Эксплуатационные испытания

Завершающим этапом научных исследований, проектно-конструкторских и технологических разработок обычно являются эксплуатационные испытания. Они достаточно сложны и связаны со значительными материальными затратами, продолжительность их, как правило, велика. Однако производственные испытания позволяют на основе анализа работы изделий в реальных условиях (с использованием методов математической статистики) оценивать долговечность деталей и узлов, приемлемость тех или иных конструкций, эффективность применения материалов и методов упрочнения.

При подготовке к эксплуатационным испытаниям необходимо ознакомиться с условиями работы детали (узла, машины), режимом нагружения и характером ее разрушения в производственных условиях. Условия испытания должны быть сопоставимы с условиями эксплуатации, режимы нагружения должны приводить к разрушениям такого же вида и характера, какие происходят при работе деталей. Необходимо также, чтобы длительность и трудоемкость испытаний были минимальными.

Вопросы методики постановки и проведения эксплуатационных испытаний достаточно подробно изложены в работе Р. В. Кугеля.

Р. В. Кугель подразделяет производственные испытания на обычные эксплуатационные и ускоренные.

При обычных эксплуатационных испытаниях воспроизводятся типичные производственные условия работы детали, результаты их можно непосредственно сравнивать с данными эксплуатации. Такие испытания желательно применять во всех случаях, когда это возможно. Однако проведение эксплуатационных испытаний часто связано с большой продолжительностью, поэтому их проводят на завершающих этапах создания машины (например, при передаче серии образцов в опытную эксплуатацию) или в процессе исследования быстроизнашивающихся деталей.

Для сокращения длительности применяют ускоренные (форсированные) испытания долговечности деталей на следующих режимах, по характеру соответствующих эксплуатационным: 1) учащенных нагрузок (нагрузки прилагаются чаще, чем в эксплуатации); 2) увеличенных нагрузок (нагрузки соответствуют наибольшим эксплуатационным или превышают их); 3) учащенных и увеличенных нагрузок (нагрузки соответствуют наибольшим эксплуатационным или превышают их и прилагаются чаще, чем в эксплуатации).

Более напряженный режим испытаний, сокращая сроки исследований, может привести к искажению результатов. Поэтому в каждом отдельном случае при составлении методики ускоренных испытаний учитываются специфические особенности процессов разрушения.

При постановке эксплуатационных испытаний на долговечность необходимо учитывать неизбежный разброс результатов экспериментов. Это явление называется рассеянием (или дисперсией) долговечности. Результаты исследования получаются тем точнее, чем больше проводится однотипных испытаний. Однако на практике проводят сравнительно небольшое число испытаний в зависимости от целей испытаний, конструкции детали, экономических и действующих при испытаниях переменных факторов и т. д. Если, например, требуется определить поле рассеяния долговечности, то должно быть испытано гораздо большее количество деталей, чем в случае простой контрольной проверки долговечности детали.