Экспериментальные исследования и испытания

Задачи исследований н испытаний. Основным источником получения объективной информации о реальных свойствах техники, ее функционировании и причинах отказов являются экспериментальные исследования, испытания и результаты эксплуатации.
Контрольные испытания при отработке позволяют проверить соответствие разработанных изделий требованиям технического задания.
Экспериментальные исследования и испытания классифицируют на поисковые экспериментальные исследования (исследовательские испытания), экспериментальную отработку (доводочные испытания) и завершающие испытания.
Поисковые экспериментальные исследования проводят с целью изучения свойств и поведения вновь разрабатываемых комплектующих изделий, материалов, покрытий, смазочных материалов в условиях эксплуатации и (или) длительного хранения перспективной техники, а также влияния новых технологий или средств контроля на безотказность, долговечность и сохраняемость материалов и изделий.
К числу поисковых экспериментальных исследований относят исследования, связанные с изучением отдельных свойств объекта: внешних и внутренних процессов тепло- и массообмена, аэрогазодинамнки, динамики конструкций, износа, структурных изменений материалов и других физических и химических превращен, наблюдаемых внутри и снаружи системы при ее функционировании,
Основными задачами экспериментальной отработки является сравнительный анализ работоспособности альтернативных вариантов конструкции, выбор наилучшего варианта, исследование его работоспособности систем диапазоне внешних эксплуатационных и внутренних воздействий, проверка запасов работоспособности, проверка эффективности мероприятий, направленных на обеспечение надежности системы при ее отработке.
Экспериментальную отработку приводят на объектах испытаний и в условиях, лишь в главных чертах адекватных реальным.
Получаемую при этом информацию о состоянии объекта испытаний используют для оценки достигнутых технических характеристик, показателей надежности и принятия необходимых технических решений.
Экспериментальная отработка включает испытания: лабораторно-отработочные, конструкторско-доводочные, стендовые с имитацией отказов и неисправностей, ресурсные, комплексные, на длительное хранение, специальные.
Завершающие (натурные) испытания (межведомственные, государственные) проводят на образцах, изготовленных по документации, передаваемой в серийное производство и эксплуатацию, в условиях, максимально приближенных к условиям реальной эксплуатации. Эти испытания дают наиболее полное представление о работоспособности и надежности элементов технической системы и системы в целом.
Контрольные заводские испытания (предварительные — для опытного производства, приемосдаточные, периодические, типовые, испытания на надежность — для серийного производства) проводят в процессе изготовления продукции для контроля Качества изделий и стабильности производства.
Экспериментальные исследования и испытания — наиболее трудоемкая и дорогостоящая часть программы создания и обеспечения надежности техники.
Основными задачами, связанными с обоснованием и проведением экспериментальных исследований и испытаний сложных технических систем и их элементов, являются следующие: обоснование (оптимизация) и планирование программы экспериментальной отработки системы в целом;
систематизация видов воздействий, установление требований к видам и программам испытания изделий;
разработка научно обоснованных норм испытаний изделий при экспериментальной отработке и в производстве;
разработка методов ускоренных испытаний изделий в утяжеленных (форсированных) режимах;
разработка методов оценки надежности по результатам разнородных испытаний.
Задача оптимизации программы экспериментальной отработки сложной системы относится к разряду задач, не имеющих достаточного теоретического обоснования.
Разработчики программы экспериментальной отработки сложной системы должны учитывать следующее: в результате экспериментальной отработки система должна обладать всеми техническими характеристиками н надежностью, заданными в ТЗ;
экспериментальная отработка должна быть проведена с минимальными затратами располагаемых ресурсов (времени, изделий, средств).
Экспериментальную отработку обычно планируют и проводят в условиях жестких ограничений по производственной и экспериментальной базе, по возможностям воспроизведения различных воздействий и их сочетаний, по срокам и продолжительности проведения испытаний.
Сложную систему представляют в виде многоуровневой структуры и многоэтапного процесса отработки.
На нижнем уровне структуры испытывают простейшие конструктивные элементы. На последующих уровнях структуры испытывают системы, функционально связанные группы систем, самостоятельные составные части изделий (модули), изделие в целом.
На первом этапе производят отработку элементов нижнего уровня. На последующих этапах отрабатывают элементы в более крупной структуре, при этом проверяют взаимодействие элементов на каждом уровне структуры.
Каждый этап отработки разбивают на два под этапа. На первом под этапе осуществляют детерминированный эксперимент, предусматривающий цели проверки работоспособности объекта испытаний в определенных режимах функционирования и взаимодействия элементов внутри объекта. На втором под этапе при необходимости и возможности осуществляют статистический эксперимент — проводят испытания на надежность.
При детальном обосновании программы экспериментальной отработки используют ряд методов: метод структурно-функционального анализа н матричный метод, позволяющий детально проанализировать все функции, выполняемые каждым элементом на каждом уровне структуры, в каждый период функционирования системы;
метод построения дерева неработоспособных состояний и экспериментальных способов выявления этих состояний;
методы теории графов и сетевые методы планирования; методы теории подобия; экспертные методы.