WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

ления качению покрытия Транспортные условия Скорость Средняя техническая Vт Км/ч движения скорость движения Интенсив- Отчетные данные АТП Средний суточный проность экс- L Км бег плуатации ние ность Размер обозначе Буквенное Следующий этап отбора – оценка значимости сезонных изменений факторов. Для этого изменение показателей факторов предложено аппроксимировать гармоническими моделями вида:

g Xi = XC + X Cos(m(kTi - T0k )), k k=где XС – постоянная компонента;

k – номер гармоники;

g – количество гармоник;

Xk – полуамплитуда колебания k-й гармоники;

Ti – время;

m – интервал между Ti и Ti+1 в градусах;

T0k – начальная фаза колебания k-й гармоники.

Затем эти модели линеаризовались путем замены переменных:

g Xi = XС + X zk, где zk = Cos(m (kTi -T0k )).

k k=После этого гармоническую модель можно рассматривать как многофакторную линейную регрессионную. Соответственно появляется возможность использовать для оценки значимости факторов аппарат корреляционно-регрессионного анализа. Таким образом, условие значимости сезонной вариации фактора можно свести к условию значимости первой или второй гармоники. Условие значимости k-ой гармоники:

rX / zk n - 2 tP, 1- (rX / zk )где tP - табличное значение критерия Стьюдента для доверительной вероятности Р и n - 2 степеней свободы.

Подобная методика использовалась и для оценки значимости сезонных изменений потока отказов.

В ряде публикаций утверждается, что климатические факторы коррелированны с температурой воздуха, поэтому их можно не учитывать, если учтена температура. На основе предварительного анализа была выдвинута гипотеза о том, что не все климатические факторы имеют значимую линейную корреляционную связь. В частности, предполагалось, что с температурой не связано количество осадков.

Окончательное решение о значимости сезонных изменений факторов и о существенности корреляционных связей можно принять только на основе результатов эксперимента.

Далее в аналитических исследованиях разрабатываются гипотезы о виде математических моделей влияния сезонных факторов на поток отказов.

На основе анализа результатов ранее выполненных исследований выдвинуто предположение о том, что влияние температуры на параметр потока отказов автомобилей и их элементов описывается квадратичными моделями. Для других же факторов предложены экспоненциальные модели.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям. Цель эксперимента – проверить разработанные в аналитических исследованиях гипотезы о степени влияния сезонных факторов, а также о виде математических моделей и определить численные значения входящих в них параметров.

Эксперименты предусматривали сбор данных:

об изменении климатических факторов в течение года;

об интенсивности эксплуатации;

о фактическом количестве отказов автомобилей по месяцам.

Эксперимент можно характеризовать как пассивный, заключающийся в сборе статистической информации.

На рис. 3 представлены графики изменения в течение года сезонных факторов.

Гармонический анализ изменений факторов по сезонам производился в следующей последовательности:

сначала результаты эксперимента представлялись в графическом виде, и проводилась предварительная оценка степени изменения фактора;

затем данные аппроксимировались гармонической моделью;

далее оценивался вклад гармоник в изменение фактора;

и, наконец, гармоники линеаризовались, что позволяло оценить значимость каждой из них.

Ниже приведены гармонические модели изменения факторов по времени:

t = 2,1+15,5Cos(30(T - 6,9)), °С;

D = 0,42 + 0,06 Cos(30(T -10,1)) + 0,04 Cos(30(2 T -1,0)) ;

h = 34,8 + 29,7 Cos(30(T - 7,6)), мм;

V = 4,3 + 0,33Cos(30(T -1,5)) + 0,36 Cos(30(2 T - 8,7)), м/с;

B = 63,9 +13,9 Cos(30(T -11,7)) + 2,2 Cos(30(2 T - 2,2)), %;

R = 583 + 286 Cos(30(T - 6,2)), Вт/м2;

E = 399 +170 Cos(30(T - 6,2)) + 36 Cos(30(2 T - 6,1)), МДж/м2;

f = 0,039 + 0,008Cos(30(T - 8,1)) + 0,004 Cos(30(2 T -10,2)) ;

Vт = 34,6 + 3,4 Cos(30(T - 2,2)), км/ч;

L = 270 + 27,8Cos(30(T - 2,4)), км.

а) б) г) в) д) е) ж) з) к) и) Рис. 3. Изменение по времени сезонных факторов (экспериментальные точки, аппроксимирующие кривые и гармоники 1…5 порядков):

а – температуры воздуха; б – скорости ветра, в - доли дней с осадками; г – относительной влажности воздуха; д - количества осадков; е - средней месячной интегральной поверхностной плотности потока суммарного солнечного излучения; ж - энергетической экспозиции прямого солнечного излучения; з – коэффициента сопротивления качению; и - среднего суточного пробега автомобилей; к - средней технической скорости движения автомобилей Анализ полученных результатов показал, что:

1 - все рассматриваемые факторы существенно циклически меняются в течение года;

2 – изменение факторов по времени с достаточной точностью описывается гармоническими моделями;

3 – наиболее значима во всех случаях первая гармоника (с периодом год), существенно ниже влияние второй гармоники (с периодом года), влияние остальных гармоник в большинстве случаев статистически не значимо.

Далее проверялась гипотеза о коррелированности климатических факторов. Для этого построена матрица корреляционных полей (рис. 4) и корреляционная таблица.

Оценка значимости коэффициентов парной корреляции по критерию Стъюдента показала, что все факторы, кроме доли дней с осадками, имеют существенную линейную корреляционную связь с температурой воздуха.

Аналогично оценивалось влияние температуры воздуха на эксплуатационные факторы (коэффициент сопротивления качению, среднюю техническую скорость, среднесуточный пробег).

t D h V В R E Рис. 4. Матрица корреляционных полей взаимосвязи климатических факторов Анализ показал, что все перечисленные факторы имеют статистически значимую линейную корреляционную связь c температурой воздуха (рис. 5).

Далее по такой же методике оценивалось изменение потока отказов автомобилей в целом и их элементов в течение года. Доказано, что для всех основных агрегатов и систем автомобиля сезонное изменение потока отказов существенно (рис. 6).

t f Vт L Рис. 5. Матрица корреляционных полей взаимосвязи температуры воздуха и эксплуатационных факторов Модели изменения параметров потока отказов (1/1000 км) автомобиля и его элементов приведены ниже:

дв. = 0,054 + 0,030 Cos(30(T -11,3)) + 0,011 Cos(30(2 T -11,8));

КП = 0,020 + 0,010 Cos(30(T - 9,0)) + 0,015 Cos(30(4 T -11,9));

РК = 0,042 + 0,020 Cos(30(T -11,5)) + 0,021 Cos(30(2 T - 9,7)) + + 0,016 Cos(30(4 T - 8,8));

РУ = 0,041+ 0,015 Cos(30(T - 7,5)) + 0,020 Cos(30(5 T - 6,8)) ;

ВМ = 0,044 + 0,032 Cos(30(T -11,4)) + 0,025 Cos(30(2 T - 9,9)) + + 0,023 Cos(30(4 T - 8,3));

пр. = 0,031+ 0,019 Cos(30(T -10,9)) + 0,017 Cos(30(2 T -10,1));

авт. = 0,234 + 0,108 Cos(30(T -11,4)) + 0,083 Cos(30(2 T -10,1)).

а) б) Рис. 6. Изменение по времени параметра потока отказов элементов автомобилей Урал-4320: а – двигателей; б - рулевых управлений На следующем этапе исследований оценивалась степень влияния сезонных факторов на параметры потока отказов автомобиля и его элементов.

Оценка значимости коэффициентов корреляции по критерию Стъюдента и учет корреляционных связей между факторами позволили выявить перечень факторов, которые необходимо учитывать при моделировании потока отказов: для двигателя такими факторами являются температура воздуха и доля дней с осадками; для коробки передач – только доля дней с осадками; для раздаточной коробки – температура воздуха; для рулевого управления – коэффициент сопротивления качению; для ведущих мостов – температура воздуха; для прочих отказов – влажность воздуха; для автомобиля в целом, так же, как и для двигателя - температура воздуха и доля дней с осадками.

Далее устанавливались закономерности влияния этих факторов на параметр потока отказов и разрабатывались математические модели этих закономерностей.

Выдвинутые в теоретических исследованиях гипотезы подтвердились частично. Предполагалось, что влияние температуры описывается квадратичной моделью. Анализ показал, что для двигателя и автомобиля в целом эта модель адекватна, а для раздаточной коробки и ведущих мостов наилучшую аппроксимацию обеспечивает экспоненциальная модель (рис. 7а и 7б).

Влияние относительной влажности на параметр потока прочих отказов и коэффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений описывается также экспоненциальными моделями.

На параметр потока отказов двигателей и автомобилей в целом, как установлено в данной работе, влияют температура воздуха и доля дней с осадками. Это влияние описывается двухфакторной моделью.

Частный вид моделей для двигателя и автомобиля приведен ниже:

дв. = 0,014 + 0,000015 (t - 7,1)2 + 0,0011 e6,1D, 1/1000 км;

авт. = 0,042 + 0,000032 (t - 5,0)2 + 0,0018 e7,6D, 1/1000 км.

а) Влияние температуры воздуха на параметр потока отказов раздаточных коробок РК = 0,034 e-0,028t, 1/1000 км.

б) Влияние температуры воздуха на параметр потока отказов ведущих мостов ВМ = 0,027 e-0,026t, 1/1000 км.

в) Влияние относительной влажности воздуха на параметр потока прочих отказов пр. = 0,0018 e0,04В, 1/1000 км.

г) Влияние коэффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений РУ = 0,011e31 f, 1/1000 км.

Рис. 7. Влияние сезонных факторов на параметр потока отказов Таким образом, в результате проведенных w, 1/1000 км теоретических и экспериментальных исследований решены первые три задачи исследований.

Четвертая глава посвящена практическому использованию D результатов исследоваt, oC ний.

Полученные результаты можно испольа) зовать при расчете числа постов текущего ремонw, 1/1000 км та, а также для корректирования объема оборотного фонда агрегатов c учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации.

При определении числа постов ТР предложено коэффициент D неравномерности поступления автомобилей t, oC рассматривать как произведение двух коэффиб) циентов:

Рис. 8. Влияние температуры воздуха и доли дней - коэффициент, с осадками на параметр потока отказов двигателей (а) зависящий от числа ави автомобилей (б) КамАЗ-томобилей в парке;

- коэффициент, учитывающий сезонную неравномерность потока отказов.

В соответствии разработанной методикой рассчитывается параметр потока отказов для каждого месяца с учетом изменения условий эксплуатации (табл. 2). Затем рассчитывается пробег за месяц, число отказов. Определяется среднемесячное число отказов, рассчитывается коэффициент неравномерности для каждого месяца. Для дальнейшего использования принима ется максимальное значение.

Таблица Расчет коэффициента сезонной неравномерности поступления автомобилей на посты текущего ремонта i =f(t,D), L=l·T, i=·L, = Месяц t, °C D l, тыс. км/мес.

1/1000 км тыс. км ед. ср Январь -14 0,45 3,89 0,109 3,89 0,422 1,Февраль -12 0,35 3,51 0,077 3,51 0,270 0,Март -4 0,39 4,29 0,079 4,29 0,341 1,Апрель 3 0,29 3,87 0,058 3,87 0,226 0,Май 10 0,35 2,53 0,069 2,53 0,173 0,Июнь 16 0,41 2,6 0,086 2,6 0,225 0,Июль 18 0,49 2,65 0,122 2,65 0,323 1,Август 15 0,4 2,75 0,083 2,75 0,228 0,Сентябрь 9 0,44 3,22 0,094 3,22 0,301 1,Октябрь 1 0,45 3,24 0,098 3,24 0,316 1,Ноябрь -6 0,44 2,57 0,097 2,57 0,249 0,Декабрь -11 0,54 3,13 0,159 3,13 0,498 1,Всего 38,25 3,Среднее 0,094 3,18 0,298 1,Ниже приведена таблица с результатами определения коэффициента сезонной неравномерности для различных климатических регионов и предприятий разной специфики.

Таблица Рекомендуемые значения коэффициента неравномерности поступления автомобилей в зону ТР для различных климатических регионов и специфики работы АТП Коэффициенты неравномерности Специфика работы АТП для климатических регионов Умеренный Холодный Очень холодный АТП общего назначения 1,20 1,25 1,Сельхозперевозки 1,40 1,35 1,Обслуживание объектов 1,80 1,85 1,нефтегазодобывающей промышленности Использование полученных результатов на практике позволяет уменьшить простои автомобилей в ожидании ремонта, что снижает потери прибыли. Затраты на создание и содержание дополнительных постов ТР окупаются за короткий период.

Разработанная методика внедрена в Управлении технологического транспорта и специальной техники №3 ООО «Сургутгазпром». Экономический эффект составляет 120...180 руб. на один автомобиль в год. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе ТюмГНГУ при подготовке инженеров по эксплуатации автомобильного транспорта.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. На основе выполненных исследований решена важная научнопрактическая задача по установлению закономерностей влияния сезонных условий на формирование потока отказов автомобилей и разработке на этой основе методики корректирования расчетного числа постов ТР.

2. Установлены закономерности формирования потока отказов автомобилей. Поток отказов определяется параметром потока, который характеризует интенсивность процесса, и наработкой в единицу времени.

3. Установлен перечень факторов, которые необходимо учитывать при моделировании потока отказов: для двигателя такими факторами являются температура воздуха и доля дней с осадками; для коробки передач – только доля дней с осадками; для раздаточной коробки – температура воздуха; для рулевого управления – коэффициент сопротивления качению; для ведущих мостов – температура воздуха; для прочих отказов – влажность воздуха; для автомобиля в целом, так же, как и для двигателя - температура воздуха и доля дней с осадками.

4. Установлены закономерности и математические модели влияния сезонных факторов на поток отказов автомобилей и их элементов. Для двигателя и автомобиля влияние температуры на параметр потока отказов описывается квадратичной моделью, а для раздаточной коробки и ведущих мостов наилучшую аппроксимацию обеспечивает экспоненциальная модель.

Влияние относительной влажности на параметр потока прочих отказов и коэффициента сопротивления качению на параметр потока отказов рулевых управлений описывается также экспоненциальными моделями. Установлен вид двухфакторных моделей влияния температуры и доли дней с осадками на параметр потока отказов двигателей и автомобилей в целом.

5. Полученные результаты предложено использовать при расчете числа постов текущего ремонта. Для этого предлагается коэффициент неравномерности поступления автомобилей рассматривать как произведение двух коэффициентов: коэффициента, зависящего от числа автомобилей в парке, и коэффициента, учитывающего сезонную неравномерность потока отказов.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»