Цель: Построить факторную модель влияния вибродинамической нагрузки на надежность трубопроводов по результатам лабораторных испытаний, проведенных с учетом амплитудно-частотных характеристик колебательного процесса действующего трубопровода, полученных при проведении натурных испытаний на железнодорожной станции. На основании факторной модели определить наиболее значимые факторы, влияющие на надежность трубопроводов в условиях действия вибродинамической нагрузки и предложить способы повышения их безотказности. Методы: Для проведения лабораторных испытаний трубопровода на надежность при воздействии на него напряжений знакопостоянного цикла применялся план дробного факторного эксперимента типа 25-2. Эксперименты проводились на испытательном стенде с пульсирующим цилиндром типа ПЦ с максимальной нагрузкой 200 кН. Напряжения на испытываемый трубопровод подавались с пультов управления статической (от грунта) и динамической (от подвижного состава) нагрузками. Форма импульса — синусоидальная, наиболее близкая к натурной, частота цикла — 300 ц/мин. Коэффициенты уравнения регрессии вычислялись на ЭВМ по программе множественной линейной корреляции. Оценка значимости коэффициентов регрессии проводилась с помощью критерия Стьюдента. Для проверки адекватности модели экспериментальным данным применялся критерий Фишера. Адекватность уравнения регрессии физике явления проверялась при помощи критерия Стьюдента. Результаты: Проведенные испытания трубопровода с применением дробного факторного эксперимента типа 25-2 позволили построить факторную модель исследуемого процесса в виде полинома первой степени. Установлено, что основными факторами, влияющими на надежность трубопровода в условиях действия вибродинамической нагрузки, являются поездная нагрузка, амплитуда колебаний трубопровода и глубина его заложения. Частота колебаний трубопровода не оказывает существенного влияния на надежность трубопровода. Однако из уравнения регрессии следует, что частота колебаний трубопровода зависит от его диаметра. Практическая значимость: Получено уравнение линейной регрессии, преобразованное путем перехода от кодированных значений факторов к натуральным значениям, которое можно использовать в практических целях для определения интенсивности отказов и продолжительности эксплуатации железнодорожных трубопроводов между отказами.
Факторная модель влияния, планирование эксперимента, матрица факторов, амплитудно-частотные характеристики колебательного процесса трубопровода, полный факторный эксперимент, дробный факторный эксперимент
1. Постнова Е. В. Модель вибродинамических воздействий подвижного состава на железнодорожные трубопроводы / Е. В. Постнова, Е. В. Рунев // III Бетанкуровский международный инженерный форум: сборник трудов. - 2021. - С. 105-108.
2. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний / Р. Мэнли. - М.: Машиностроение, 1982. - 367 с.
3. Postnova E. Mathematical model for assessing the reliability of water supply networks / E. Postnova, E. Runev // Lecture Notes in Networks and Systems. - 2022. - Vol. 402. - Pp. 343-351.
4. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 254 с.
5. Белов И. В. Математические методы в планировании на железнодорожном транспорте / И. В. Белов, А. Б. Каплан. - М.: Транспорт, 1972. - 248 с.
6. Яковлева Т. Г. Моделирование прочности и устойчивости земляного полотна / Т. Г. Яковлева, Д. И. Иванов. - М.: Транспорт, 1980. - 255 с.
7. Прокудин И. В. Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку: автореф. дисc. … д-ра техн. наук. МИИЖТ / И. В. Прокудин. - М., 1983. - 41 с.
8. Фришман М. А. Земляное полотно железных дорог / М. А. Фришман, И. Н. Хохлов, В. П. Титов. - М.: Транспорт, 1972. - 287 с.
9. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам / Под общ. ред. А. И. Тищенко. - М.: Транспорт, 1976. - Т. 1. - 429 с.
10. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. - М.: Мир, 1980. - 610 с.
11. Вентцель Е. С. Исследование операций / Е. С. Вентцель. - М.: Высшая школа, 2001. - 207 с.
12. Яснопольский С. А. Построение эмпирических формул и подбор их параметров методом наименьших квадратов и методом средних / С. А. Яснопольский. - М.: Изд-во МИСиС, 1972. - 23 с.
13. Шор Я. Б., Таблицы для анализа и контроля надежности / Я. Б. Шор, Ф. И. Кузьмин. - М.: Советское радио, 1968. - 284 с.
14. Петров А. Ю. Технология работы пассажирской станции: учебное пособие / А. Ю. Петров, П. К. Рыбин, И. Н. Шутов. - СПб.: ПГУПС, 2008. - 41.
15. Дубинский В. А. Технологический процесс работы пассажирской технической станции / В.А. Дубинский и др. - СПб.: ПГУПС, 1997. - Ч. 1 - 26 с., Ч. 2 - 40 с.
16. Нормативы для составления графика движения поездов ОАО «Российские железные дороги». - М.: Техноинформ, 2006.
17. Ильин Ю. А. Надежность водопроводных сооружений и оборудования / Ю. А. Ильин. - М.: Стройиздат, 1985. - 240 с.
