WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Медведев Валерий Викторович

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ

СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ

ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05.08.05 – Судовые энергетические установки и их элементы

(главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург – 2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» (СПГУВК) на кафедре «Теории и конструкции судовых двигателей внутреннего сгорания».

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Половинкин Валерий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Мясников Юрий Николаевич доктор технических наук, профессор Никитин Александр Мстиславович доктор технических наук, профессор Барановский Владимир Владимирович

Ведущая организация – ЗАО «Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота».

Защита диссертации состоится « 18 » марта 2011 года в 14-00 час. в ауд.235 на заседании диссертационного совета Д 223.009.04 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций» по адресу: 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, д.5/7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «СанктПетербургский государственный университет водных коммуникаций».

Автореферат разослан « 201 г.

»

Ученый секретарь диссертационного совета Д 223.009. доктор технических наук, профессор В.Л. Ерофеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Согласно «Стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу» приоритетным направлением развития конкурентоспособной высокоэкономичной морской техники является, в частности, создание новых типов двигателей и энергетических установок, обладающих повышенной надежностью, безопасностью и живучестью.
Важнейшим инструментом реализации Стратегии стала федеральная целевая программа «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы». Она предполагает проведение НИОКР, в частности по направлению «Судовое машиностроение и энергетика». В ходе выполнения НИОКР должны быть предложены новые конструкции двигателей и новые способы их использования в пропульсивном комплексе. При обилии новых технических решений перед лицами, принимающими окончательное решение, естественно встанет проблема выбора наилучшего из них. Одним из критериев такого выбора может служить устойчивость технических решений к воздействию случайных факторов, которая важна с точки зрения комплексного обеспечения надежности и безопасности эксплуатации. Следует особо отметить, что Международная морская организация (ИМО) в настоящее время последовательно решает задачи повышения безопасности мореплавания путем разработки целевых стандартов постройки новых судов. Одним из примеров системного подхода к их разработке является формализованная оценка безопасности (ФОБ). ФОБ представляет собой структурированную и систематизированную методику повышения безопасности на море путем использования, в частности, оценок рисков. Современное судно представляет собой сложную систему «человек–машина–среда» (ЧМС) в которой важную роль играет судовая энергетическая установка (СЭУ) и прежде всего главный двигатель (ГД). Наибольший эффект в обеспечении безопасности достигается при ее проектировании. Несмотря на обилие выполненных исследований в области обеспечения надежности и безопасности СЭУ, проблема выбора методов исследования этого обеспечения, начиная с этапа ее проектирования, остается актуальной. В первую очередь это касается перехода от оценки надежности и безопасности в детерминированной постановке к оценке в статистической и в вероятностной постановке. При этом необходимо разработать как общие подходы к решению этой задачи, так и конкретные методики и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ.

Цель работы. Разработка теоретических основ и реализация методов обеспечения надежности и безопасности эксплуатации СЭУ при ее проектировании на основе имитационного моделирования.

Основными задачами

исследования явились:

– разработка комплекса методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние, шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования;

– разработка методики прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ и ее элементов;

– разработка методики прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений виброакустических параметров в судовых помещениях (СП) с учетом влияния случайных факторов на виброакустические характеристики (ВАХ) источников в СЭУ;

– разработка метода расчета динамически связанных конструкций с учетом высокого демпфирования с целью обеспечения прогноза и оценки надежности и безопасности по уровням вибрации;

– разработка метода выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов;

– разработка математической модели гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с целью обеспечения прогноза и оценки надежности и безопасности по тепловому состоянию;

– разработка программного и методического обеспечение для решения задач имитационного моделирования (ИМ) при выполнении прогноза и оценки рисков на разных этапах проектирования СЭУ и ее элементов;

– разработка и проверка на практике научно обоснованных технических решений, обеспечивающих повышение надежности и безопасности основных элементов СЭУ;

– разработка методики оценки технико-экономической эффективности предлагаемых технических решений с учетом показателей надежности и безопасности СЭУ.

Объект исследования. Процессы обеспечения при проектировании надежности и безопасности СЭУ, в первую очередь ГД. В качестве ГД в диссертации рассмотрены дизели и газотурбинные двигатели (ГТД).

Предмет исследования. Методы количественного прогноза и оценки характеристик надежности и безопасности СЭУ.

Методы исследования. При решении поставленных в диссертационной работе проблем использовались методы ИМ, математической статистики, теории вероятностей и компьютерных технологий, а также теории распространения акустической энергии, термодинамики, газодинамики и теплообмена. Экспериментальные исследования выполнялись с использованием современной измерительной и регистрирующей аппаратуры.

Научная новизна. Новизна научных результатов, полученных соискателем, состоит в том, что:

– разработан комплекс методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ с учетом влияния случайных факторов на износ, усталостную прочность, тепловое состояние, шум и вибрацию на основных этапах ее проектирования;

– предложено развитие вероятностных подходов к расчетам прочности и ресурса сложных технических изделий при проектировании СЭУ, обеспечивающее повышение уровня адекватности ИМ массированными статистическими испытаниями;

– разработаны методика и рекомендации по применению прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ, обеспечивающие повышение уровня адекватности ИМ;

– определены принципы использования электронных систем управления СЭУ и систем диагностирования в оценке рисков;

– разработана методика и алгоритм определения на основе ИМ риска превышения нормируемых значений уровней вибрации и шума в судовых помещениях с учетом влияния случайных факторов на виброакустические характеристики источников вибрации и шума в СЭУ, в первую очередь – ГД.

– разработан метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием, впервые учитывающий локальную неравномерность поля вибрации при отсутствии частотной зависимости, требования большого объема исходной информации и позволяющий выполнять массовые статистические испытания;

– разработан метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов;

– разработана математическая модель гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с пристенным струйным охлаждением, отличающаяся возможностью прогнозировать тепловое состояние с учетом влияния случайных факторов на течение в ограниченном пространстве;

– новизна технических решений, предложенных автором на основе новых научных знаний, полученных в диссертации, подтверждена 26-ю авторскими свидетельствами и двумя патентами.

Практическая ценность. Научно обоснованные методики и алгоритмы, необходимые для ИМ в процессе прогноза и оценки риска при проектировании СЭУ и ее элементов с учетом воздействия случайных факторов на техническое состояние, а также на обслуживающий персонал в судовых помещениях. Программное обеспечение для решения задач прогноза и оценки риска. Обоснование на разных этапах проектирования выбора варианта выполнения СЭУ, деталей и узлов или ГД. Оно может использоваться для принятия решения о продолжении эксплуатации или о возможности реновации. Полученные научные и практические результаты используются в учебном процессе подготовки специалистов в СПГУВК и СПбГМТУ.

Реализация результатов работы. Программные комплексы «Программа расчета вероятности безотказной работы судового двигателя на заданный период эксплуатации» и «Программа расчета остаточного ресурса и вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации» и методические рекомендации по их применению используются главным управлением Российского морского регистра судоходства (РС). Метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием включен в программный комплекс, разработанный по заказу ЦМКБ «Алмаз» и Северного ПКБ. Алгоритмы прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов используются в качестве одного из критериев в процессе оптимизации проектных решений перспективных вариантов выполнения конструктивных схем сопловых лопаток (СЛ) газовых турбин в филиале ОАО «Силовые машины» «ЛМЗ» в Санкт-Петербурге и при рассмотрении вариантов выполнения элементов и устройств керамических ГТД и теплообменных аппаратов при проработке перспективных вариантов корабельных установок в ООО «Научный центр «Керамические двигатели» им. А.М. Бойко».

Результаты исследований использованы при написании учебников «Прочность судового оборудования. Ч.1. Конструирование и расчеты прочности судовых двигателей внутреннего сгорания» и «Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки».

На защиту выносятся:

– комплекс методов обеспечения надежности и безопасности СЭУ на основных этапах ее проектирования;

– методика и рекомендации по применению прогноза и оценки риска при проведении проектирования СЭУ и ее элементов;

– методика прогноза и оценки риска превышения нормируемых значений виброакустических параметров в СП с учетом рассеивания ВАХ источников в СЭУ;

– метод расчета динамически связанных конструкций с учетом высокого демпфирования, учитывающий локальную неравномерность поля вибрации при отсутствии частотной зависимости, требования большого объема исходной информации и позволяющий выполнять массовые статистические испытания;

– метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов вследствие влияния случайных факторов;

– математическая модель гидродинамики и теплообмена в проточных частях ГД с пристенным струйным охлаждением, отличающаяся возможностью прогнозировать тепловое состояние с учетом влияния случайных факторов на течение в ограниченном пространстве;

– программное и методическое обеспечение для решения задач ИМ при выполнении прогноза и оценки рисков на разных этапах проектирования СЭУ и ее элементов.

– научно обоснованные технические решения, реализующие различные варианты конструктивного выполнения охлаждаемых деталей ГД и теплообменников СЭУ.

Апробация работы. Работа выполнена в СПГУВК. Основное содержание докладывалось на I Международном симпозиуме “Автоматический контроль судовых двигателей и морских энергетических систем” в г. Гданьск, Польша (1994), II Международном симпозиуме “Транспортный шум и вибрация” в г. С-Петербург, Россия (1994), IV Международном конгрессе по шуму и вибрации в г. С-Петербург, Россия (1996), Международном конгрессе по газовым турбинам и авиационным двигателям в г. Бирмингем, Великобритания (1996), Симпозиуме и международной специализированной выставке “Энергетика - 96” в г. С-Петербург, Россия (1996), Международном ЕАА/ЕЕАА симпозиуме “Транспортный шум - 98” в г. Таллинн, Эстония (1998), Международном симпозиуме по экспериментальной и вычислительной аэротермодинамике внутренних потоков 5th ISAIF в г. Гданьск, Польша (2001), Международном симпозиуме по тепловым двигателям и морским разработкам в г. Бусан, Корея (2003), Второй международной конференции по судостроению – ISC’98 в г. С-Петербург, Россия (1998), Второй и Пятой международных научно-практических конференциях «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» в г. С-Петербург, Россия (2006, 2008), ХХХVI Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы газодинамических тепловых исследований в обеспечение повышения температуры газа в стационарных газотурбинных установках" в г. Москва (1989), I Всесоюзной конференции “Оптические методы исследования потоков” в г. Новосибирск (1991), Третьей и Четвертой Всероссийской научнопрактической конференции “Имитационное моделирование. Теория и практика” ИММОД-2007 и ИММОД-2009 в г. С-Петербург (2007, 2009), Восьмой и Девятой сессиях международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» VPB-07 и VPB-09 в г. С-Петербург (2007, 2009), на региональных и межотраслевых конференциях, проведенных в г. Санкт-Петербург (1997, 2000, 2005, 2008, 2010), на заседании секции Энергетики в Доме ученых им. А.М. Горького РАН (2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 работ. В том числе одна монография, два учебника с грифом Министерства образования и науки РФ, 28 статей в научных журналах и сборниках, 26 авторских свидетельства и 2 патента на изобретения, 8 докладов в трудах симпозиумов и конгрессов, 16 докладов в материалах конференций. Одиннадцать работ выполнено в личном авторстве (включая монографию), доля автора в остальных от 14% до 50%. В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК для докторских диссертаций, опубликовано 16 статей: 3 – в личном авторстве, 13– в соавторстве с долей автора от 14 до 50%.

Личный вклад. В диссертации излагаются результаты, вклад в которые автора был существенным на всех этапах, включая постановку задачи, проведение теоретических исследований и непосредственное участие в экспериментах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 328 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 375 страницах текста, включающего 124 рисунка и таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. Отмечено, что в настоящее время вероятностная методология оценки риска эксплуатации опасных производственных объектов, впервые использованная Н. Расмуссеном (Norman C. Rasmussen), нашла развитие в работах отечественных и зарубежных исследователей Э.Дж. Хэнли (Ernest J. Henley), Х. Кумамото (Hiromitsu Kumamoto), Дж. Раста (Jo Rust), Л. Уивера (L. Weaver), В. Маршала (Vic C. Marshall), К.В. Фролова, Н.А. Махутова, В.А. Острейковского, Ю.В. Швыряева, С.Г. Шульмана, А.Н. Бирбраера, П.Г. Белова, А.И. Гражданкина и др. Широко используют логиковероятностные исследования надежности, живучести и безопасности структурносложных систем, а также методы решения задач управления безопасностью на кораблях и судах ВМФ ученые научной школы заложенной И.А. Рябиныным. Вопросы оценки рисков и безопасности эксплуатации морских транспортных судов отражены в трудах В.А. Абчука, Г.В. Егорова, А.А. Захарова, А.М. Никитина, Н.А. Решетова, В.П. Топалова, В.Г. Торского, В.А. Туркина и др.

Современный подход к обеспечению безопасности судоходства базируется на методике ФОБ. В методологии ФОБ риск вычисляется по формуле где P – частота (или вероятность) нежелательного события; C – степень тяжести последствий нежелательного события (количество денег или жертв, потерянных в результате одного нежелательного события).

Главным техническим оборудованием судна является энергетическая установка, техническое состояние которой самым непосредственным образом влияет на его безопасную эксплуатацию. Согласно статистике отказов, на долю СЭУ приходится 60-80% всех отказов по судну в целом. Это объясняет постоянный интерес к проблемам ее надежности и обилие работ ведущих специалистов, среди которых можно отметить В.С. Гаврилова, Л.В. Ефремова, Л.Н. Карпова, Р.В. Кузьмина, Е.И. Крылова, М.К. Овсянникова, В.Н. Половинкина и других.

Многолетний опыт свидетельствует, что опасное состояние СЭУ, как правило, и приводит к ущербу судна большого масштаба, в том числе и к катастрофам, связанным с гибелью, как судна, так и членов его экипажа.

Проблема надежности судовых машин и механизмов тесно связана с общей проблемой надежности машин и развитием методов диагностирования и прогноза технического состояния, здесь также можно отметить работы А.В. Баркова, Б.П. Башурова, В.Н. Бырина, И.В. Возницкого, Д.В. Гаскарова, В.Г. Денисова, М.И. Левина, Е.Н. Климова, А.В. Мозгалевского, Ю.Н. Мясникова, В.И. Николаева, А.А. Обозова, С.А. Попова, П.П. Пархоменко, Г.Ш. Розенберга, Л.П. Седакова, Д.А. Скороходова, Л.Г. Соболева, В.Ф. Сыромятникова, В.Н. Темнова, В.И. Швеева, В.А. Шишкина, О.В. Хруцкого, Н.Я. Яхъяева и других.

Однако методы и алгоритмы, обеспечивающие прогноз и оценку надежности и безопасности эксплуатации проектируемой СЭУ, требуют дальнейшего совершенствования. Желательно обеспечить общий подход для решения проблемы выбора наилучшего технического решения, как для СЭУ в целом, так и для ее отдельных элементов (в первую очередь – ГД) и их наиболее ответственных деталей.

В первой главе выполнен анализ состояния проблемы и выбор путей ее решения.

В настоящее время проявляется постоянный интерес к изучению человекомашинных систем, в которых человек становится, как бы, элементом конструкции системы. В этом случае вероятность безотказной работы системы является произведением вероятностей безотказной работы человека на вероятность безотказной работы машины. Важность такого подхода привела к появлению специальных наук – инженерной психологии и эргономики. Современное судно, как ЧМС система, является объектом оценивания степени приемлемости техногенного риска.

Важным элементом судна является энергетическая установка, техническое состояние которой самым непосредственным образом влияет на его безопасную эксплуатацию. Отказы случаются во всех технических устройствах СЭУ, но их влияние на функционирование судна в целом различно. Отказ главного двигателя, чаще всего, оказывает существенное влияние на функционирование судна. Выполненный анализ результатов обработки отказов ГД позволил сделать следующие основные выводы.

Вероятности отказов на основе статистических данных не дают объективной информации и не могут быть использованы для прогнозирования отказов других двигателей и планирования технического обслуживания по состоянию. Но они позволяют выявить основные причины отказов, полных и частичных. К таким причинам относятся:

- усталостные (термоусталостные) изменения материала деталей, определяющих работоспособность дизельной энергетической установки;

- износ сопряженных деталей, узлов, приводящих к резкому снижению работоспособности;

- повышенная вибрация, приводящая к повышенному износу сопряжений, а также к нарушению регулировки, взаимосвязи механизмов, обуславливающих кардинальное изменение протекающих процессов, приводящих объект в нерабочее состояние;

- термические напряжения, возникающие вследствие значительных градиентов температур, из-за конструктивных недостатков, и приводящие к появлению трещин или разрушению (прогару) деталей двигателя.

В настоящее время существует достаточно много работ посвященных проблемам расчета прочности и ресурса сложных технических изделий. Однако в этих работах реализуют по существу детерминированные подходы к расчетам прочности, так как по существу используют статистическую информацию при назначении расчетных характеристик конструкционной прочности и эксплуатационной нагруженности. В диссертации предложено развитие прикладных вероятностных подходов.

Проблеме износостойкости также посвящено много работ. В этих работах частично исследовано и влияние на износостойкость вибрационной активности машин. Отличительной особенностью диссертации является то, что в ней с системных позиций шум и вибрация рассматриваются как взаимосвязанные факторы, оказывающие влияние как на надежность (долговечность, безотказность) судовых механизмов, так и на экипаж судна.

В ходе выполненных исследований подтверждена и дополнительно изучена однозначная связь между уровнями шума и вибрации, особенно на частотах 200 Гц и кратных им и состоянием здоровья обслуживающего персонала. Важность этой проблемы подтверждается наличием нормативных документов, регламентирующих уровни вибрации и шума в судовых помещениях и помещениях плавучих буровых установок, а также постоянным интересом к совершенствованию нормативных документов и приведением их к международным стандартам.

Уменьшение вибрации и шума достигается в результате воздействия как на их источники внутри двигателя, так и за счет применения внешних дополнительных конструктивных элементов. Одним из возможных путей решения указанной проблемы является применение вибродемпфирующих покрытий (ВДП), как на самом источнике шума и вибрации (непосредственно на дизеле и генераторе), так и на путях распространения вибрации и шума. Покрытия могут наноситься на подмоторную или фундаментную раму, блок дизеля и собственно на конструкции корпуса судна. В диссертации разработан универсальный метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием, позволяющий комплексно определять оптимальные технически решения по местам размещения ВПД.

Одним из критических мест в конструкции ГД является место расположения камеры сгорания и детали двигателя, подвергающиеся не только механическим нагрузкам, но и воздействию высоких температур и их градиентов. Увеличение температуры детали ослабляет прочностные свойства материала, из которого она изготовлена, а градиент температур в детали вызывает появление дополнительных термических напряжений. Поэтому к проблеме определения температурных полей деталей ГД проявляется постоянный интерес. В диссертации разработан универсальный метод обоснования в процессе проектирования выбора варианта конструкции деталей ГД на основе прогноза и оценки риска превышения предельных значений температур и/или их градиентов. На его базе предложены и исследованы оригинальные технические решения с проведением сопутствующих теоретических и экспериментальных работ.

Все отмеченное выше относится к факторам, влияющим на надежность (долговечность и безотказность) судовых технических средств. В диссертации проблема надежности рассматривается в единой связи с обеспечением безопасности.

Анализ причин функциональных опасностей и определение тяжести аварийных последствий составляют в диссертации предмет теоретической оценки безопасности.

Существует ряд методик расчета безопасности. С их помощью можно провести сравнительный анализ проектных вариантов, наметить пути их улучшения, оценить затраты на снижение риска аварийных ситуаций. Однако, прямое их использование для расчета безопасности СЭУ не возможно в виду очевидной специфики этого объекта. Поэтому в диссертации рассматриваются особенности расчета безопасности применительно к СЭУ.

Принятие решения о приемлемости риска выполняется при выполнении условия Rдоп – допустимая (приемлемая) величина риска нежелательного события.

где Анализ формулы (1) показывает, что при фиксированной величине условие (2) соблюдается при разных пропорциях между значениями P и C. Очевидно, что уменьшение степени тяжести последствий нежелательного события приводит к увеличению приемлемой вероятности такого события. Поэтому для судов различного назначения (и их СЭУ) требования будут различными. В первую очередь нормирование рисков выполняется для таких судов и морских объектов, аварии которых представляют наибольшую опасность по своим последствиям. Отмечено, что проблеме выбора следует уделять особое внимание.

При рассмотрении разных вариантов проектов СЭУ, степень тяжести последствий нежелательного события остается, обыкновенно, величиной постоянной. Это позволяPдоп ет перейти к нормированию риска по величине определяемой из соотношения где Тогда выражение (2) приводится к виду Отмечена высокая трудоемкость точной оценки Р, так как объект исследования часто является сложной дискретной системой. Нормирование рисков по человеческим потерям предполагает известную малость величины для судна в целом и тем более для СЭУ и ее элементов. Обойти проблему можно путем использования процедуры ИМ. Этому способствует хорошо разработанная теоретическая база. Одним из основателей отечественной школы ИМ являлся член корр. АН СССР Н.П. Бусленко.

Наличие большого спектра программного обеспечения имитации в виде мощных продуктов ИМ, таких как Arena, AutoMod, AnyLogic, Extend, GPSS World и других не исключает необходимости разработки оригинальных программ на языках программирования высокого уровня типа Borland Delphi.

СЭУ является специфическим объектом обеспечения надежности и безопасности для которого возможность использования процедуры ИМ потребовала более подробного обоснования.

Выполненный в диссертации анализ известных работ показал отсутствие единого методического подхода, который бы позволил на разных этапах проектирования СЭУ применять ИМ для оценки обеспечения надежности и безопасности с соответствующей подробностью проработки, в частности, при обосновании перехода к следующему этапу проектирования. В них рассматривается только отдельные аспекты, которые влияют или могут воздействовать на надежность и безопасность СЭУ и не рассматривают эту проблему комплексно, с учетом влияния факторов износа, усталостной прочности, теплового состояния, шума и вибрации. Поэтому преимущество настоящей работы заключается в том, что впервые разработанные методические рекомендации позволили целенаправленно подходить к выбору и анализу существующих методов и алгоритмов, определять их возможное место в процессе ИМ, разрабатывать собственные методы и алгоритмы расчетов и программы экспериментальных исследований в тех случаях, когда обнаруживалась потребность в новых знаниях.

Результаты разработки методики прогноза и оценки рисков при проектировании СЭУ и ее элементов заключаются в следующем.

Проектирование происходит путем выполнения нескольких этапов (например, предэскизное, эскизное, предварительное, рабочее). Они отличаются между собой глубиной проработки конструктивного выполнения. На каждом этапе решается задача выбора на основе сопоставления различных вариантов выполнения судна и его СЭУ по различным показателям, как-то: энергетическим (мощностным); массогабаритным;

энергетической эффективности (экономичности) и т.п. Помимо использования перечисленных традиционных критериев в новейшей мировой практике, нашедшей отражение, например, в нормативных документах ГОСТ Р 51901.4-2005 и ГОСТ Р ИСO 10006-2005, предлагается выполнять анализ и количественную оценку риска. Однако в этих и других известных документах нет конкретных рекомендаций, как это делать применительно к СЭУ. В диссертации предлагается прогноз ресурса и оценку риска (как мер надежности и безопасности) выполнять на соответствующем этапе проектирования, а результат сравнения оценок – использовать как один из аргументов для выбора лицами, принимающими окончательное решение, варианта выполнения, например, СЭУ при переходе от одного этапа к другому. Предлагаемый в диссертации алгоритм осуществления выбора варианта на основе прогноза и оценки рисков, в общем случае, предусматривает раздельный учет на каждом этапе проектирования трех видов потерь: человеческих, материальных и экологических. Для каждого вида потерь лизации задачи (построения дерева событий) выполняется распределение по элементам ЧМС системы. Этот процесс является важным, так как позволяет при необходимости в последующем обоснованно рассматривать варианты выполнения каждого элемента отдельно от остальных. Выполнение прогноза риска для элементов ЧМС системы позволяет определить риск для всей системы и путем сравнения его с допустимым значением принимать окончательное решение по выбору варианта выполнения при переходе от одного этапа к другому.

В диссертации предлагается операция ранжирования отказов с целью определения приоритетов по их опасности для СЭУ и судна в целом. При рассмотрении различных эксплуатационных состояний ЧМС системы имеет смысл проводить ранжирование отказов ее элементов в соответствии с частотой отказов и степенью тяжести их последствий, как это предусмотрено ГОСТР27.310-95. В диссертации приведены примеры выполненного ранжирования. Представляют также интерес предложения М.Д. Емельянова по определению критичных элементов морских судов и Г.В. Егорова по идентификации опасностей для судов внутреннего плавания.

В главе выполнено построение «деревьев событий» для разных компонентов ЧМС системы. На основе рассмотрения таких «деревьев событий» группа экспертов устанавливает как вид «дерева» для определения соответствующего риска, так и характер связей между элементами этих «деревьев». Связи между элементами разных уровней устанавливаются зависимостями на основании логики соподчиненности. В диссертации предлагается рассматривать их в вероятностной трактовке.

В диссертации приведены примеры распределения допустимых значений риска по деталям и узлам судовых двигателей разных типов.

Для выполнения прогноза риска в диссертации предлагается применять ИМ. Применительно к рассматриваемой задаче, касающейся вопросов проектирования СЭУ и ее элементов, определена следующая последовательность действий.

1. На основе анализа «дерева отказов», полученного при распределении допустимых значений рисков среди элементов ЧМС системы, определяются все элементы (их перечень) «дерева», отказ которых не зависит от отказа других элементов.

2. На основании, например, экспертных оценок необходимо выбрать определяющую величину Y, наиболее полно и информативно характеризующую состояние каждого элемента из определенного в п. 1 перечня. В качестве такой величины может быть рассмотрен ресурс элемента, уровень шума или вибрации, тепловой состояние (уровень температур или их градиентов) и т.п.

Обыкновенно эта величина имеет рассеивание и носит случайный характер. В результате Y представляет собой статистический ряд. Характеристиками этого ряда являются: характеристики положения (среднее арифметическое M ); характеристики рассеивания (дисперсия D, среднее квадратичное отклонение S ); характеристики распределения (законы распределения). Часто в качестве характеристики рассеивания пользуются относительным показателем V – коэффициентом вариации, который представляет собой отношение среднего квадратичного отклонения к среднему арифметическому.

3. Выбирается метод или алгоритм расчета Y и рекомендуются закон и параметры распределения Y. Тщательность и обоснованность этих действий определяет точность получения выходной информации.

4. Определяются граничные значения y для определяющей величины Y. В качестве такой величины могут выступать назначаемые, на основании тех или иных доводов экспертов, численные значения (например, назначенный ресурс для долговечности, граничный уровень температур и/или их градиентов для теплового состояния). Могут использоваться и нормативные значения (например, определенные на основании санитарных норм по допустимым уровням вибрации и шума).

В главе также рассмотрены рекомендации по получению значений Y, y и законам распределения и их параметрам. Отмечено, что при создании новых, не имеющих аналогов, образцов техники важнейшую роль играет проведение НИР и ОКР.

5. Следующим этапом прогноза риска при проведении ИМ являются статистические испытания. В их ходе разыгрывается, например, методом Монте-Карло значение случайной величины Y и производится ее сравнение с граничным (например, нормативным) значением y. Если Y y или Y y (в зависимости от особенностей рассматриваемой задачи), то считается, что произошел отказ или, что испытание прошло успешно. Потом испытания повторяются. Выполнение заданного числа испытаний позволяет получить необходимую статистику для всех элементов из перечня, определенного в п. 1. На ее основе определяется вероятность N н.и – число нарушений нормативного уровня; N исп – общее число испытаний.

где Если известны значения Y в функции от времени t, то можно получать значения Pотк = f (t ), то есть давать прогноз на заданное время эксплуатации.

Отмечено, что, управляя количеством случаев реализации N исп, можно получить достоверные результаты и при малом числе отказов. Это позволяет обойти проблему малости величин Используемые методы и алгоритмы действий должны быть удобны для организации многочисленных статистических испытаний. Они не должны быть чрезмерно громоздки и требовать больших вычислительных усилий, например, по временным показателям. Учет этого фактора стал определяющим в диссертации при рассмотрении примеров использования ИМ для обеспечения надежности и безопасности важных элементов СЭУ.

6. Последний этап ИМ связан со статистической обработкой совокупности случайных параметров для всех остальных элементов дерева отказов – выходных данных реализации «дерева отказов». На основе рассмотрения разных способов получения такой совокупности, рекомендован способ, который предусматривает однократный прогон «дерева отказов» для определения вероятности отказов всех остальных элементов «дерева», на основании логики соподчиненности, после статистических испытаний для элементов, отказ которых не зависит от надежности других.

Далее следует перейти к оценке риска отказа, например, СЭУ в целом путем сравнения с допустимым значением, согласно (2), полученным выше на основании распределения допустимого значения между элементами ЧМС системы. Если величина риска больше допустимого значения, то этот вариант проекта отклоняется и производится прогноз риска для следующего варианта. Если риск меньше допустимого значения, то вычисляются риски для других вариантов и на основании сравнения их между собой дается рекомендация о выборе варианта для разработки на следующем этапе проектирования.

Для решения задачи обоснования рекомендаций по выбору функциональных зависимостей, алгоритмов и методов расчета для определения безотказной работы отдельных деталей и узлов ГД с учетом влияния случайных факторов и пригодности применения в ИМ и реализации в «дереве отказов» в диссертации потребовалось подробно рассмотреть вопросы, связанные с обеспечением надежности и безопасности главного судового дизеля (ГСД) по ресурсным показателям.

Во второй главе рассмотрено обеспечение надежности и безопасности ГСД по ресурсным показателям.

Отмечено, что определяющим для эксплуатационной безопасности ГСД является его свойство не допускать аварийных ситуаций судна.

Для определения последствий отказа отдельных элементов ДВС предлагается разбивать ГСД на составные части, например, используя опыт разбивки двигателя при анализе его надежности. В результате такого расчленения ГСД может быть представлен в виде разработанного в диссертации иерархического графа «дерева отказов»

(рис. 1). В нем все элементы распределены на семь уровней, восьмой (высший) уровень – это сам дизель. На каждом уровне располагаются элементы, обладающие известной структурной важностью в сценарии нарушения условий работоспособности.

На низшем уровне находятся элементы, отказ которых не зависит от надежности других (на рис. 1 такие элементы выделены пунктирной рамкой).Связи между элементами разных уровней устанавливаются вероятностными зависимостями на основании логики соподчиненности.

Особенностью формализации двигателя является то, что при построении «дерева отказов» использованы принципы: блочно-модульный, иерархии, адаптации и развития, информационного единства. Блочно-модульный принцип построения основан на том, что «дерево отказов» составлено из отдельных модулей (элементов). Каждый модуль – это деталь или узел, которые выполняют определенные функции, имеют свою входную и выходную информацию. Принцип иерархии отражает соотношение старшинства модулей дерева и их соподчиненность. По принципу адаптации и развития «дерево отказов» предусматривает возможность включения новых модулей, причем потоки информации, как для новых, так и существующих модулей должны быть совместимыми. Использование указанных принципов позволяет развивать и совершенствовать «дерево отказов».

Рис.1. Структура «дерева отказов»: 1– ГСД; 2,…,64– узлы и элементы (детали) дизеля мого дизеля определяется на основании методических рекомендаций изложенных в главе 1. Полученное значение может быть распределено между узлами и элементами проектируемого дизеля для использования при оценке вариантов их конструктивного выполнения. Для выполнения самого прогноза риска необходимо для элементов отмеченных на рис. 1 пунктирной линией выработать рекомендации по определяющим величинам Y (или Y в функции от времени t ), их граничным значениям y, методам (или алгоритмам) расчета Y, и законам и параметры распределения Y.

Статистическая информация о характеристиках распределения заключается в получении законов распределения. В частности законы распределения определяются по времени наработки до отказа. Для этого на основе данных о ресурсе строится гистограмма, показывающая число возникших отказов в данном временном интервале.

Приведены построенные автором гистограммы наработки до отказа деталей главных двигателей 6ЧН40/46 на судах типа «Пулковский меридиан». Для этих гистограмм с помощью графического способа получены законы распределения. Анализ результатов показал, что статистические данные по отказам практически всегда являются недостаточными и ограниченными вследствие малосерийности наблюдаемых объектов. Они отражают только опыт эксплуатации, который достаточно условно можно перенести на новое изделие. Это связано с тем, что новое изделие эксплуатируется в иных условиях. Такой опыт тем более не подходит для принципиально новых образцов техники.

Для них предлагается, например, методом экспертных оценок, выдвигать гипотезу о законе распределения и его параметрах. Она становится нормой при анализе риска будущей эксплуатации. Отклонение от принятой гипотезы данных эксплуатации является основанием для проведения соответствующего исследования с целью выявления причин отклонения: эксплуатационных, технологических или конструкторских.

Особой проблемой при составлении прогноза для ресурсных показателей дизелей остается аналитическое описание потери работоспособности их деталей и узлов с увеличением наработки. Выполненный анализ показал, что существует множество факторов, оказывающих разрушающее воздействие, однако большинство деталей ДВС выходят из строя по причине накопления усталости и износа. Эти физические процессы старения деталей в известной мере поддаются расчету. Несмотря на то, что указанные процессы старения имеют свои физические закономерности, их объединяет одно общее свойство, а именно уменьшение прочности и увеличение зазоров – случайные процессы. Для учета их стохастической природы также оправдано использовать ИМ. В главе рассмотрена проблема выбора соотношений для прогноза ресурсных показателей двигателя, с достаточной достоверностью описывающих указанные процессы и удобные для реализации в масштабных статистических испытаниях.

Прогнозирование остаточного ресурса деталей по критерию износа. В общем случае по данным работы Л.И.Погодаева и Н.Ф.Голубева зависимость износа детали как случайной функции наработки может быть представлена в виде где – случайная величина, зависит от свойств поверхностей деталей сопряжения, условий нагружения, вида смазки и типа трения; – коэффициент, зависит от типа трения; b – износ по окончании приработки, зависит от шероховатости поверхностей, их твёрдости, величины установленного зазора.

Все параметры уравнения (5) связаны вероятностными характеристиками с определяющими их факторами. Учесть все эти факторы удается с помощью процедуры Монте-Карло, составляющей основу ИМ.

В случае если величина износа деталей за период приработки не превышает величины допуска на их изготовление, при расчётах величиной износа в период приработки можно пренебречь. Тогда зависимость (5) можно представить в следующем виде В соответствии с приведённой формулой для износа зависимость для определения ресурса пары трения запишется в виде И з.пр – предельный зазор сопряжения.

где С учётом зависимости (7) остаточный ресурс пары трения составит где наработка на момент начала выполнения процедуры прогноза остаточного ресурса.

Далее производится вычисление вероятности отказа за некоторый период времени tн будущей эксплуатации на основе статистических испытаний. Если то считается, что произошел отказ и происходит суммирование неудачных испытаний N н.и. Потом испытания повторяются и по формуле (4) находится Pотк для данной детали. Данный алгоритм реализован в разработанной автором программе определения остаточного ресурса ГСД. В диссертации приведен пример выполненных расчетов.

Коэффициенты, составляющие основу формул (5) и (6) уточняются на основании данных о характере нагружения подшипника, условия эксплуатации двигателя, качества обслуживания и ремонта.

Проблеме износостойкости посвящено много работ, их перечень приведен в диссертации. Для ИМ представляют практический интерес наиболее простые, но информативные зависимости. Помимо приведенной выше формулы (7) к ним можно отнести предложенные в работе О.В. Хруцкого зависимости вида Необходимость вычислять экспоненту в приведенной выше формуле, увеличивает время статистических испытаний. В работе А.М. Никитина предложено для выполнения ИМ применять наиболее простую линейную зависимость Сравнение результатов расчетов по формулам (6) и (10) выполненное в работе А.М. Никитина для разных законов распределения случайной величины, в качестве которой принимался коэффициент a, показало, что расхождение в результатах не велико. Не смотря на приятые в этой работе ряд условий, направленных на обеспечение объективности сравнения, использовать зависимость (10) следует с осторожностью, особенно для долгосрочного прогноза. В частности в работе Г.Ш. Розенберга и др. линейную аппроксимацию развития неисправности, связанной с износом или накоплением усталостных повреждений, рекомендуется использовать для краткосрочного прогноза. Наиболее корректно выполнять сравнение расчетов с практическими результатами, как это сделано для зависимости (6) в работе Л.И. Погодаева и Н.Ф. Голубева или для зависимости (9) в работе О.В. Хруцкого. Формула (6) является, своего рода, компромиссом между экспоненциальной (9) и линейной (10) зависимостью, которые можно принять за граничные соотношения. Ее можно рекомендовать использовать при прогнозировании наработки деталей по критерию износа.

Рис. 2. Укрупненная блок-схема алгоритма оценки нара- наработки к процедуре ботки деталей судовых ДВС по усталостной прочности ИМ требует выполнения некоторой последовательности действий. На рис. 2 представлена предлагаемая в диссертации укрупненная блок-схема алгоритма определения наработки деталей судовых двигателей по усталостной прочности и перехода к ИМ.

Следует отметить особую значимость расчетных оценок наработки для деталей судовых ДВС работающих на усталость. Дело в том, что такие детали, например остов, шатун или КВ, практически не доступны в настоящее время для методов безразборной диагностики. Их отказ практически фатален для дизеля и СЭУ в целом. Поэтому разработке этих вопросов уделено особое внимание.

Определение наработки деталей судовых ДВС до образования видимых трещин.

Известно, что характеристики сопротивления материала усталости являются случайными величинами. Их разброс объясняется различиями в микроструктуре и свойствах поверхностного слоя, которые в свою очередь связаны со случайными вариациями металлургических, термических и механических факторов. Напряжения, действующие в деталях ДВС, также имеют случайную природу вследствие нестабильности параметров рабочего процесса за счет колебаний цикловой подачи топлива, степени сжатия, частоты вращения и т.д. В этих условиях оправдан прогноз и оценка риска с учетом рассеивания указанных характеристик.

В инженерной практике согласно работе М.А. Салтыкова оправдано вычислять минимальное значение запаса прочности, при котором обеспечивается заданная вероятность отсутствия усталостных разрушений за N Б циклов нагружения.

Во время эксплуатации двигателя в его деталях происходит накопление усталостных повреждений. Этот необратимый процесс связан с уменьшением коэффициента запаса прочности при увеличении наработки.

Для реальной эксплуатации двигателя характерно нерегулярное нагружение деталей. Вид нагрузочного цикла определяется спецификой работы. Учитывать переменность режимов при расчете наработки детали до усталости удается наиболее просто с помощью линейной гипотезы накопления повреждений Д. Коллинза. Она дает следующую зависимость для наработки детали:

р – количество режимов нагрузочного цикла; xi – доля времени работы двигатегде i -ом режиме, xi = 1 ; n – коэффициент запаса прочности для новой детали, ля на подсчитывается, например, по формулам С.В. Серенсена и Р.С. Кинасошвили, для КВ судовых дизелей в рамках ФОБ удобно использовать методику М53 МАКО;

нормируемый минимальный запас прочности; текущая наработка в часах;

наработка, соответствующая циклам нагружения, в общем случае n – номинальная частота вращения КВ, мин-1.

где Далее определяется остаточный ресурс и следует переход к процедуре ИМ.

При прогнозе рисков могут быть использованы разные методы, методики и рекоn и выбору значений n min. Выбор осуществляется на основе мендации по расчету экспертных оценок применительно к конкретной ситуации.

использования процедуры ИМ. Приведен пример такого расчета.

Оценка ресурса коленчатых валов судовых дизелей. Классификационные общества уделяют КВ повышенное внимание. Выполнение прогноза и оценки риска предназначено в частности для предоставления результатов в надзорные органы. По этой причине показано, как можно использовать методику М53 МАКО для прогноза и оценки ресурса КВ судовых дизелей в процедуре ИМ.

Для проектируемого дизеля в качестве исходных данных должны быть представлены индикаторная диаграмма и геометрические размеры КВ двигателя. Известное число цилиндров и порядок их работы позволяют выполнить силовой анализ. Далее, используя, например, разработанный в диссертации согласно последней редакции методики М53 МАКО (декабрь 2004 г) программный комплекс, определяют значения n для галтелей и масляных отверстий в шатунных шейках всех цилиндров. Это, по сути, коэффициенты запаса прочности для нового КВ. На их основе для каждого долевого режима текущее значение коэффициента запаса прочности можно определить по формуле А, A i – амплитуда движущей силы на номинальном и долевом режиме соответгде ственно; i – порядковый номер режима, i = 1, 2,…, p, где p – количество режимов.

Согласно методике М53 МАКО принимается значение n min = 1,15. Далее используется зависимость (11) для определения наработки t.

Действительное значение наработки до отказа tд характеризуется законом распределения со своими параметрами. Для КВ судовых дизелей, как свидетельствуют выполненные исследования, чаще подходит нормальный закон распределения или распределение Вейбулла, а коэффициент вариации может принимать значения = 0,3-0,7. Назначенный (будущий) период эксплуатации tн КВ является одновреV менно периодом эксплуатации для всех элементов вала. Вследствие особенностей нагружения галтели и масляные отверстия разных цилиндров имеют свое значение определяемое по формуле (8), тогда и вероятность отказа этих элементов определяемая по формуле (4), будет разной. Следовательно, для определения Р для дизеля необходимо использовать логические связи указанных элементов на основе «дерева отказов» представленного на рис. 1. Если КВ рассматривается отдельно, то «дерево отказов» принимает показанный на рис. 3 вид. В зависимости от особенностей конструкции КВ двигателя структура и этого «дерева отказов» может видоизменяться.

Поскольку отказ любого элемента является отказом всего КВ (и двигателя в целом), то реализуется «жесткий сценарий» имитации будущей эксплуатации.

Для выполнения расчетов можно использовать возможности разработанных в диссертации программных комплексов «Программа расчета вероятности безотказной работы судового двигателя на заданный период эксплуатации» или «Программа расчета остаточного ресурса и вероятности безотказной работы судового дизеля на заданный период эксплуатации».

Полученное значение Р сравнивается с допустимым для планируемого срока но принимать решение о допустимости эксплуатации КВ на данном или другом двигателе, так как риск такой эксплуатации является приемлемым.

Оценка остаточной наработки до отказа детали с трещиной. Природа появления трещины может быть не только усталостной. В процессе изготовления деталей неизбежны дефекты структуры материала (раковины, пустоты, вкрапления других материалов), которые по их влиянию на прочность примерно эквивалентны усталостным трещинам. Трещины также могут быть следствием конструкторских и технологических просчетов (ошибок).

Выбор методики для расчета ресурса детали с трещиной может быть выполнен на основе экспертных оценок, с учетом особенностей конкретной ситуации. В частности для аналитического описания кривой роста трещины предложено более 60 формул, среди них можно выделить формулы П. Пэриса, А. Хеда, Н. Фроста и Д. Дагдейла, Р. Формана. В качестве примера такой методики, можно привести разработанную В.К. Румбом при участии автора методику по определению остаточного ресурса деталей с трещинами при циклическом нагружении.

Согласно этой методике для расчета остаточной наработки задаются следующими исходными данными:

- чертеж детали с описанием трещины;

- характеристики прочности материала детали: предел текучести, предел прочности;

- размеры трещины; экстремальные нагрузки, действующие на деталь в процессе эксплуатации дизеля на всех установившихся режимах. Эти нагрузки допускается определять в результате выполнения динамического расчета двигателя;

- напряжения в месте расположения трещины, подсчитываются без учета дефекта для всех эксплуатационных режимов либо аналитическими методами, которыми пользуются при проектировании ДВС, либо с использованием численных методов расчета прочности, например, методом конечных элементов (МКЭ), реализованных в соответствующих программных средах типа ANSYS, COSMOS, NASTRAN и др.;

- параметры уравнения П. Пэриса.

В процессе расчета остаточной наработки выполняются следующие операции:

подсчитывается размах порогового коэффициента интенсивности нагружений; вычисляется пороговый коэффициент интенсивности напряжений; определяется фактическое значение коэффициента интенсивности напряжений; полученное расчетное значение сравнивается с пороговым коэффициентом интенсивности напряжений.

Предлагаемое в диссертации применение процедуры ИМ, позволяет оценивать риски и при той доли неопределенности, которая была заложена с принятием ряда допущений, заложенных в указанную методику. В этих условиях оправдано говорить о вероятности того, что выполненные расчеты будут подтверждены в эксплуатации и о величине риска, который возникнет при принятии решения о продолжении эксплуатации детали с трещиной.

Согласно схеме на рис. 2 возможны два случая. Первый, когда под действием нагрузок трещина продолжает рост и определен остаточный ресурс N (в циклах нагружения) этой детали. Второй, когда трещина расти не будет и можно двигатель эксплуатировать до следующего освидетельствования без устранения трещины в детали.

Рассмотрено применение прогноза и оценки риска к этим случаям. Для первого отмечено, что действительное значение характеризуется законом распределения чайных факторов приводит к тому, что остаточный ресурс является случайной величиной и может не превышать заданный (будущий) период N н. Решается задача нахождения вероятности отказа P детали с треэксплуатации заданный период эксплуатации N н. Решение основано на проведении щиной на N исп статистических испытаний, в результате которых определяется сколько раз ( N н.и ) заданный период эксплуатации N н оказался больше остаточного ресурса, определенного с заданным значением коэффициента вариации V. Далее вероятность отказа находится по формуле (4).

Во втором случае из расчетов известны пороговый коэффициент интенсивности К min и фактическое значение коэффициента интенсивности напряжений напряжений К. Эти величины можно также рассматривать как математические ожидания значений соответствующих коэффициентов. Тогда в каждом статистическом испытании значения коэффициентов интенсивности разыгрываются раздельно и сравниваются между собой. Отказ наступает если, в процессе испытаний, значение К превышает К min. Далее подсчитывается число отказов N н.и В главе приведены примеры расчетов вероятностей отказа для кривошипной головки шатуна и опорного бурта блока цилиндров с трещиной.

Основные подходы к расчету характеристик надежности дизеля как сложной системы. Внезапные частичные отказы могут привести к неуправляемому или вынужденному снижению эффективной мощности и частоты вращения, но, не любой из числа таких отказов является опасным состоянием дизеля, существенно снижающим безопасность всей системы (судна) и способный привести к страховому событию.

Согласно работе И.А. Рябинина, опасным состоянием следует считать состояние, из которого возможен, но далеко не обязателен непосредственный переход в состояние аварии или состояние катастрофы. Для дизеля опасное состояние – это состояние, при котором его мощность и обороты становятся ниже предельных значений и nпр, соответственно, независимо от причин, вызвавших недопустимое снижение параметров.

В главе рассмотрены следующие вопросы: определение параметров аварийного дизеля, приводящих к его остановке из-за малости оборотов; определение параметров аварийного дизеля приводящих к потере возможности управлять судном; аварийная работа дизеля при отключении цилиндров; аварийное состояние турбокомпрессоров и другие подходы, связанные в частности с появлением двигателей с электронными системами управления (ЭСУ). Для перечисленных случаев отмечены особенности реализации ИМ при выполнении прогноза и оценки риска.

Проблема подготовки исходных данных для выполнения процедуры ИМ на любом этапе эксплуатации судового дизеля может быть решена, как путем использования разработанных в диссертации опросных листов, так и выборочном задействованием при оценке рисков элементов «дерева отказов», согласно методическим рекомендациям, изложенным в приведенных в приложении к диссертации инструкциях к программным комплексам.

Наибольший эффект от выполнения работ по прогнозу и оценке надежности и безопасности может быть достигнут при их задействовании в процессе создания диагностических моделей и включении в программное обеспечение ЭСУ, как СЭУ, так и судна в целом.

Для СЭУ и их двигателей с ЭСУ «дерево отказов» и соответствующее методическое обеспечение – это готовая часть диагностической модели. Информационно связав элементы «дерева отказов» с диагностическими параметрами можно постоянно осуществлять прогноз технического состояния по текущим значениям и предыстории.

Однако объективно существуют особенности, которые необходимо учитывать и которые дают основание в диссертации рекомендовать следующие принципы использования ЭСУ и систем диагностирования для прогноза и оценки рисков при проектировании СЭУ и ее элементов.

1. Принцип открытости. Этот принцип предусматривает обеспечение открытого доступа к информации. В качестве такой информации следует рассматривать данные навигационных систем судна, данные о режимах эксплуатации судна и характере перевозимого груза, данные о параметрах работы судовых технических средств (включая СЭУ) и их обслуживании, данные об определяющих параметрах судового оборудования, данные о параметрах диагностического оборудования и т.п. Этот объем информации необходимо согласовывать еще на этапе проектирования судна и его СЭУ, что представляет разработчика проекта судна как главного координатора. Он должен предусматривать связь программ предназначенных для прогноза и оценки риска с ЭСУ судна в целом и ЭСУ СЭУ в частности и обеспечить информационное единство, что требует организации творческого взаимодействия с разработчиками ЭСУ и судового оборудования.

2. Принцип достаточности. В первую очередь должны быть разработаны программы прогноза и оценки риска для нормируемых со стороны надзорных органов видов рисков. Они должны быть связаны с конкретными диагностическими параметрами и соответствующие диагностические системы должны быть встроенными. При отсутствии возможности использования замеряемых диагностических параметров (изза отсутствия в настоящее время технической возможности), должны быть использованы расчетные методики и алгоритмы, которые должны получать необходимые для текущих расчетов данные от судовых ЭСУ.

3. Принцип развития. Если Компания (заказчик) готова оплатить соответствующие работы, то могут быть разработаны программы прогноза и оценки риска коммерческой эксплуатации СЭУ по нормируемым Компанией значениям. Они должны быть связаны с конкретными диагностическими параметрами и соответствующие диагностические системы могут быть как встроенными, так и приспособленными к периодическому задействованию через переносные диагностические комплексы.

Отмечено, что наибольший эффект может быть достигнут при организации долгосрочного обслуживания для обеспечения надлежащего уровня надежности и безопасности с использованием методов диагностирования и ИМ.

Между тем выполнение процедуры ИМ при обеспечении надежности и безопасности СЭУ по уровням вибрации и шума потребовало проведения отдельного подробного исследования.

В третьей главе рассмотрено обеспечение надежности и безопасности СЭУ по уровням вибрации и шума при проектировании СЭУ.

Выполненный анализ показал, что основным источником шума и вибрации является ЭУ, а в ней – ГД, при этом двигатели могут иметь свои индивидуальные ВАХ. В основе этого факта лежат объективные предпосылки, связанные в частности с наличием допусков на изготовления деталей и узлов дизеля и нестабильностью рабочего процесса в цилиндрах даже нового исправного двигателя.

В этих условиях необходимую помощь может оказать прогноз и оценка риска по превышению санитарных норм в СП при принятии того или иного проектного решения. Оценки безопасности и риска должны быть даны не только в детерминированной, но и в вероятностной постановке с помощью ИМ. Практически важной, связанной с организацией процесса обслуживания механизмов и машин в машинном помещении (МП), является частная задача прогноза и оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума в МП с дизельной энергетической установкой. Для решения этой задачи в диссертации специально разработан изложенный ниже метод.

Метод оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума в МП с дизельной энергетической установкой. Предлагается следующая последовательность решения указанной проблемы.

1. На основе данных проекта судна определяется число источников шума в МП.

2. Для каждого источника шума определяются параметры закона распределения его ВАХ в исследуемом диапазоне частот.

3. Из нормативных документов определяются предельно допустимые уровни шума для этого МП.

4. Используя ИМ рассчитываются и последовательно суммируются на всех частотах случайные значения уровня шума от каждого источника.

5. Полученные уровни шума сравниваются с предельно допустимыми значениями и определяется вероятность их превышения.

6. На основе анализа полученных результатов сравнения, принимаются решения о необходимости проведения различных мер конструктивного или организационного характера.

Поскольку ВАХ дизеля являются случайной величиной, то в качестве исходных данных для расчетов нужно использовать не только математические ожидания уровней шума предполагаемого к установке двигателя, но законы и параметры распределения этих уровней на расчетных частотах. Далее выполняются статистические испытания. В их ходе разыгрываются, например методом Монте-Карло, случайные значения уровня шума двигателя последовательно на всех частотах (рис. 4). Таким образом, формируется ВАХ двигателя.

Если источников шума несколько, то розыгрыш выполняется для каждого из них отдельно, а результаты суммируются по известным правилам. Полученные данные сравниваются с нормативными значениями. Если значения превышены, то фиксируется факт превышения, если нет, то считается, что испытание прошло успешно. Потом испытания повторяются. Выполнение заданного числа испытаний позволяет получить необходимую статистику. На ее основе по (4) определяется вероятность превышения нормативного уровня на исследуемой частоте или корректированного уровN н.и – число превышений нормативного уровня шума.

ня, где Рис. 4. Блок-схема имитационного дальнейших действий, например МП, выборе индивидуальных средств его защиты или выборе материалов для ограждающих поверхностей ЦПУ и их площади.

Гораздо более сложной является задача прогноза и оценки рассматриваемого риска в других СП. В этом случае требуется использовать более сложные методики и алгоритмы. В диссертации впервые сделана попытка разработки универсального метода прогноза и оценки риска при назначении мест и объемов применения ВДП, который базируется на законе сохранения энергии.

Метод оценки риска превышения предельно допустимых уровней шума и вибрации в помещениях судна с дизельной энергетической установкой. Общая характеристика задачи, связанной с прогнозированием акустической обстановки и комплексным применением средств борьбы с шумом на судах, приведена, например, в справочнике под общей ред. И.И. Клюкина и И.И. Боголепова. Там же в частности указано, что проектант при выборе типов судовых механизмов, агрегатов и устройств должен учитывать их ВАХ. Причем это может быть определяющим аргументом для принятия окончательного решения.

Прогнозирование акустической обстановки в процессе проектирования можно осуществлять двумя способами:

- на основании данных натурных измерений на прототипе проектируемого судна, что привлекает относительно малой трудоемкостью, но требует строгого соблюдения условий акустического и конструктивного подобия прототипа (если таковой имеется) с проектируемым судном;

- аналитическим расчетом, который позволяет производить изменение в широких пределах различных параметров: ВАХ источников, общего расположения помещений на судне, конструктивных особенностей корпусных конструкций, зашивок, покрытий и т.п.

Последний способ является наиболее привлекательным в виду своей универсальности. Однако при его использовании требуют разрешения две проблемы: достоверность данных по источникам вибрации и шума; выбор метода расчета вибрации и шума.

Разрешение первой проблемы основано на учете закона распределения и его параметров шумовых характеристик источника и организации ИМ. Для формирования полных ВАХ источника (по вибрации и шуму) и организации ИМ можно использовать алгоритм представленный на рис. 4.

При большом числе статистических испытаний встает проблема выбора метода расчета. Рассмотрение возможностей известных подходов и методов показало, что они позволяют решать задачу расчета вибрации судовых конструкций, однако им присущи следующие недостатки: частотная зависимость; требование наличия большого объема исходной информации; сложность использования в массовых статистических испытаниях.

Для практики судостроения требуется единый подход, который отличается возможностью его использования в ИМ начиная с источников шума и вибрации до самых отдаленных судовых помещений. Поэтому стала актуальной разработка нового метода расчета, позволяющего рассчитывать локальные уровни вибрации при применении ВДП. Такой метод разработан в диссертации и изложен ниже.

Метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием. Основой разработанного метода расчета вибрации высокодемпфированных систем является закон сохранения энергии, который позволяет для случая, когда отвод энергии за счет излучения в окружающую механическую высокодемпфированную систему среду не учитывается, получить зависимость гдеU – плотность энергии вибрации; U = 2U x 2 + 2U у 2 + 2U z оператор Лапласа в декартовой системе координат x y z ; B – коэффициент, определяемый по соотношению – коэффициент потерь энергии механических колебаний; f – частота, Гц; Cи – фазовая скорость изгибной волны, м/с. Для судовой конструкции сложного профиля с ВДП в диссертации предлагается следующая зависимость для определения где Cп – скорость продольной волны, для металлов Cп = 5000 м/с; R – радиус инерции сечения. Если основой системы является набор пластин с ВДП, то в этом случае h – толщина пластины с ВДП, м.

где Наиболее простое и удобное решение уравнения (12) получается для случая одномерного распространения энергии вибрации по плоскому участку системы длиной L.

В этом случае граничные условия имеют вид U 0 – плотность энергии вибрации в начале участка.

где Решая уравнение (12) при граничных условиях (15), получаем распределение плотности энергии вибрации по длине плоского участка системы x – текущая координата.

где Выражение (16) можно использовать и для расчета распределения плотности энергии вибрации по длине плоского участка системы имеющего продольное (в направлении распространения вибрации) оребрение. В этом случае для определения значения нужно использовать в формуле (13) значение определенное по формуле (14) с учетом величины R для участка с продольным оребрением.

Плоский участок высокодемпфированной системы можно рассматривать как формообразующий для более сложной системы, в частности состоящей из препятствий на пути распространения вибрации в виде поперечного оребрения, перегородок и мест соединения с другими плоскими участками.

Плотность вибрационной энергии перед препятствием связана через коэффициент передачи энергии через препятствие с плотностью энергии за препятU за пр На основании разработанного в диссертации метода предложена зависимость для определения значения, которая пригодна для использования как при демпфировании ребер и переборок, так и при отсутствии демпфирования для случаев не только Тобразного соединения несущей пластины с препятствием где – число ребер или переборок образующих препятствие, для Т-образного соj -го ребра или переборки; м;

переборке, м/с; коэффициент ребра или переборки, определяемый по формуле (13);

На основе предложенных выше соотношений в диссертации получена зависимость для определения локальной величины ослабления DL x в децибелах энергии колебаний пластины после установки ВДП, которая при одномерном распространении вибрации по оси x примет вид где – коэффициент, учитывающий увеличение массы пластины на единицу плоM = М д / М св ( М д – масса пластины на единицу щади после демпфирования, площади после демпфирования, М св – масса пластины на единицу площади до демпфирования); U св (x ), U д ( x ) – плотность вибрационной энергии на пластине в точке с координатой x при отсутствии демпфирования и при демпфировании, соответственно.

Оценить полное значение величины ослабления при использовании демпфирования пластины длиной L можно по выражению Формулы (17) и (18) можно использовать и при наличии на пластине продольного оребрения, т.е. когда направление распространения вибрации и ребер совпадают. В этом случае в формулу (13) ставятся соответствующие значения и учитывающие влияние оребрения.

Если препятствием для распространения вибрации является поперечное ребро жесткости или переборка, то их вклад оценивается по формуле В диссертации выдвигается гипотеза о том, что до частоты f = 500 Гц воздействие поперечного оребрения на уровни вибрации учитывается только как влияние дополнительной массы на днище. Поэтому полное значение ослабления вибрации среднего участка днища при различной толщине демпфирующего слоя можно определить по формуле (18), а локальное – по (17).

На более высоких частотах необходимо учитывать влияние на уровни вибрации ребер, переборок и расположенных между ними демпфированных пластин днища. В результате ослабление вибрации определяется следующим образом DL(LПЛ ) – полное ослабление вибрации демпфированной пластины между согде седними ребрами и переборками длиной LПЛ, определяемая по формуле (18); n – число демпфированных пластин на участке; DLP – ослабление вибрации одним поперечным ребром, определяемая по формуле (19); m – число поперечных ребер на участке; DLПЕР – ослабление вибрации переборкой, определяемая по формуле (19);

p – число переборок.

Таким образом, в диссертации предлагается универсальный метод расчета динамически связанных конструкций с высоким демпфированием, образованных как плоскими, так и оребренными перекрытиями.

При выводе приведенных выше соотношений было принято несколько гипотез, правильность принятия которых потребовало экспериментальных подтверждений. Ниже приведены результаты уникальные экспериментальные исследования динамически связанных конструкРис. 5. Крупномасштабный стенд-макет:

1 – днище стенд макета; 2 – настил;

набор настила и переборок;

6 – поперечный набор днища и бортов;

7 – демпфированные части стенд-макета;

8 – генератор механических колебаний (ГМК); О, Н, Р – линии размещения точек потерь энергии колебаний крупномасизмерения вибрации на днище, на настиштабного стенд-макета (рис. 5), на котоле и на переборке, соответственно перекрытий, как в недемпфированном состоянии, так и при последовательном демпфировании перекрытий. Стенд-макет установлен в большой акустической камере экспериментального центра акустической лаборатории ЦНИИ ТС. Измерения и первичную обработку результатов выполнили инженеры Г.Н. Захарьян, А.А. Карамышев и В.М. Малышев под руководством Б.Д. Виноградова. Автор принимал личное участие в разработке программы испытаний, планировании мест измерений на макете, анализе полученных результатов, формулировании выводов и предложений.

Рис. 6. Модель корпуса стального судна:

крытии днища стенд-макета на частоте 63 Гц у покрытия к опорным частям и ближней к ГМК переборки: а, в, с – толщина по- креплениям ставит вопрос о крытия АДЕМ 6, 12 и 24 мм, соответственно; 1 – возможных особенностях расчет с использованием формулы (16); 2 – расчет процессов поглощения энергии на установочных перепо ЭМР; 3, 4 и 5 – измерения по линиям О l, О r и О m (см.рис.5), соответственно; 6 – граница пере- выполнения отдельного исследования для определения крытий; измерения в основных точках предлагаемом в диссертации расчетном методе. Для этого были использованы данные измерений М.А. Минасяном вибрации на теплоходе «Федор Бредихин», где было использовано демпфирование подмоторной рамы дизель-генератора ДГ5АL25/ покрытием из мастики АДЕМ-НШ-2 в соответствии с требованиями РС до нанесения ВДП и после его нанесения.

Формирующие конструкцию стенд-макета (см.рис. 5) пластины имели продольное или поперечное оребрение. Формула (16) позволяет определить уровни вибрации и при ориентации ребер вдоль направления распространения вибрации. В этом случае в качестве толщины конструкции используется величина, складывающаяся из суммы толщины пластины с ВДП и высоты ребра. Однако в реальных судовых конструкциях наиболее часто встречается ситуация, когда их несущие поверхности образованы пластинами, имеющими одновременно продольный и поперечный набор ребер, причем чаще – разной геометрии. Такая конструкция используется на натурной модели корпуса стального судна и данные об экспериментальном акустическом эффекте применения ВДП в помещениях натурной модели корпуса стального судна (рис. 6) полученном специалистами ЦНИИ ТС.

Результаты проведенных в диссертации сравнений, часть из них приведена на рис. 7-10, показали хорошее совпадение расчетов с данными экспериментов. Погрешность расчетов составила в среднем ±1,5дБ с доверительной вероятностью 0,98. Это позволило описанный выше метод расчета внедрить с личным участием автора в программу расчета воздушного шума в помещениях судов и кораблей «Нойз Эксперт М», для определения локального эффекта демпфирования вибрации. Указанная программа была разработана по заказу ЦМКБ «Алмаз» и Северного ПКБ. Для задействования разработанного в диссертации метода предусмотрено специальное диалоговое окно для ввода необходимых для расчета исходных данных.

Сравнение результатов расчета по указанной программе с использованием предложенного в диссертации и действующего метода для помещений модели корпуса (см. рис. 6) показывает, что учет неравномерности распределения уровней вибрации на демпфированных перекрытиях дает уточнение уровней шума в ВП и СЛП до 5 дБ (рис. 11).

Рис. 9. Эффект от применения покрытия АДЕМ на подмоторной раме в районе размещения дизеля (а) и генератора (б): 1 – расчет по формуле (18); 2 – обобщение по Рис. 10. Уровни вибрации на настиле ВП и СП модели: а) на частоте f = 250 Гц; б) f = 8000 Гц. 1, 2, 4, 6 – расчет по формулам (16) и (20) без демпфирования и для первого, второго и третьего варианта размещения покрытия, соответственно; 3, 5, 7 – измерения вибрации в первом, втором и третьем варианте, соответственно (данные Б.Д. Виноградова); 8 – переборки между помещениями модели Рис. 11. Уровни шума в помещениях модели (см. рис. 6): а) вспомогательное помещение; б) служебное помещение. 1 – без демпфирования; 2 – демпфированы все помещения, кроме МО, расчет по ЭМР; 3 – демпфированы все помещения, кроме МО, расчет по разработанному в диссертации методу В главе также приведен пример выполнения прогноза риска превышения нормативных значений уровней вибрации и шума в СЛП модели судна (см. рис. 6).

Предложенный в диссертации метод прогнозирования акустической обстановки в СП дает возможность количественной оценки риска невыполнения нормативных значений по уровням шума и вибрации при проигрывании различных вариантов комплектации состава ЭУ, что позволяет лицам, принимающим окончательное решение, предпринимать мотивированные действия.

Отмечено, что в качестве источников шума и вибрации могут быть рассмотрены и другие типы ГД, например ГТД при использовании их в СЭУ. Метод расчета останется прежним, изменятся только ВАХ источников, возможно, законы распределения случайных величин этих характеристик и параметры распределения. Особенно существенный эффект можно получить при учете случайного характера ВАХ одновременно нескольких источников.

В главе также рассмотрено возможное направление развития предлагаемого метода расчета звуковых вибраций высокодемпфированных сложных динамических структур за счет учета энергии звукоизлучения. Таким образом, появляется возможность на основании фундаментальных положений акустики и термодинамики, заложенных в новый метод, подойти к решению задач расчета взаимосвязанных процессов звукоизлучения, звукопоглощения и распространения звуковой вибрации с единых позиций, что должно принести несомненных методологический и практический успех.

Предлагаемый в диссертации метод расчета содержит принципиальную возможность его использования для выполнения анализа вариантов размещения ВПД, оценки получаемого эффекта, в том числе и на конструкциях непосредственно судовых ГД.

Отмечено, что принципиально возможно на базе исследованного метода прогнозировать эффект от применения ВДП на несущем остове судового энергетического оборудования, например, дизеля.

Между тем в число проблем входит и тепловое состояние, определяющее тепловую напряженность, деталей ГД. Поэтому в диссертации выполнено специальное исследование обеспечения надежности и безопасности по тепловому состоянию деталей элементов СЭУ. Тепловая напряженность является проблемой практически для любых тепловых двигателей. Однако определяющей надежность и безопасность она является в большей степени для ГТД. Повышение начальной температуры газа является главнейшим фактором, за счет которого в последнее время улучшались такие характеристики газотурбинных установок (ГТУ), как экономичность, удельный расход рабочего тела, масса, габариты, коэффициент отдачи полезной мощности и др.

В четвертой главе рассматривается применение прогноза и оценки риска превышения допустимых уровней температур и их градиентов при проектировании деталей элементов СЭУ.

В диссертации предложен следующий универсальный метод выбора варианта конструкции деталей элементов СЭУ на основе прогноза и оценки риска превышения, вследствие влияния случайных факторов, предельных значений температур и/или их градиентов.



Pages:   || 2 |
 


Похожие работы:

«Блащук Михаил Юрьевич ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСМИССИИ ГЕОХОДА С ГИДРОПРИВОДОМ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово – 2012 2 Работа выполнена в Юргинском технологическом институте (филиале) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет Научный руководитель :...»

«Воронков Александр Викторович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЕРИФЕРИЕЙ КРУГА ПУТЕМ ПОПЕРЕЧНОЙ ОСЦИЛЛЯЦИИ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ЗАГОТОВКИ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Орел – 2012 2 Работа выполнена в Технологическом институте им. Н.Н. Поликарпова ФГБОУ ВПО Госуниверситет – УНПК. Научный руководитель кандидат технических наук, доцент, Василенко Юрий Валерьевич Официальные...»

«Бобрышев Артур Дмитриевич ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ МОДЕРНИЗАЦИИ ОРГАНИЗАЦИОННОГО МЕХАНИЗМА В ЦЕЛЯХ СОЗДАНИЯ УСТОЙЧИВОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ КОМПАНИИ Специальность 05.02.22 – Организация производства в промышленности (экономические наук и) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора экономических наук Москва – 2011 Работа выполнена на кафедре организации управления, собственности и предпринимательства Государственного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«Малкин Илья Владимирович Разработка технических средств снижения шумовых излучений системы газообмена двигателя легкового автомобиля 05.04.02 - Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2014 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет на кафедре Управление промышленной и экологической безопасностью. Научный...»

«БОЧКОВ Владимир Сергеевич ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ НАКЛЕПОМ ФУТЕРОВОК ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет Горный Научный руководитель – доктор...»

«ФЕДОРЕНКО Роман Викторович МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОПИЛОТА ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ РОБОТИЗИРОВАННОГО ДИРИЖАБЛЯ Специальность 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Таганрог – 2011 Работа выполнена в Технологическом институте Южного Федерального университета в г. Таганроге. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Пшихопов Вячеслав Хасанович Официальные...»

«Брезгин Виталий Иванович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Екатеринбург 2011 Работа выполнена на кафедре Турбины и двигатели ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Научный консультант доктор...»

«ЮША Владимир Леонидович СОЗДАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТУПЕНЕЙ КОМПРЕССОРОВ ОБЪЁМНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ УСТАНОВОК 05.04.06 – Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук Москва-2008 1 Работа выполнена в Омском государственном техническом университете Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор, Прилуцкий Игорь Кирович доктор технических наук, профессор, Хрусталёв...»

«Скляров Андрей Анатольевич ПРИКЛАДНЫЕ МЕТОДЫ СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ИЕРАРХИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМИ МОБИЛЬНЫМИ РОБОТАМИ Специальность 05.02.05 Роботы, мехатроника и робототехнические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Таганрог 2013 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В настоящее время, в связи с нарастающей автоматизацией сфер жизнедеятельности человека, робототехнические системы (РТС) нашли свое...»

«Солдатова Кристина Валерьевна МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ И СОЗДАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ БАЗЫ ДАННЫХ МОДЕЛЬНЫХ СТУПЕНЕЙ Специальность: 05.04.06 – вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена на кафедре Компрессорная, вакуумная и холодильная техника Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего...»

«Червов Владимир Васильевич ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СОЗДАНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МОЛОТОВ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ МОЩНОСТИ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ БЕСТРАНШЕЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОКЛАДКИ КОММУНИКАЦИЙ Специальность 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемнотранспортные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук НОВОСИБИРСК – 2009 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте горного дела Сибирского Отделения РАН Научный консультант – доктор...»

«МАТРОХИН АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ ПРЯДИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ ОПЕРАТИВНОГО МОНИТОРИНГА Специальности: 05.19.02 – Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья; 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Иваново 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном...»

«НОСОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСНЫХ, ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН С ДЕФОРМИРУЕМЫМ ОПОРНЫМ ОСНОВАНИЕМ (НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ) Специальности 05.05.03 – Колесные и гусеничные машины 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург - 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Липецкий государственный...»

«АСТАХОВА Татьяна Валентиновна ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАМ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ 05.05.06 – Горные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово – 2007 Работа выполнена в Институте цветных металлов и золота ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет и Отделе машиноведения Института вычислительного моделирования СО РАН Научный руководитель : кандидат технических...»

«Зезюлин Владимир Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ НАКОНЕЧНИКОВ ЗУБЬЕВ РЫХЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ Специальность 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск 2010 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурностроительный университет (ТюмГАСУ, г. Тюмень) и ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ,...»

«Князьков Максим Михайлович ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМЫХ ДВИЖЕНИЙ МИНИАТЮРНЫХ МНОГОЗВЕННЫХ РОБОТОВ ДЛЯ ДЕЙСТВИЙ В ОГРАНИЧЕННЫХ ПРОСТРАНСТВАХ Специальность 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2007 г. Работа выполнена в Институте проблем механики Российской академии наук. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Градецкий В.Г. Официальные оппоненты : доктор...»

«Панов Владимир Анатольевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ В ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХ ОРГАНИЗАЦИЯХ. Специальность 05.07.05 Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете) МАИ Научный руководитель : д. т. н., профессор...»

«Башаров Рашит Рамилович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНЦЕВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ С УЧЁТОМ УПРУГИХ ОТЖАТИЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЯ СТАНКА 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Оренбург 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный...»

«Нафиз Камал Насереддин ОРГАНИЗАЦИЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСПЕКТИВНОГО КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ (на примере Палестины) Специальность: 05.02.22 – Организация производства (строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете (ГОУ ВПО МГСУ). Научный...»

«САВИНКИН ВИТАЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск - 2009 Работа выполнена в Северо-Казахстанском государственном университете им. М.Козыбаева Научный руководитель : кандидат технических наук, профессор Томашец Анатолий Константинович Официальные...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.