Прогнозирование показателей надежности технических систем агропромышленного производства по результатам статистического моделирования
Аннотация
В предлагаемой статье рассмотрена задача прогнозирования показателей надежности водокольцевого вакуумного насоса, который входит в состав агрегата индивидуального доения. Особенностью этого насоса является использование крыльчатки, которая изготовлена из полипропилена. В процессе работы лопасти крыльчатки, которые находятся под влиянием повышенной температуры, деформируются от воздействия внешних нагрузок. Учитывая склонность полипропилена к ползучести, со временем зазор между лопастями крыльчатки и корпусом насоса постепенно уменьшается вплоть до заклинивания. В значительной степени этот процесс определяет величину ресурса насоса.
В предыдущих работах были подробно рассмотрены вопросы определения параметров напряженно-деформированного состояния лопастей водокольцевого вакуумного насоса, а также дана интервальная оценка долговечности крыльчатки. Но, для прогнозирования показателей надежности насоса в целом, необходима разработка математической модели, позволяющей по параметрам конструкции определять ее ожидаемый ресурс.
Для решения поставленной задачи была разработана статистическая модель, основанная на использовании бутсреп-моделирования. В отличие от моделирования псевдослучайных выборочных значений, статистическая бутстреп модель использует реальные значения составляющих ресурса отдельных элементов конструкции, которые были получены по результатам ресурсных испытаний. Из них случайным образом, формируются необходимые для статистического анализа выборки. Такой подход к моделированию выборок, по которым определяется ресурс детали, имеет ряд преимуществ по сравнению с классическими методами формирования псевдослучайных выборок, поскольку не требует определения вида и параметров законов распределения исследуемых параметров, а также позволяет использовать взаимосвязанные (векторные) параметры, которые определяют ресурс отдельного элемента конструкции.
Таким образом, использование статистического бутстреп моделирования позволило получить интервальную оценку гарантированного среднего ресурса полипропиленовой крыльчатки, а также рекомендовать минимальную величину зазора, которая обеспечит ресурс крыльчатки по деформации ползучести не меньше, чем нормативный ресурс доильной установки.
