<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">zldm</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Заводская лаборатория. Диагностика материалов</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Industrial laboratory. Diagnostics of materials</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1028-6861</issn><issn pub-type="epub">2588-0187</issn><publisher><publisher-name>ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26896/1028-6861-2018-84-1-I-50-55</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">zldm-616</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕХАНИКА МАТЕРИАЛА: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATERIALS MECHANICS: STRENGTH, DURABILITY, SAFETY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>СТАТИСТИЧЕСКИЙ И ВЕРОЯТНОСТНЫЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЛЯ РАЗНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБОРОК</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>THE STATISTICAL AND PROBABILISTIC ANALYSIS OF THE MECHANICAL PROPERTIES FOR DIFFERENT TECHNOLOGICAL SAMPLES</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Махутов</surname><given-names>Н. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Makhutov</surname><given-names>N. A.</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зацаринный</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zatsarinnyy</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">v.zatsar@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>18</day><month>01</month><year>2018</year></pub-date><volume>84</volume><issue>1(I)</issue><fpage>50</fpage><lpage>55</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Махутов Н.А., Зацаринный В.В., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Махутов Н.А., Зацаринный В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Makhutov N.A., Zatsarinnyy V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.zldm.ru/jour/article/view/616">https://www.zldm.ru/jour/article/view/616</self-uri><abstract><p>В статье представлено расчетно-экспериментальное моделирование вариаций технологий  для стали 15Х2НМФА при комнатной температуре в целях определения возможных  изменений предела прочности при наличии ограниченного числа плавок. Известно, что  выборочные испытания одной плавки стали не в состоянии достаточно полно охарактеризовать рассеяние прочности в области малых и больших вероятностей.  Увеличение общего числа образцов и количества плавок позволяет повысить точность определения исследуемых характеристик материла в области больших и малых вероятностей (1 – 5 %), а также оценить особенности межплавочного рассеяния. По  разработанной методике поэтапного «смешивания» технологических выборок (от одной до  семи выборок и от 29 до 116 значений переменных) определяли и оценивали значения  параметров функций распределения и функций плотности вероятностей. Исследования показали, что при расширении диапазона функций распределения до вероятностей 1 – 99 % с увеличением числа образцов и количества плавок нормальные функции распределения  механических свойств обычно остаются подобными как для одной плавки, так и для суммы нескольких плавок (межплавочный разброс). Анализ данных показал, что наблюдается  тенденция к возрастанию коэффициента вариации по сумме нескольких плавок в 3 – 3,5  раза. При этом закон распределения становится близким к двухпороговому. В определенных случаях сочетания плавок с плавкой ниже бракованного уровня свойств возможно  возникновение так называемых «тяжелых хвостов» на кривых распределений при низких  вероятностях, т. е. возникает выброс данных в область минимальных значений за границы  доверительных интервалов 95 %. Появление «тяжелых хвостов» существенно затрудняет  использование минимальных гарантированных свойств (без проведения соответствующих испытаний) и ведет к неконсерватизму в расчетах прочности и ресурса. Вопросы данных  исследований становятся наиболее актуальными в анализе безопасности и рисков.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A computational and experimental modeling of the scatter in technologies is presented for steel 15Kh2NMFA at room temperature  to reveal possible variations in the ultimate strength at a limited number of melts. The developed method of step-by-step  “mixing” of technological samples (up to seven samples) is used to  determine and assess the values of the parameters of the  distribution functions and probability density functions. An increase  in the total number of samples and melts makes it possible to  improve the accuracy of the determination of the material  characteristics in the region of large and small probabilities (1 – 5%) and estimate the features of intra-melt scattering. The results showed that with the extension of the range of distribution functions  to probabilities of 1 – 99% with increasing number of samples and  the number of melts, the normal distribution functions of the mechanical properties usually remain similar and close to the two- threshold distribution both for single melt and for the sum of several  melts (a trend to 3 – 3.5 -fold increase of intra-melt scattering is  observed). “Heavy tails” can appear on the distribution curves at low  probabilities (below the defective level). Presence of “heavy  tails” interferes with direct use of the minimum guaranteed roperties without relevant tests and leads to violation in strength and resource calculations. The considered problems also touch on the analysis of safety and risks.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>моделирование технологий</kwd><kwd>вероятностный анализ механических свойств</kwd><kwd>оценка межплавочного рассеяния</kwd><kwd>статистики распределений</kwd><kwd>«тяжелые хвосты» распределений</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>modeling of technologies</kwd><kwd>probabilistic analysis of the mechanical properties</kwd><kwd>estimation of inter-melting scattering</kwd><kwd>distribution statistics</kwd><kwd>“heavy tails” of distributions</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М. Несущая способность и расчеты деталей на прочность. — М.: Машиностроение, 1975. — 488 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Serensen S. V., Kogaev V. P., Shneiderovich R. M. Structural integrity and  calculations of details for strength. — Moscow: Mashinostroenie, 1975. — 488 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А., Зацаринный В. В., Романов А. Н. и др. Статистические закономерности малоциклового разрушения. — М.: Наука, 1989. — 252 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makhutov N. A., Zatsarinnyi V. V., Romanov A. N., et al. Statistical regularities  of low-cycle failure. — Moscow: Nauka, 1989. — 252 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А., Фролов К. В., Драгунов Ю. Г. и др. Анализ риска и повышение безопасности водо-водяных энергетических реакторов. — М.: Наука, 2009. — 499 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makhutov N. A., Frolov K. V., Dragunov Yu. G., et al. Risk analysis and increase  of safety of VVER. — Moscow: Nauka, 2009. — 499 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лепихин А. М., Махутов Н. А., Москвичев В. В., Черняев А. П. Вероятностный риск — анализ конструкций технических систем. — Новосибирск: Наука, 2003. — 174 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lepikhin A. M., Makhutov N. A., Moskvichev V. V., Chernyaev A. P. Probabilistic  risk analysis of technical systems structures. — Novosibirsk: Nauka, 2003. — 174 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гриб В. В., Петрова И. М., Романов А. Н. Оценка вероятности отказа механических систем путем моделирования технического состояния / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2016. № 5. С. 55 – 60.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grib V. V., Petrova I. M., Romanov A. N. Estimation of the probability of  mechanical systems breakdown by technical state modeling / Probl. Mashinostr.  Nadezhn. Mashin. 2016. N 5. P. 55 – 60 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петрова И. М., Гадолина И. В. Оценка рассеяния сопротивления усталости по результатам испытаний ограниченного числа образцов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 11. С. 50 – 52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrova I. M., Gadolina I. V. Evaluation of fatigue resistentce scatter from the  results of testing a limited number of samples / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2009.  Vol. 75. N 11. P. 50 – 52 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ножницкий Ю. А., Качанов Е. Б., Голубовский Е. Р., Куевда В. К. Требования к порядку и процедурам оценки расчетных значений характеристик конструкционной прочности металлических материалов основных и особо ответственных деталей при сертификации авиационных газотурбинных двигателей / Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2015. Т. 14. № 3. Ч. 1. С. 37 – 48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nozhnitskii Yu. A., Kachanov E. B., Golubovskii E. R., Kuevda V. K. Requirements  for the order and the procedure of estimating structural strength characteristics of  metal alloys for main and critical parts of aviation gas turbine engines / Vestn.  Samar. Gos. Aйrokosm. Univ. 2015. Vol. 14. N 3. Part 1. P. 37 – 48 [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степнов М. Н., Зинин А. В. Прогнозирование характеристик материалов и элементов конструкций. — М.: Инновационное машиностроение, 2016. — 391 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepnov M. N., Zinin A. V. Prediction of the characteristics of materials and  structural elements. — Moscow: Innovatsionnoe mashinostroenie, 2016. — 391 p. [in  Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Махутов Н. А. Прочность и безопасность: фундаментальные и прикладные исследования. — Новосибирск: Наука, 2008. — 528 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makhutov N. A. Strength and safety: fundamental and applied research. —  Novosibirsk: Nauka, 2008. — 528 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Анализ риска и проблем безопасности. В 4-х ч. Ч. 1. Основы анализа и регулирования безопасности / Научн. руковод. К. В. Фролов. — М.: МГФ «Знание», 2006. — 640 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">The safety of Russia. Legal, socio-economic and scientific-technical aspects.  Risk and safety analysis. In 4 parts. Part 1. Fundamentals of analysis and safety  regulation / K. V. Frolov (ed.). — Moscow: MGF «Znanie», 2006. — 640 p. [in Russian].</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
