Расчетной долговечностью

В большинстве практических случаев в регулируемых по скорости машинных агрегатах с ДВС звено управления (индекс е) и звено наблюдения (индекс о) характеризуются в расчетной динамической модели одной и той же сосредоточенной массой. Это справедливо, если центробежный измеритель угловой скорости (таходатчик) имеет жесткий привод от двигателя. В указанных случаях имеем соотношение

Как указывалось выше, в общем случае звено управления и звено наблюдения могут представляться разными звеньями расчетной динамической модели силовой цепи. В машинных агрегатах с ДВС чаще всего такое несовпадение обусловлено упругим приводом центробежного измерителя. При этом собственный спектр динамической модели объекта регулирования характеризуется наличием некоторой г-ж собственной формы со следующими особенностями:

ks, Dt — частота и добротность s-й собственной формы расчетной динамической модели, причем &i = 0, /?4 = l/§

Рациональные решения многообразных задач динамики машинных агрегатов базируются на использовании собственных спектров линеаризованных динамических моделей исследуемых систем. Под собственным спектром динамической модели понимается совокупность ее собственных значений (корней характеристического полинома) и соответствующих им ортогональных собственных форм. Сложность и трудоемкость решения полной проблемы собственных спектров определяется размерностью (числом учитываемых степеней свободы) и классом (цепная или с направленными связями) расчетной динамической модели 128, 34]. Кроме того, при автоматизированных расчетах, выполняемых на современных цифровых ЭВМ, от размерности модели существенно зависит точность реализуемых вычислительных процедур. Это приводит к необходимости при расчетах на ЭВМ многомерных моделей использовать вычисления с удвоенной точностью, что обусловливает дополнительные затраты оперативной памяти и снижение эффективности вычислительных процедур. Следует отметить, что при динамических расчетах, выполняемых при помощи новейших средств вычислительной техники, последние обстоятельства не являются определяющими.

Аналогично изложенному можно представить в виде совокупности задач линейного программирования задачу параметрической оптимизации динамической модели с направленными связями по критерию эффективности (15.18). Ограниченное т-мерное пространство варьируемых параметров районируется в соответствии с выражениями (16.30). В каждой локальной области варьирования действительные части а, собственных значений расчетной динамической модели, принимая во внимание зависимости (16.32), представим в виде, аналогичном (17.7):

Определение расчетной динамической работы (ЛЙ)и • под"

Знак абсолютной величины у избыточной расчетной динамической работы в выражении (86) поставлен потому, что избыточная работа на участке be' будет не положительной, а отрицательной.

При исследовании сложных систем, помимо описанных выше методов, связанных с расчленением системы, необходимо также использовать другой возможный способ упрощения расчета, связанный с уменьшением числа степеней свободы расчетной динамической модели.

Выбор расчетной динамической модели зубчатой передачи не может быть сделан однозначно, он в значительной мере зависит от целей выполняемого динамического расчета. Поэтому следует стремиться к получению такой динамической модели, с помощью которой можно получить ответ на поставленный вопрос с необходимой точностью.

При составлении расчетной динамической схемы двигателя моделирование инерционных характеристик ее элементов не вызывает затруднений, так как частоты высших форм собственных колебаний подсистем, входящих в расчетную схему, обычно располагаются значительно выше расчетного диапазона частот всей системы. Многодисковый ротор может быть заменен эквивалентной системой со значительно меньшим числом дисков путем их объединения. Валы и корпуса представляются в виде систем с распределенной массой или в виде цепных дискретных систем. Иногда валы считаются безынерционными, упругими.

j Си (cot) -J- Сн (со() = mm, или (при отсутствии демпфирования) Си (со ) + Си(и ) = " На рис 1 приведены графики расчетной динамической жесткости с обратным знаком (— С" (со)) для двухопориого ротора турбины, входящей в состав турбокомпрессорнои установки С" (со) —измеренная жесткость опор По оси абсцисс отложено частотное отношение m/cooi, где й)01 — 1 я критическая частота ротора иа жестких опорах Масштаб по оси орди нат — линейный в пределах ± 0,4 Ю8 Н/м и логарифмический в остальной области Абсциссы асимптот Дог = 1, Ког = и>аг/ч><и соответствуют двум критическим частотам на жестких опорах. Rj, R^ R3 — искомым реальным критическим частотам со; = R со j, (1=1, 2, 3)

10. Кузнецов О. А., Смыслов В. И. Опыт корректирования расчетной динамической схемы по результатам резонансных испытаний. — Ученые записки ЦАГИ, 1979, т. 10, № 6, с. 99 — 112.

Высокую долговечность целесообразно придавать машинам интенсивного использования. Так, при трехсменной работе период службы машины с расчетной долговечностью 10 лет сокращается до 18 лет, а при круглогодовой непрерывной работе до 10,5 лет, что укладывается (во всяком случае для многих категорий машин) в лимиты технической долговечности.

Сложность условий работы приводит к тому, что длительность службы подшипников в партии одного типоразмера до появления признаков усталости может отличаться более чем в 30 раз. Поэтому номинальной, или расчетной долговечностью называется срок службы подшипников, в течение которого не менее 90% идентичных подшипников из данной группы должны проработать без появления признаков усталости металла. Долговечность выражается в миллионах оборотов L, или в часах Lh.

Анализ результатов обработки экспериментальных данных показал, что для всех обследованных материалов имеет место вполне удовлетворительное совпадение времени до разрушения при разных температурах, напряжениях и видах напряженного состояния (включая одноосное растяжение), зафиксированного в опытах, с соответствующей расчетной долговечностью.

Режимы работы шарико- и роликоподшипников характеризуются следующей расчетной долговечностью:

* Под расчетной долговечностью подшипников качения понимают время в рабочих часах, в течение которого не менее 90% испытываемых подшипников данной группы при одинаковых условиях должны работать без появления признаков усталости металла. К характерным признакам усталости относится выкрашивание металла на рабочих поверхностях деталей (раковины или отслаивание металла). ** Посадки подшипников выбираются по согласованию с заводами, изготовляющими подшипники.

Прочность соединения кольца с валом или корпусом (натяги в посадке) должна быть тем больше, чем тяжелее режим работы подшипника, характеризуемый расчетной долговечностью, и чем больше его размеры. Для роликовых подшипников назначают более прочные посадки, чем для шариковых.

Продление ресурса первых промышленных атомных реакторов, срок эксплуатации которых приближается к предельному проектному, является важнейшей задачей. Учитывая практическое отсутствие опыта длительной эксплуатации реакторов за предельной расчетной долговечностью, в качестве основных следует считать не только задачи разработки новых методов расчета прочности и ресурса вновь проектируемых реакторов, но и задачи надлежащего определения израсходованного и остаточного ресурса эксплуатируемых реакторов. Решение последних задач должно основываться на анализе реальной эксплуатационной нагруженное™ несущих элементов реакторов и контроле их состояния на различных стадиях эксплуатации. Развитие методов и средств определения основных параметров эксплуатационной нагруженности и накопленных повреждений для работающих атомных реакторов должно способствовать проектированию и созданию систем контроля указанных параметров, входящих в состав общих систем по обеспечению работоспособности и безопасности атомных энергетических установок.

** Под расчетной долговечностью подшипников качения понимается время в рабочих часах, в течение которого не менее 90% испытываемых подшипников данной группы при одинаковых условиях должны работать без появления признаков усталости металла. К характерным признакам усталости относится выкрашивание металла на рабочих поверхностях деталей в виде раковин или отслаивания металла.

Высокую долговечность целесообразно придавать машинам интенсивного использования. Так, при трехсменной работе период службы машины с расчетной долговечностью 10 ле? сокращается до 18 лет, а при круглогодовой непрерывной работе до 10,5 лет, что укладывается (во всяком случае для многих категорий машин) в лимиты технической долговечности.

Режимы работы, указанные в этих таблицах, характеризуются следующей расчетной долговечностью:

Связь между расчетной долговечностью А час., п об/мин, приведенной нагрузкой Q кГ и коэффициентом работоспособности С определяется эмпирической зависимостью