності досліджуваних елементів, деталей та вузлів або вагона в цілому. Наукова новизна. У роботі набула подальшого розвитку методологія побудови надійності вагонів із використанням ймовірнісно-фізичної моделі з DN-розподілом. Конкретна фізична інтерпретація констант DN-розподілу відмов дає можливість оцінити їх за результатами дослідження окремих параметрів, що характеризують технічний стан вагона. На основі ймовірнісно-фізичного підходу розроблено алгоритм і послідовність описання та визначення надійності вагонів для прогнозування окремих кількісних показників досліджуваних елементів, деталей та вузлів і вагона в цілому. Практична значимість. Результати роботи дозволяють практично розрахувати кількісні показники надійності вагонів чи їх окремих елементів для подальшого прогнозування загальної надійності під час експлуатації.
EN: Purpose. The article aims to develop an algorithm and a sequence of description and determination of car reliability to predict certain quantitative indicators of the studied elements, parts and units, or a car as a whole on the basis of probabilistic-physical approach. Methodology. For the calculation of the indicators of reliability, durability and safety of cars the probabilistic-physical method was used, which takes into account the resources consumption inevitable in the operation of cars. The methodology of quantifying the reliability is based on the study of the physical-mechanical and physical-chemical properties and parameters of various elements, with the identification of principles of the aging processes of the elements or parts (with operating time) to determine the analytical dependencies of these processes from the indicators of cars reliability. Findings. On the basis of probabilistic-physical approach it was developed a model to describe and determine the reliability of the cars. At this the method of calculation based on probabilistic-physical model is fundamentally different from all known rigorous probabilistic methods by the fact that it considers a continuous set of states of the elements, parts and systems of the car during continuous time. If there exists or (if it possible to find) the information parameter about the resource consumption of the car element with evaluation of its change speed, and knowing its limit, based on the built car reliability model with the involvement of probabilistic-physical approach, one can predict all the necessary quantitative indicators of reliability of the studied elements, parts and units or a car as a whole. Originality. The methodology of the reliability construction with the use of probabilistic-physical model with DN-distribution was further developed in the article. The specific physical interpretation of the constants of DN-distribution of failures makes it possible to evaluate them according to the results of the study of certain parameters characterizing the technical condition of the car. On the basis of probabilistic-physical approach the algorithm and the sequence of description and determination of cars reliability to predict certain quantitative reliability indicators of the studied elements, parts and units, or a car as a whole were developed. Practical value. The results make it possible to calculate in practice the quantitative indicators of reliability of cars or their individual elements for further prediction of the overall reliability during operation.
RU: Цель. В работе предполагается на основе вероятностно-физического подхода разработать алгоритм и последовательность описания и определения надежности вагонов для прогнозирования отдельных количественных показателей исследуемых элементов, деталей и узлов или вагона в целом. Методика. Для расчетапоказателей безотказности, долговечности и сохранности вагонов применен вероятностно-физический метод, учитывающий неизбежные при эксплуатации вагонов расходы ресурса. Методика установления количественных показателей надежности основывается на изучении физико-механических и физико-химических свойств и параметров различных элементов, с выявлением закономерностей процессов старения элементов или деталей (со временем или наработкой) для определения аналитических зависимостей указанных процессов от показателей надежности вагонов. Результаты. На основе вероятностно-физического подхода разработана модель для описания и определения надежности вагонов. При этом метод расчета на основе вероятностно-физической модели принципиально отличается от всех известных строгих вероятностных методов тем, что он рассматривает непрерывное множество состояний элементов, деталей и систем вагона в течение непрерывного времени. При существовании (или возможности нахождения) информационного параметра о расходе ресурса элемента вагона с оценкой скорости его изменения и, зная его предельное значение, на основе построенной модели надежности вагона с привлечением вероятностно-физического подхода можно прогнозировать все необходимые количественные показатели надежности исследуемых элементов, деталей и узлов или вагона в целом. Научная новизна. В работе получила дальнейшее развитие методология построения надежности вагонов с использованием вероятностно-физической модели с DN-распределением. Конкретная физическая интерпретация констант DN-распределения отказов дает возможность оценить их по результатам исследования отдельных параметров, характеризующих техническое состояние вагона. На основе вероятностно-физического подхода разработан алгоритм и последовательность описания и определения надежности вагонов для прогнозирования отдельных количественных показателей исследуемых элементов, деталей, узлов и вагона в целом. Практическая значимость. Результаты работы позволяют практически рассчитать количественные показатели надежности вагонов или их отдельных элементов для дальнейшего прогнозирования общей надежности при эксплуатации.
EN: Purpose. The article aims to develop an algorithm and a sequence of description and determination of car reliability to predict certain quantitative indicators of the studied elements, parts and units, or a car as a whole on the basis of probabilistic-physical approach. Methodology. For the calculation of the indicators of reliability, durability and safety of cars the probabilistic-physical method was used, which takes into account the resources consumption inevitable in the operation of cars. The methodology of quantifying the reliability is based on the study of the physical-mechanical and physical-chemical properties and parameters of various elements, with the identification of principles of the aging processes of the elements or parts (with operating time) to determine the analytical dependencies of these processes from the indicators of cars reliability. Findings. On the basis of probabilistic-physical approach it was developed a model to describe and determine the reliability of the cars. At this the method of calculation based on probabilistic-physical model is fundamentally different from all known rigorous probabilistic methods by the fact that it considers a continuous set of states of the elements, parts and systems of the car during continuous time. If there exists or (if it possible to find) the information parameter about the resource consumption of the car element with evaluation of its change speed, and knowing its limit, based on the built car reliability model with the involvement of probabilistic-physical approach, one can predict all the necessary quantitative indicators of reliability of the studied elements, parts and units or a car as a whole. Originality. The methodology of the reliability construction with the use of probabilistic-physical model with DN-distribution was further developed in the article. The specific physical interpretation of the constants of DN-distribution of failures makes it possible to evaluate them according to the results of the study of certain parameters characterizing the technical condition of the car. On the basis of probabilistic-physical approach the algorithm and the sequence of description and determination of cars reliability to predict certain quantitative reliability indicators of the studied elements, parts and units, or a car as a whole were developed. Practical value. The results make it possible to calculate in practice the quantitative indicators of reliability of cars or their individual elements for further prediction of the overall reliability during operation.
RU: Цель. В работе предполагается на основе вероятностно-физического подхода разработать алгоритм и последовательность описания и определения надежности вагонов для прогнозирования отдельных количественных показателей исследуемых элементов, деталей и узлов или вагона в целом. Методика. Для расчетапоказателей безотказности, долговечности и сохранности вагонов применен вероятностно-физический метод, учитывающий неизбежные при эксплуатации вагонов расходы ресурса. Методика установления количественных показателей надежности основывается на изучении физико-механических и физико-химических свойств и параметров различных элементов, с выявлением закономерностей процессов старения элементов или деталей (со временем или наработкой) для определения аналитических зависимостей указанных процессов от показателей надежности вагонов. Результаты. На основе вероятностно-физического подхода разработана модель для описания и определения надежности вагонов. При этом метод расчета на основе вероятностно-физической модели принципиально отличается от всех известных строгих вероятностных методов тем, что он рассматривает непрерывное множество состояний элементов, деталей и систем вагона в течение непрерывного времени. При существовании (или возможности нахождения) информационного параметра о расходе ресурса элемента вагона с оценкой скорости его изменения и, зная его предельное значение, на основе построенной модели надежности вагона с привлечением вероятностно-физического подхода можно прогнозировать все необходимые количественные показатели надежности исследуемых элементов, деталей и узлов или вагона в целом. Научная новизна. В работе получила дальнейшее развитие методология построения надежности вагонов с использованием вероятностно-физической модели с DN-распределением. Конкретная физическая интерпретация констант DN-распределения отказов дает возможность оценить их по результатам исследования отдельных параметров, характеризующих техническое состояние вагона. На основе вероятностно-физического подхода разработан алгоритм и последовательность описания и определения надежности вагонов для прогнозирования отдельных количественных показателей исследуемых элементов, деталей, узлов и вагона в целом. Практическая значимость. Результаты работы позволяют практически рассчитать количественные показатели надежности вагонов или их отдельных элементов для дальнейшего прогнозирования общей надежности при эксплуатации.
Description
Л. Мурадян: ORCID 0000-0003-1781-4580
Keywords
ймовірнісно-фізичний підхід, надійність, технічний стан вагонів, модель відмов, напрацювання, probabilistic-physical approach, reliability, technical condition of cars, failure model, development, вероятностно-физический подход, надежность, техническое состояние вагонов, модель отказов, наработка, КВВГ
Citation
Мурадян Л. А. Ймовірнісно-фізичний підхід для описання та визначення надійності вагонів. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 5 (65). C. 168–177. URL: http://stp.diit.edu.ua/article/view/84082/81963.