Концептуальное моделирование основных свойств и состояний механических объектов

Изменение прочности и ресурса механических объектов обусловлено протеканием в них физико-механических и химических деградационных процессов. Существующая формализация этих процессов не всегда обеспечивает достаточную точность при прогнозировании и обосновании методов и средств диагностирования событий повреждения, неисправности и катастрофических отказов. Подобные события обусловлены некоторой неопределенностью воздействующих факторов и свойств объекта. Одним из методов решения проблемы неопределенности является использование всей опытно-экспериментальной информации об изменении соответствующих свойств и состояний объектов. Информацию необходимо выявить и систематизировать для отражения причинно-следственных связей между воздействующими факторами, свойствами объекта и обусловливаемыми ими деградационными процессами и явлениями. Обоснованы дополнительные понятия и классификационные признаки, отражающие основные факторы, свойства и события, сопровождающие этапы изменения состояний объектов. Совокупность воздействующих факторов, свойств материала и конструкции определена как механизм деградации, обусловливающий повреждения, неисправности, отказы и соответствующие им состояния объектов. Перечисленные события представлены признаками, а состояния — параметрами. Построена табличная модель, отражающая их взаимосвязь. Разработана графическая модель, связывающая соответствующие данные с процессом деградации в виде последовательности событий и состояний. Разработанные модели представляют собой информационно-аналитическую основу для планирования дополнительных испытаний и уточнения свойств создаваемых объектов, определения методов и средств прогнозирования и диагностирования катастрофических отказов и их предотвращения. Представлен концептуальный алгоритм использования моделей для прогнозирования деградационных процессов конкретного объекта на основе конструкторско-технологической документации.

1. Москвичев В. В., Махутов Н. А., Шокин Ю. И. и др. Прикладные задачи конструкционной прочности и механики разрушения технических систем. — Новосибирск: Наука, 2021. — 796 с.

2. Махутов Н. А., Резников Д. О. Комплексный анализ прочности и безопасности потенциально опасных объектов с учетом неопределенностей / Надежность. 2020. № 1. С. 47 – 56. DOI: 10.21683/1729-2646-2020-20-1-47-56

3. Махутов Н. А., Гаденин М. М. Исследование обобщенных кривых статического и циклического деформирования, повреждения и разрушения / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 5. С. 46 – 55. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-5-46-55

4. Лепихин А. М., Махутов Н. А., Лещенко В. В. Возможности вероятностного риск-анализа повреждаемых технических объектов с использованием гамма-модели / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2024. Т. 90. № 1. С. 50 – 57. DOI: 10.26896/1028-6861-2024-90-1-50-57

5. Берман А. Ф., Малтугуева Г. С., Юрин А. Ю. Поддержка принятия решений при выборе конструкционных материалов для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 11. С. 73 – 80.

6. Berman A. F., Maltugueva G. S., Yurin A. Y. Application of case-based reasoning and multi-criteria decision-making methods for material selection in petrochemistry / Proc. Inst. Mech. Eng. Part L. J. Mater. Design App. 2018. Vol. 232. No. 3. P. 204 – 212.

7. Лебединский С. Г., Бармина О. В. Анализ живучести литых железнодорожных деталей при эксплуатационном нагружении / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2023. № 5. С. 68 – 75. DOI: 10.31857/S0235711923050115

8. Берман А. Ф., Николайчук О. А. Пространство технических состояний уникальных механических систем / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2007. № 1. С. 14 – 24.

9. Берман А. Ф. Деградация механических систем. — Новосибирск: Наука, 1998. — 320 с.

10. Мороз Л. С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов. — Ленинград: Машиностроение, 1984. — 224 с.

11. Коллакот Р. Диагностика повреждений / Пер. с англ. — М.: Мир, 1989. — 512 с.

12. Ботвина Л. Р. Разрушение: кинетика, механизмы, общие закономерности. — М.: Наука, 2008. — 334 с.

13. Мак-Ивили А. Дж. Анализ аварийных разрушений / Пер. с англ. — М.: Техносфера, 2010. — 416 с.

14. Чернявский А. О., Чернявский О. Ф. Учет допусков при расчетах конструкций на прочность / Проблемы машиностроения и надежности машин. 2023. № 2. С. 62 – 70. DOI: 10.31857/S0235711923020037

15. Хакен Г. Синергетика. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам / Пер. с англ. — Изд. 3-е. — М.: УРСС; ЛЕНАНД, 2014. — 320 с.

16. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Нелинейная динамика и хаос: Основные понятия. — М.: УРСС, 2018. — 240 с.

17. Пойа Д. Математика и правдоподобные рассуждения / Пер. с англ. — М.: Наука, 1975. — 464 с.

18. Берман А. Ф., Мороз В. Г. Хрупкое разрушение труб под влиянием внешних воздействий / Проблемы прочности. 1993. № 2. С. 40 – 45.

19. Дородных Н. О., Николайчук О. А., Юрин А. Ю. Использование онтологических шаблонов содержания при построении баз знаний для технического обслуживания и ремонта авиационной техники / Онтология проектирования. 2022. Т. 12. № 2. С. 158 – 171.