Proceduri_si_echipamentede_testare_Campian.pdf

8/17/2019 Proceduri_si_echipamentede_testare_Campian.pdf

1/203

Ovidiu CÂMPIAN

2009 – 2010

Anul I – semestrul 2

REPROGRAFIA UNIVERSITĂŢII “TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV


2/203


3/203

Unitatea de învăţare nr. 1

Generalităţi privind testarea autovehiculelor


Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor obţinute în urma testării autovehiculelor


4/203


Măsurarea pe cale electrică a mărimilor neelectrice I


Măsurarea pe cale electrică a mărimilor neelectrice II


Măsurarea pe cale electrică a mărimilor neelectrice III - Aparate utilizate în lanţul de

măsurare


5/203


Echipamente speciale utilizate la testarea autovehiculelor.


Proceduri pentru determinarea parametrilor constructivi şi de masă ai autovehiculelor


6/203


Proceduri de testare a componentelor transmisiei I


Proceduri de testare a componentelor transmisiei II


Proceduri de testare a suspensiei şi sistemului de direcţie


7/203


Proceduri de determinare a parametilor dinamici şi economici I

Unitatea de învăţ

are nr. 12

Proceduri de determinare a parametilor dinamici şi economici II

Unitatea de învăţare nr. 13Proceduri de determinare a parametrilor de maniabilitate şi de stabilitate aautovehiculelor


8/203


Proceduri de testare a autovehiculelor în condiţii grele

Bibliografie

Bibliografie .....................................................................................................................191


9/203

Unitatea de înv ăţ are nr. 1

GENERALIT ĂŢ I PRIVIND TESTAREA AUTOVEHICULELOR

CUPRINS:

1.1 ....................................................... 8Principalele etape din dezvoltarea unui autovehicul1.2 9Proceduri de testare a autovehiculelor, importanţă, scop, obiective, cerinţe, clasificare1.3 ............................ 14Pregătirea testelor efectuate pe autovehicule sau pe subansambluri

1.3.1 ........................................................................ 14Elaborarea programului de testare1.3.2 ............................ 16Alegerea, recepţia şi pregătirea autovehiculelor pentru testare1.3.3 ....................................................... 18Alegerea şi pregătirea aparaturii de măsurare1.3.4 ............................... 18Alegerea şi pregătirea traseelor pe care se efectuează testele

1.4 ........................................................................................................... 22Să ne reamintim!1.5 ................................................................................................................. 23Autoevaluare1.6 ......................................................................................................................... 24Intrebări

1.7 ................................................................................................................... 24Bibliografie

OBIECTIVE După parcurgerea acestei unităţi de învăţare vei fii capabil să:

Enunţi fazele de dezoltare ale unui autovehicul sau a uneicomponente a acestuia şi a interdependenţei care există între acestea;

Enunti imoportanţa, scopul, obiecivele şi cerinţele impusetestelor efectuate pe autovehicule în ansamblu sau pecomponentele acestora;

Clasifici procedurile de testare a autovehiculelor funcţiede diferite criterii şi specificarea particularităţiloracestora;

Stabilesti conţinutul unui program de testare alautovehiculelor sau al componentelor acestora şi caresunt etapele acestuia;

Alegi, să recepţionezi şi să pregăteşti autovehiculele şicomponentele acestora pentru testare;

Alegi, să pregăteşti aparatura de măsurare utilizată întimpul testelor;

Alegi şi să pregăteşti traseele pe care se efectuează

testele.

Evoluţia autovehiculelor începând cu primul autovehicul construit în anul 1769 deinginerul militar francez Nicholas Jseph Cugnot, până la cele mai moderne modele actuale estefoarte spectaculoasă. Secolul XX a însemnat pentru industria de autovehicule trecerea la producţia de masă, de la începutul acestui secol fiind produse peste un bilion de automobile.

7


10/203

Autovehiculul a devenit parte integrantă a stilului modern de viaţă, el fiind principalul mijloc derealizare a mobilităţii.

Dezvoltarea rapidă a industriei constructoare de autovehicule din ultimele patru decenii agenerat o criză de supraproducţie şi mutaţii importante în ceea ce priveşte nivelul producţiei şirepartiţia acesteia pe piaţă. Perioada actuală este caracterizată printr-o concurenţă acerbă pe piaţa

autovehiculelor, care a generat schimbări importante în cadrul procesului de dezvoltare a unuiautovehicul nou. Tendinţa actuală vizează menţinerea pieţelor existente şi câştigarea altora noi, prin producerea de autovehicule cu caracteristici dinamice, economice, ergonomice, funcţionaleşi de siguranţă ridicate cu nivel de poluare chimică şi fonică redus şi preţ de cost cât mai mic.

Pe piaţă r ămân competitivi doar constructorii care au centre de proiectare, de cercetare,de producţie şi de service puternice şi sunt capabili să se adapteze foarte rapid cerinţelor impusede beneficiari. Perioada actuală este caracterizată printr-o continuă creştere a complexităţii procesului de dezvoltare a unui autovehicul nou ca urmare a cerinţelor impuse de mediul socialşi natural şi datorită nivelului ridicat de calitate cerut de consumatori. Calitatea, în sensul ISO9000 este totalitatea proprietăţilor şi caracteristicilor unui produs sau serviciu care poartă în elecapacitatea de a satisface cerinţele declarate sau implicite, ea constituind baza aprecierii tehnice

şi economice.Pentru realizarea dezideratului menţionat mai sus proiectanţii, cercetătorii şi producătoriide autovehicule îşi unesc for ţele progresul industriei constructoare de autovehicule fiind asigurat prin întărirea tuturor compartimentelor care participă la dezvoltarea autovehiculelor noi.

1.1 Principalele etape din dezvoltarea unui autovehicul

Lansarea în producţie a unui autovehicul nou presupune parcurgerea următoarelor etape:faza de proiectare; faza încercărilor experimentale; faza de producţie; perioada de serviciu.

Fig. 1. 1 Fazele dezvoltării unui autovehicul nou.

Trebuie subliniat faptul că aceste patru faze nu sunt independente, ci se află în strânsă interdependenţă pe tot parcursul procesului de dezvoltare a unui autovehicul nou. De exemplu,

8


11/203

defecte apărute cu frecvenţă ridicată în perioada de serviciu pot impune reconsiderarea par ţială a proiectului şi reluarea unor etape din fazele de cercetare experimentală şi de pregătire afabricaţiei astfel încât să se elimine cauzele de apariţie a defectelor. În alte cazuri pot apăreadificultăţi tehnologice în faza de pregătire a fabricaţiei sau în timpul procesului de producţie,care impun adoptarea unor modificări în proiect, a căror valabilitate trebuie confirmată prin teste

experimentale înainte de a fi introduse în fabricaţie, pentru a nu favoriza apariţia ulterioar ă adefectelor. De asemenea în timp pot fi descoperite vicii de proiectare, care impun reconsiderarea proiectului iniţial şi reluarea totală sau par ţială a fazei încercărilor experimentale. Principaleleetape din dezvoltarea unui autovehicul nou, legăturile şi corecţiile care pot interveni sunt prezentate schematic în figura 1.1.

După cum rezultă din cele prezentate mai sus lansarea pe piaţă a unui autovehicul nou presupune parcurgerea completă a celor patru faze. Cu cât defecţiunile sistematice şi cauzeleacestora sunt depistate mai târziu, cu atât pierderile vor fi mai mari. Nivelul costurilor deremediere creşte considerabil când acestea sunt depistate în faza de producţie sau de exploatare.

Având în vedere schimbările rapide care au loc pe piaţa autovehiculelor, timpul scurs dela lansarea proiectului până la lansarea pe piaţă trebuie micşorat prin scurtarea timpilor de

proiectare, cercetare experimentală, pregătire de fabricaţie şi prin abordarea unei strategiimoderne de cercetaredezvoltare, cum este ingineria concurentă. Dacă în anii 80 durata lansării pe piaţă a unui autovehicul complet nou era de 62-63 de luni, în prezent ea s-a redus la 43-44 luni,sau chiar mai puţin. Firma Peugeut a reuşit să reducă această durată la doar 33 luni. Prinabandonarea strategiei ingineriei convenţionale şi prin utilizarea strategiei ingineriei concurentese realizează o suprapunere par ţială a parcurgerii fazelor de proiectare şi încercare, renunţându-se la ideea obţinerii unui optim de fază în favoarea obţinerii unui optim în momentul lansării pe piaţă.

1.2 Proceduri de testare a autovehiculelor, importanţă, scop,

obiective, cerinţ e, clasificareImportanţa procedurilor de testare a autovehiculelor rezultă din faptul că diferite tipuri deîncercări contribuie în mod hotărâtor la îmbunătăţirea permanentă a acestora, în toate fazeledezvoltării. Prin testele efectuate se verifică dacă principalii parametrii constructivi, indicitehnico-economici, calitatea execuţiei, performanţele, siguranţa şi rezistenţa în exploatarecorespund cu documentaţia de execuţie. În cazul firmelor producătoare şi al unităţilor dereparaţii, prin testele efectuate sunt validate procesele tehnologice de fabricaţie respectiv dereparaţie. În unităţile de exploatare prin testele efectuate se stabileşte tipul optim de autovehicul pentru anumite condiţii de lucru, precum şi regimurile cele mai avantajoase de exploatare aleacestora.

Testarea autovehiculelor în ansamblu sau a componentelor acestora se efectuează în

scopul punerii în evidenţă a: particularităţilor funcţionale; mărimilor care caracterizează dinamicitatea, stabilitatea sau economicitatea; rezistenţei în exploatare; etc.Dintre principale obiective care se împun procedurilor de testare pot fi enumerate

următoarele: să verifice indicatorii tehnico-economici prevăzuţi în tema de proiectare; să descopere viciile de proiectare, de tehnologie sau de material; să verifice calitatea execuţiei; să valideze îmbunătăţirile constructive sau tehnologice aduse proiectului iniţial; să creeze baze dedate complexe care pot fii utilizate la proiectarea autovehiculelor similare; să furnizeze date pentru estimarea cât mai corectă a duratei de serviciu a autovehiculului; să verifice

9


12/203

compatibilitatea autovehiculului studiat cu diferite regimuri de exploatare; să verifice dacă prin proiect şi execuţie autovehiculul studiat corespunde cerinţelor impuse prin normativele interne şiinternaţionale; etc.

Principalele cerin ţ e impuse testelor sunt: obiectivitatea; repetabilitatea; corectitudinea;rapiditatea efectuării; economicitatea.

Cerinţa ca testele să fie obiective decurge de la sine, dacă se are în vedere importanţadefinirii unei soluţii constructive optime sau a cunoaşterii reale a stării tehnice a unui autovehiculaflat în exploatare f ăr ă idei preconcepute şi/sau considerente subiective.

Obiectivitatea testelor se realizează prin: atitudinea impar ţială şi lipsită de prejudecăţi acelor care efectuează testele; asigurarea unor condiţii de testare nesingulare şi neprivilegiate din punctul de vedere al solicitărilor impuse autovehiculelor; eliminarea posibilităţii unor interpretărisubiective a rezultatelor testelor, prin respectarea riguroasă a programului de testare, utilizarea pescar ă largă a aparaturii de încercare cu posibilităţi de înregistrare a datelor, respectareametodologiei de prelucrare a datelor; stabilirea cauzelor ce au dus la neînscrierea unor parametriiconstructivi şi funcţionali în limitele prevăzute de documentaţia tehnică.

Pentru autovehicule, repetabilitatea testelor presupune încercarea în aceleaşi condiţii

astfel încât pentru un autovehicul dat cu o stare tehnică bine precizată, rezultatele unor repetaterepetate şi/sau efectuate în condiţii similare să nu difere semnificativ, iar aprecierile rezultate să r ămână invariante.

Repetabilitatea testelor se realizează prin: utilizarea unor proceduri de testare care nu suntafectate de factorii ambientali aleatori; eliminarea sau atenuarea influenţei factorului uman prinutilizarea aceluiaşi şofer de încercare sau a unor conducători auto cu structur ă psiho-fiziologică şi pregătire profesională similar ă; limitare domeniului de variaţie a condiţiilor de testare, acesteafiind foarte precis stabilite prin standardele care reglementează încercările (spre exemplu ST6926/1).

Ideii de repetabilitate i se subscriu şi eforturile unor organizaţii internaţionale (I.S.O.,D.I.N., S.A.E.) de a elabora unele normative de testare cu grad mare de generalitate acceptate indiferite ţări.

Obţinerea corectitudinii testelor este în strânsă corelaţie cu asigurarea obiectivităţii şirepetabilităţii acestora, dar totodată mai presupune: cunoaşterea detaliată a fenomenelorinvestigate prin testare; stabilirea judicioasă a limitelor de variaţie a parametrilor măsuraţi,utilizarea unor scheme de măsurare şi a unei aparaturi judicios alese; întocmirea corectă şicompletă a programului de încercare, respectarea standardelor referitoare la acesta; asigurarea preciziei de măsurare impuse prin standarde; interpretarea justă a rezultatelor obţinute în urmaîncercărilor; repetarea testelor ori de câte ori rezultatele obţinute au caracter contradictoriu saunu corespund cu cele disponibile de la teste anterioare şi/sau determinări prin calcul.

Nu sunt greu de imaginat consecinţele grave pe care le poate avea luarea unor decizii deacceptare a lansării în fabricaţie şi/sau exploatare a autovehicule a căror proiect şi tehnologie aufost validate prin teste incorecte.

Importanţa ob ţ inerii rapide a rezultatelor unei test ări este uneori presantă, încât riscă să devină un scop în sine şi să compromită esenţial încercările. Obiectivul de rapiditate al testelortrebuie obţinut f ăr ă diminuarea altor calităţi impuse acestora, prin: programare judicioasă asuccesiunii fazelor de testare (eliminarea timpilor mor ţi); utilizarea pe cât posibil a metodelor detestare accelerată; prelucrarea şi interpretarea rapidă a datelor prin folosirea sistemelor modernede achiziţie stocare şi prelucrare a datelor obţinute; reducerea la minim a volumului testelor cuasigurarea unui nivel rezonabil de încredere.

10


13/203

Testarea autovehiculelor constituie o operaţiune neproductivă direct, consumatoare detimp, combustibil, materiale, for ţă de muncă, iar costul acesteia se reflectă direct în preţulautovehiculului. Asigurarea economicit ăţ ii testelor implică: întocmirea programului de testareastfel încât volumul şi durata lucr ărilor să fie minim f ăr ă a afecta calitatea acestora; efectuareaîncercărilor pe cât posibil pe standuri şi în poligoane; în cazul probelor de parcurs, asocierea

testelor de agregate şi ansambluri pe acelaşi autovehicul; încercarea unui număr mare deagregate sau ansambluri pe automobile aflate în exploatare; utilizarea datelor furnizate desistemul service al întreprinderii producătoare; utilizarea la efectuarea testelor a unui personal cuînaltă calificare profesională.

Pentru a asigura o exploatare eficientă şi economică în toată perioada de serviciu,autovehiculul trebuie verificat cu atenţie, în momentul optim. Deşi nu se poate face o delimitarefoarte strictă a procedurilor de testare, poate fii schiţată o clasificare a testelor după următoarelecriterii: după destinaţia testelor; după obiectul supus testării; după scopul testelor; după condiţiileşi metodele de testare. O astfel de clasificare principială este prezentată în tabelul 1.1.

Tabelul 1. 1 Clasificarea testelor

Teste de cercetare ştiinţifică Teste pentru omologarea sau de tipTeste de control periodic sau de lotDupă destinaţieTeste de recepţieTeste efectuate pe subansambluri aleautovehiculelorTeste efectuate pe autovehicul în ansamblu

După obiectul supus testării

Teste efectuate pe modele la scar ă Teste funcţionaleTeste de rezistenţă După scopul testelorTeste de durabilitate

Teste efectuate în laboratorTeste efectuate pe drumTeste de exploatare

După condiţiile şi metodele de testare

Teste efectuate în condiţii speciale

După destina ţ ia testelor , deosebim următoarele tipuri de teste: teste de cercetareştiinţifică; teste pentru de omologare sau de tip; teste de control periodic sau de lot; teste derecepţie.

Testele de cercetare ştiin ţ ifică sunt cele mai variate ca obiective, amploare şi mijloaceutilizate pentru efectuarea lor. Acestea se efectuează în scopul rezolvării unor problemecomplexe de interes general cum ar fii: studiul unor autovehicule noi sau a unor subansambluri

noi; utilizarea unor noi tipuri de combustibili sau lubrifianţi; înlocuirea unor tehnologii cu altelemai moderne; înlocuirea unor materiale cu altele mai economice; cercetarea în detaliu a proceselor ce au loc în motor sau alte subansambluri ale autovehiculului; verificarea unormecanisme şi piese noi; cercetarea interacţiunii autovehiculului cu calea de rulare şi cu mediulînconjur ător; cercetări privind stabilirea noilor metodici de cercetare experimentală; etc. Acesttip de încercări se efectuează în mod uzual în institute de cercetare puternice şi în centrele decercetare organizate pe lângă universităţile tehnice cu tradiţie. Pentru industria constructoare deautovehicule, testele de cercetare ştiinţifică au o importanţă deosebită, ele constituind principala

11


14/203

modalitate de validare a produselor şi tehnologiilor moderne, contribuind la îmbunătăţireacontinuă a autovehiculelor.

Teste pentru omologare sau de tip au un caracter oficial şi se efectuează, de obicei, înconformitate cu prevederile unor acte normative naţionale sau internaţionale cu caracter de lege.Prin aceste sunt alese prototipurile ce urmează să fie introduse în fabricaţia de serie, validându-se

proiectul şi este încercată “seria zero” validându-se tehnologia de fabricaţie a noului autovehicul.Prin urmare se deosebesc două etape omologarea prototipului, ce constituie acceptarea soluţiilorconstructive propuse a fi introduse în fabricaţie, şi omologarea seriei zero, având ca obiectivavizarea tehnologiei de fabricaţie a unui autovehicul omologat ca prototip. Procesul dedezvoltare a unui autovehicul nou presupune inevitabil proiectarea şi realizarea unui prototip şiîncercarea şi perfecţionarea acestuia. În timpul încercărilor prototipului sunt puse în evidenţă deficienţele şi lipsurile de construcţie şi apreciază materialele de construcţie şi de exploatareutilizate, se stabilesc reglajele optime. Testele pentru omologarea autovehiculului în ansamblutrebuie să fie precedate de teste de omologare ale principalelor ansambluri: motor; ambreiaj;cutie de viteze; transmisie longitudinală; punţi motoare; punţi nemotoare; suspensie; sistem dedirecţie; etc. După validarea prototipului se trece la fabricarea şi apoi încercarea “seriei zero”. În

cadrul acesteia se execută cel puţin un lot de 10-15 autovehicule, utilizând maşinile unelte,sculele, dispozitivele şi verificatoarele proiectate şi executate pentru producţia de serie, pentru ase obţine aprecieri satisf ăcătoare. Prin încercarea “seriei zero” se verifică tehnologia defabricaţie, acestea presupun efectuarea unor probe în condiţii de exploatare, şi repetarea unor probe efectuate la încercarea prototipului. Încercările de omologare sunt încercări complexe delungă durată, care au ca scop validarea proiectului şi a tehnologiei de fabricaţie a unuiautovehicul nou.

Testele de control periodic sau de lot se efectuează pentru a verifica dacă producătorulmenţine nivelul de calitate al autovehiculului stabilit şi certificat prin omologare. În cadrulacestora sunt testate un procent mic din autovehiculele fabricate în serie, iar durata acestoratrebuie să fie mai mică de 6 luni sau de 40.000 km rulaţi efectiv. De obicei se încearcă unautovehicul dintr-un lot de 3000-6000 de bucăţi sau un autovehicul pe trimestru, funcţie demărimea seriei de producţie. Este raţional ca perioada de repetare a acestor probe să fie cât maimare, iar amploarea lor să fie limitată la indicatorii esenţiali spre a reduce cheltuielile defabricaţie. Atingerea acestui deziderat presupune un nivel ridicat şi stabil de calitate al fabricaţieiautovehiculului. În cadrul acestor încercări se verifică şi durabilitatea organelor autovehiculului,această încercare fiind similar ă cu cea din cadrul încercărilor de omologare, cu deosebirea că seexecută într-un timp mai scurt şi pe un parcurs mai redus. Există şi un program minim cadru în baza căruia trebuie să se desf ăşoare încercările de control periodic, respectiv un rulaj deaproximativ 5.000 km, efectuat într-un timp de minimum 15 zile.

Testele de recep ţ ie pot fi considerate ca fiind încercări incluse în procesul tehnologic defabricaţie. Acestea se fac în scopul verificării calităţii autovehiculelor din fabricaţia curentă saudin reparaţii. În afara controlului final, care se execută de producător la toate autovehiculelor,controlul de recepţie se face de beneficiar sau de împuternicitul acestuia. În general încercărilede recepţie au un caracter limitat şi urmăresc dacă autovehiculul îndeplineşte condiţiile generalede funcţionare.

După obiectul supus test ării, testele se clasifică în: teste efectuate pe subansambluri aleautovehiculelor , teste efectuate pe autovehiculului în ansamblu şi teste efectuate pe modele lasacr ă.

12


15/203

Testarea subansamblurilor se face pentru a determina caracteristicile fiecărui ansamblu şiagregat al autovehiculului. Aceasta se refer ă la încercarea motorului, organelor transmisiei,direcţiei, suspensiei, frânelor, roţilor şi altor organe şi ansambluri ale autovehiculului. Testareaansamblurilor în condiţii de laborator trebuie să preceadă testarea autovehiculului în ansamblu,atât în condiţii de laborator cât şi pe parcurs.

Testarea autovehiculului în ansamblu se face pentru a stabili principalele caracteristici, parametrii şi performanţe privind: caracteristicile dimensionale şi de masă; calităţile dinamice;calităţile economice; capacitatea de trecere; confortabilitatea; ergonomia postului de conducere;fiabilitatea; securitatea circulaţiei; stabilirea coeficienţilor care caracterizează interacţiunea dintreautovehicul şi mediul înconjur ător; pierderile din transmisie; etc.

Testarea pe model la scar ă se efectuează în scopul renunţări la unele încercări a căror preţ de cost este foarte ridicat. În locul obiectului de încercare se utilizează modele la scar ă urmând ca caracteristicile, parametrii şi performanţele autovehiculului să fie determinate pornindde la caracteristicile, parametrii şi performanţele modelului în baza legilor similitudiniigeometrice, cinematice şi dinamice.

După scopul test ării deosebim următoarele principale categorii de teste: teste

funcţionale; teste de rezistenţă; teste de durabilitate.Testele func ţ ionale au ca principal scop punerea în evidenţă a unor caracteristici, parametrii şi performanţe funcţionale şi de exploatare ale autovehiculului în ansamblu sau alediferitelor subansambluri ale acestuia, cum sunt: parametrii capacităţii de trecere; parametrii devirare; etc.

Testele de rezisten ţă prin intermediul cărora sunt stabilite solicitările care producdistrugerea ansamblurilor şi subansamblurilor.

Testele de durabilitate, dintre care deosebim încercările normale la care solicitările lacare sunt supuse piesele sunt similare cu cele din exploatare şi accelerate la care solicitările suntamplificate în vederea scurtării timpului de încercare. O altă metodă de scurtare a timpului detestare în cazul probelor de durabilitate este mărirea frecvenţei de aplicare a solicitărilor variabile periodice în cazul în care aceasta nu influenţează în mod direct durata de viaţă.

După condi ţ iile şi metodele de testare deosebim următoarele tipuri principalede teste: teste de laborator; teste efectuate pe drum; teste de exploatare; teste efectuate în

condiţii speciale.Testele de laborator ale autovehiculului în ansamblu sau ale subansamblurilor acestuia se

execută în condiţii staţionare, folosindu-se instalaţii prevăzute cu aparatur ă adecvată deîncărcare, măsurare şi înregistrare. Încercările de laborator prezintă avantajul că permitcercetarea fenomenelor cu precizie ridicată şi fac posibilă înlăturarea influenţei factorilor care nusunt studiaţi. Neajunsul metodei este acela că în laborator, nu pot fii simulate întocmai condiţiileîn care funcţionează autovehiculul în exploatare.

Testele efectuate pe drum (de parcurs) se desf ăşoar ă pe piste de încercare specialamenajate sau pe por ţiuni de drum prevăzute cu denivelări, cu profiluri şi acoperiri astfelrealizate încât să corespundă condiţiilor reale de exploatare. În cazul în care traseele de încercaresunt corect alese, metodele de testare şi aparatura utilizată corespund scopului urmărit şicondiţiilor de încercare, precizia datelor de încercare va fi pe deplin satisf ăcătoare. Avantajul principal al metodei este că testarea se face în condiţii foarte apropiate de cele de exploatare, faptcare asigur ă obţinerea unor rezultate similare cu cele din exploatare.

Testele de exploatare se fac în mod periodic în condiţiile de lucru obişnuite aleîntreprinderilor de exploatare de către personal calificat în acest sens, atât din întreprinderea

13


16/203

producătoare cât şi din cea de exploatare. Precizia rezultatelor este cu atât mai bună cu câtnumărul autovehiculelor încercate este mai mare, numărul testelor este mai ridicat şi durata loreste mai mare. În unele cazuri se recomandă efectuarea testelor combinate, de laborator şi deexploatare, pentru a completa şi valida rezultatele obţinute prin fiecare metodă separat. Dacă numărul autovehiculelor alese pentru încercare este suficient de mare, cercetările pot fii efectuate

concomitent.Testele efectuate în condi ţ ii speciale se fac în cazul autovehiculelor ce urmează să fieexploatate în condiţii speciale. Condiţiile speciale de încercare pot presupune: rulaj prelungit încoloană pe drumuri cu mult praf.; rulaj prelungit la temperaturi ridicate (35-45oC); rulaj cu viteză redusă pe teren nisipos şi mlăştinos; rulaj în condiţii de temperatur ă foarte scăzută ( sub -25oC);rulaj în condiţii tropicale; rulaj la altitudineridicată; etc.

Este de remarcat faptul că aceste tipuri de clasificări ale testelor au un caracter orientativ,delimitarea precisă a încercărilor fiind foarte greu de realizat. Obţinerea unor rezultateconcludente presupune de cele mai multe ori efectuarea unor încercări combinate care să secompleteze reciproc.

1.3 Preg ătirea testelor efectuate pe autovehicule sau pesubansambluri

În cele mai multe cazuri testarea unui autovehicul sau a unui ansamblu al acestuia se faceîn baza unei teme program de cercetare, anexată la contractul sau comanda lansată de beneficiarul încercării. Echipa de specialişti care va efectua testarea trebuie să formuleze foarteclar obiectivele încercării, să aducă corecţiile necesare acolo unde acest lucru se impune, astfelîncât desf ăşurarea încercărilor să fie optimă, iar rezultatele acesteia să satisfacă în totalitatenecesităţile beneficiarului. În cazul în care rezultatele buletinului de testare sunt nefavorabile, dinacesta trebuie să rezulte cauzele care au condus la nevalidarea produsului şi corecţiile caretrebuie aduse pentru eliminarea acestora. Pentru a permite o anumită flexibilitate a programului

de testare şi o dozare corectă a eforturilor materiale şi umane, în scopul eficientizării procesuluide încercare este necesar ă o delimitare a obiectivelor în principale şi secundare.Obţinerea unor rezultate viabile în urma testării autovehiculelor sau a subansamblelor

trebuie asigurată încă din faza de pregătire a testării. În această fază echipa care va efectua probele trebuie să-şi formeze o viziune clar ă şi corectă asupra: obiectivelor testării; mijloacelorce trebuie folosite în timpul testelor; etapele ce urmează să fie parcurse în timpul testelor;domeniul probabil în care se vor încadra rezultatele testelor. De multe ori sunt necesaresă ptămâni sau chiar luni de pregătire pentru o zi, o or ă, un minut, sau o fracţiune de secundă încare se face un test.

1.3.1 Elaborarea programului de testare

Programul general de testare este de obicei impus prin standarde sau norme interne aleinstitutuţiei care efectuaează lucr ările, organizatorilor desf ăşur ării acestora le revine obligaţia dea elabora un program detaliat care să asigure o eficienţă maximă a testelor.

Programul de testarere trebuie să cuprind ă: Obiectivele testării; Fazele de încercare prezentate în ordine cronologică cu precizarea obiectivelor par ţiale

specifice fiecărei faze şi a termenelor de execuţie;

14


17/203

Detalierea fiecărei faze de testare, enumeraea în amănunt a lucr ărilor specifice, alocurilor, traseelor, poligoanelor sau standurilor de încercare şi a termenelor de execuţie;

Cerinţele de mediu necesare efectuării încercărilor; Regimurile de testare avute în vedere în timpul probelor, sarcina utilă a autovehiculelor la

care se execută proba, regimul de viteză, etc.;

Numărul parametrilor cercetaţi, complexitatea încercărilor şi numărul de repetări aexperimentelor; Precizia de măsurare a parametrilor determinaţi prin teste, care trebuie să fie în

concordanţă cu valorile recomandate prin documentaţia tehnică şi prin standardelenaţionale şi internaţionale;

Aparatura de măsurare, achiziţie a datelor şi de prelucrare a acestora, care trebuie să permită o apreciere rapidă, dacă este posibil în timp real a rezultatelor pentru a apreciareuşita încercării şi dacă este cazul necesitatea reluări par ţiale sau totale a probei cumenţinerea sau schimbarea metodicii de încercare;

Responsabilităţile care revin păr ţilor contractante şi/sau colaboratorilor pentru asigurareamaterială a testelor;

Responsabilităţile care revin individual personalului care efectuează testele; Condiţiile specifice în care se efectuează testele pe standuri, dacă este cazul; Numărul de produse supuse testării;

Programul de testare depinde de: scopul cercetării experimentale (determinarea calităţilordinamice, de exploatare, etc.); de tipul autovehiculului (autoturism, autocamion, autoturism deteren, autocamion de teren, trenuri auto, tractoare de transport, tractoare agricole, tractoareindustriale, etc.); de destinaţia testelor efectuate (cercetare ştiinţifică, de omologare sau de tip, decontrol periodic sau de lot, de recepţie).

Având în vedere cele prezentate mai sus rezultă că programele de testare vor diferi întreele, dar vor avea şi foarte multe elemente comune aşa cum rezultă din schema aproximativă aetapelor de lucru în cadrul diferitelor tipuri de teste prezentată în tabelul 1.2.

Tabelul 1. 2 Schema aproximativă a etapelor de lucru pentru diferite tipuri de teste

Tipul testelorDe omologare

Denumirea etapei de lucruCercetareştiinţifică Prototip Serie

zero

Contol periodic

Recepţie

Verificarea documentaţiei deexecuţie

Da Da Da Nu Nu

Stablirea programului de testare Da Da Da Da DaPregătirea condiţiilor materialenecesare efectuării testelor

Da Da Da Da Da

Pregătirea autovehiculelor învederea efectuării testelor

Da Da Da Da Nu

Verificarea funcţională preliminar ă şi verificarea verificarea montajului

Da Da Da Da Nu

Determinarea parametrilordimensionali

Nu Da Da Da Nu

Verificarea pe stand asubansamblurilor

Da Da Da Da Nu

15


18/203

Determinarea greutăţii şi arepartiţiei greutăţii pe punţi

Da Da Da Da Nu

Determinarea poziţiei roţilor şi arazei minime de virare

Nu Da Da Da Nu

Verificarea caroseriei Nu Da Da Da Nu

Verificarea calităţilor dinamice Da Da Da Da NuVerificarea capacităţii de trecere Da Da Da Da NuDeterminarea calităţilor deexploatare

Da Da Da Da Nu

Determinarea durabilităţii Da Da Da Da NuDeterminarea regimurilor termice Da Da Da Da NuÎncercări de laborator Da Da Nu Nu NuDeterminarea nivelului de zgomotşi de vibraţii

Da Da Nu Nu Nu

Verificarea autovehiculului înexploatare la beneficiar

Nu Nu Da Da Nu

Rulaj de control la recepţie Nu Nu Nu Nu DaÎncercări speciale Da Da Nu Da Nu

Elaborarea programului de testare reprezintă una din cele mai importante faze ale testăriiautovehiculelor, în care personalul implicat trebuie să posede o viziune clar ă şi unitar ă care să conducă la efectuarea unor încercări obiective, corecte, repetabile, efectuate în timp util şi cueficienţă economică maximă.

1.3.2 Alegerea, recepţia şi pregătirea autovehiculelor pentru testare

Numărul autovehiculelor care sunt supuse testelor se alege funcţie de tipul acestora şi de programul de testare. În cazul testelor de omologare spre exemplu se încearcă tot lotul de prototipuri şi întreaga “serie zero”, dacă numărul de autovehicule nu depăşeşte 10-15 buc. Încazul testelor de control periodic autovehiculele se aleg din fabricaţia curentă, în mod aleator, înfuncţie de volumul producţiei. Testele de recepţie se efectuează la toate autovehiculele fabricate.În cazul altor tipuri de teste, ca de exemplu cele de cercetare ştiinţifică sau de exploatare ,numărul autovehiculelor care se testează se stabilesc de la caz la caz, în funcţie de scopul urmăritşi de programul de testare stabilit. În toate cazurile se urmăreşte ca autovehiculele să fie corectasamblate, complet echipate cu accesorii şi scule şi să corespundă în totalitate stării tehniceimpuse prin caietul de sarcini. Prin urmare, alegerea autovehiculului sau a autovehiculelor caretrebuie testate trebuie f ăcută astfel încât acesta sau acestea să fie reprezentativ respectiv

reprezentative pentru o categorie bine definită pentru care se urmăreşte obţinerea unor informaţiiviabile prin intermediul diferitelor tipuri de teste. În cazul în care nu sunt respectate aceste reguli,apar dispersii mari ale rezultatelor, iar utilitatea acestora se micşorează până ce devinenesemnificativă.

În funcţie de caracterul şi de volumul testelor la care este supus autovehiculul, se face pregătirea acestuia pentru încercare, care cuprinde următoarele etape: controlul stării tehnice aautovehiculului supus testării, respectiv recepţionarea autovehiculului pentru testare; întocmireaspecificaţiei tehnice a autovehiculului; etalonarea şi instalarea aparatelor de măsurare, stocare şi

16


19/203

prelucrare a datelor; stabilirea metodologiei de testare în conformitate cu normele şi standardeleîn vigoare.

Recepţionarea autovehiculului se face în funcţie de tipul testelor ce urmează să fieexecutate. Spre exemplu, în cazul testelor periodice, autovehiculul trebuie astfel ales, încât să nufie posibilă înlăturarea defectelor de fabricaţie prin reglaje suplimentare, care pot crea o imagine

falsă asupra calităţii producţiei curente. În cazul recepţionării modelelor experimentale seacceptă eliminarea defectelor de fabricaţie înainte de executarea testelor, în vederea punerii înconcordanţă a autovehiculului încercat cu condiţiile tehnice impuse de proiectant.

O primă activitate de recepţie a autovehiculului pentru testare, indiferent de tipulîncercărilor care urmează să fie efectuate, o constituie confruntarea cu prevederile documentaţieide execuţie sau de însoţire. Dintre aceste se pot enumera următoarele: tipul; intreprinderea producătoare; numărul de serie pentru motor; numărul de serie pentru şasiu sau caroserie;caracteristicile tehnice ale autovehiculului în ansamblu şi ale componentelor acestuia. Ansamblulautovehiculului este caracterizat prin parametii de masă, paramerii dimensionali, parametriifuncţionali şi prin parametrii energetici, iar componentele acestuia sunt caracterizate prin parametrii specifici, cum sunt: raportul de transimitere; randamentul; coeficientul de amortizare;

coeficientul de frecare; etc. Documentaţia tehnică în baza căreia se pot face aceste verificăritrebuie să cuprindă: desenele de ansamblu ale autovehiculului; desenele de ansamblu şi demontaj ale principalelor subansamble; lista accesoriilor şi sculelor din componenţa setului delivrare; instrucţiuni de întreţinere şi de exploatare; cartea de reparaţii; catalogul pieselor deschimb; etc.

Pornind de la cerinţele programului de testare se pot efectua şi măsur ători iniţiale ale unor piese supuse uzării ( pneuri, bolţuri de arcuri, garnituri de fricţiune, arbori, angrenaje, etc.),verificări de stand ale unor subansamble (sistem de frânare, sistem de direc ţie, sistem de

iluminare), sigilări ale unor componente la care nu seadmit intervenţii în timpul încercării.

Stările de încărcare specifice pentru diferiteletipuri de teste sunt definite prin ST 6926/1, iar în cazulîncercărilor de cercetare pot fi adoptate conformcerinţelor impuse prin caietele de sarcini.

În cazul în care autovehiculul sunt testate pedrumurile publice, se vor fixa semnale avertizoareavând forma şi dimensiunile ar ătate în figura 1.2,“ATENŢIUNE ÎNCERCĂRI”, care vor fi montatevizibil pe partea din faţă şi din spate a autovehiculului.Textul inscipţiei se va înscrie cu roşu pe fond alb, iarnumărul provizoriu al autovehiculului este precedat de

inscripţia “PROBE”.

Fig. 1. 2 Inscripţie de avertizare montată

pe autovehicul în timpul probelor

efectuate pe drumuri publice.

Înaintea oricărui tip de test se va verifica starea tehnică a autovehiculului, iar înainteatestelor privind dinamicitate şi consumul, motorul şi transmisia se vor încălzi la temperaturanominală prin efectuarea unui rulaj de lungime suficientă şi se vor verifica pierderile totale prinmetoda rulării libere conform ST 6926/9.

Efectuarea adaptărilor pentru montarea aparaturii de măsur ă, achiziţie şi prelucrare adatelor experimentale, verificarea funcţionării şi etalonarea acestora sunt etape care fac parte din pregătirea autovehiculului pentru încercare.

17


20/203

Trebuie precizat faptul că efectuarea testelor se poate face doar după ce autovehicululeste rodat conform prescripţiilor uzinei producătoare şi după ce acesta ajunge la regimul defuncţionare nominal.

1.3.3 Alegerea şi pregătirea aparaturii de măsurare

Pentru a obţine informaţiile dorite privind calităţile autovehiculelor supuse testării şi pentru a înregistra cât mai fidel rezultatele obţinute în urma testelor, sub formă digitală,analogică, sau grafică, în afara aparatelor de bord din dotarea standard se vor monta aparate demăsur ă, achiziţie şi prelucrare a datelor suplimentare. Numărul şi complexitatea aparaturiinecesare încercărilor depinde în principal de tipul testelor efectuate, de condiţiile de testare şi degradul de utilare al laboratorului care urmează să efectueze cercetarea experimentală.

Asigurarea unei calităţi ridicate ale testelor, în condiţii de eficienţă economică maximă, presupune utilizarea unei instalaţii de măsurare, achiziţie şi prelucrare a datelor adecvate.Alegerea corectă a metodei de măsurare, utilizarea celor mai adecvate aparate de măsurare,achiziţie şi stocare a datelor, utilizarea celor mai performante softuri de prelucrare a datelor şi

conceperea corectă a lanţului de măsur ă constituie premisa principală pentru obţinerea unorrezultate viabile în urma testelor efectuate.De asemenea trebuie asigurate condiţii optime de funcţiomnare a întregului lanţ de

măsurare prin izolarea de vibraţii, protejarea de acţiunile excesive ale mediului ambiant,asigurarea tensiunii de alimentare corespunzătoare, etc. Calitatea unei măsur ători depinde şi decaracteristicile metrologice (clasa de precizie, sensibilitatea, pragul de sensibilitate, puterea derezoluţie) şi dinamice (domeniul dinamic, funcţia de transfer, domeniul de frecvenţe) aleaparaturii utilizate. În condiţiile în care pentru eficientizarea procesului de dezvoltare a unuiautovehicul se impune scurtarea timpului de efectuare a testelor, încercările acelerate alecomponentelor şi/sau autovehiculelor în ansamblu sunt din ceîn ce mai utilizate. Aceasta impunecreşterea volumului şi a vitezei de obţibnere a datelor în urma încercărilor, fapt care a condus la

utilizarea unor lanţuri de măsur ă, achiziţie, prelucrare şi stocare a datelor foarte performante,care permit prelucrarea online a datelor, la finalul încercării fiind obţinută şi o primă formă finală a rezultatelor.

O etapă importantă în pregătirea aparaturii de măsurare, achiziţie, prelucrare şi stocare adatelor o constituie verificarea funcţionării şi etalonarea întregului lanţ. Aceasta se va face laînceputul experimentării şi apoi periodic la anumite intervale de timp sau înaintea unor probeimportante pentru a constata dacă între timp nu au apărut dereglări care pot afecta rezultateleîncercărilor.

1.3.4 Alegerea şi pregătirea traseelor pe care se efectuează testele

În funcţie de caracterul experimentării sau al performanţelor care se determină, încercareaautovehiculelor se face pe diferite categorii de drum. Indiferent de tipul testelor de parcurs sunt precizate cu exactitate condiţiile de drum în care se efectuează acestea.

În cazul efectuării probelor pentru stabilirea parametrilor dinamici şi economici aiautovehiculelor drumul trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe: să aibă îmbr ăcăminte tare,f ăr ă denivelări (cu acoperire de beton sau asfalt); să fie orizontal, în limita unor înclinări demaxim ± 5%; să fie rectiliniu; să aibă o lungime de 4-5 Km (astfel încât sa asigure atât por ţiunea

18


21/203

de lansare cât şi cea de frânare); să aibă o lăţime de 7,5 m; să fie ferite de vânt (în special de cellateral); să fie jalonate cu pietre kilometrice şi hectometrice. Influenţa abaterii de laorizontalitatea drumului poate fi micşorată printr-o măsur ă acceptabilă prin repetarea probei dindirecţie opusă şi adoptarea ca rezultat final al încercării a mediei aritmetice a celor două sau maimulte probe.

În cazul încercărilor efectuate pe drumuri publice, vor fi alese tronsoane cu circulaţie redusă,care pot fi temporar închise, cu acordul autorităţilor de resort. La capetele şi pe intr ările lateraleale tronsoanelor de drum utilizate pentru încercărise amplasează inscripţii de prevenire, avândforma, dimensiunile şi conţinutul ar ătate în figura1.3. Pentru a preveni apariţia accidentală a unorautovehicule în timpul efectuarii probelorefectuate cu închiderea circulaţiei (de obicei probele pentru determinarea parametrilordinamici) intr ările principale şi cele laterale sunt blocate sau prevăzute cu posturi de pază.

Dintre metodele de încercare la anduranţă saula durabilitate ale autovehiculelor în ansamblu sauale subansamblelor acestora, una dintre cele mai

precise este încercarea în condiţii de trafic real, care se efectuează pe drumuri publice normale,încărcate la capacitatea nominală sau par ţial, cu conducători auto care manifestă diferitetemperamente de conducere şi în condiţii meteorologice specifice regimurilor de explatare. Întimpul acestor încercări se recomandă să fie culese şi date necesare pentru stabilirea cât maicorectă a regimurilor de calcul şi a regimurilor de încercare pe stand sau în poligon.

Pentru a alege cât mai corect traseele pe care se efectuează încercările de anduranţă suntnecesare studii statistice prin care să să fie puşi în evidenţă factorii care determină regimurile deexploatare şi influenţează în mod hotărâtor solicitările din diferitele componente aleautovehiculelor. Principalele caracteristici ale traseului pe care se efectuaează încercările suntdate de macroprofilul şi de microprofilul drumului.

Macroprofilul căii de rulare este caracterizat în principal de înclinarea longitudianală înfuncţie de spaţiu sau timp, care poate fi caracterizată statistic prin frecvenţa de apariţie adiferitelor clase de înclinate longitudinală. O altă componentă importantă a macroprofilului căiide rulare o constituie configuraţia drumului care este dată de: numărul de viraje pe km parcurs;raza virajelor; înclinarea transversală; vizibilitatea; etc. Din punct de vedere al macroprofiluluicăii de rulare se pot considera ca reprezentative următoarele patru categorii de drum: autostradă;drum urban sau de oraş; drum de şes; drum de deal şi de munte. Din punct de vedere almicroprofilului căii de rulare semnificative sunt drumurile modernizate şi cele nemodernizate.Datele statistice arată că majoritatea conducătorilor auto nu utilizează autovehiculul pe aelaşi tipde drum, la aproximativ 95% observânduse un “amestec” de tipuri de drum utilizate.

Categoria drumurilor este reglementată de obicei prin normative cu caracter legal. Încondiţiile concrete din România, informaţiile cuprinse în Legea nr. 227/2003 (legea drumurilor), privind aprobarea OG nr. 26/2003 pentru modificarea şi completarea OG nr. 43/1997, Ordinul284/2003 pentru aprobarea listelor cuprinzând drumurile publice ca limitele maselor şidimensiunilor maxime admise pentru vehicule de transport marf ă, HCM 1100/1968 şi ST6926/19 nu sunt suficiente pentru delimitarea şi caracterizarea completă a diferitelor categorii dedrumuri. Spre exemplu coeficienţii de echinvalare a categoriilor de drum definiţi prin HCM

Fig. 1. 3 Inscripţie de prevenire montată la

intrarea pe sectoarele de drum pe care se fac încercări.

19


22/203

1100/68 după natura şi starea îmbr ăcăminţii drumului au scopul de a permite normareaconsumurilor de combustibili, lubrifianţi şi anvelope în exploatare. În cazul încercărilor pentrustabilirea parametrilor de confortabilitate, a duratei de viaţă, sau a stărilor de solicitare dindiferitele subansamble, precizarea categoriei de drum este insuficientă, dacă nu se iau măsuri catronsoanele pe care se efectuează încercările să fie suficient de lungi pentru a asigura obţinerea

unor date specifice unui proces aleator ergodic. Conform ST 6926/19 autovehiculele supuseîncercărilor de rulaj de durată (anduranţă) vor parcurge distanţele specificate în tabelul 1.3.

Tabelul 1. 3 Distan ţ a percursă de autovehicule în timpul încercărilor de anduan ţă [mii km].

Autobuzeinterurbane

Felul drumului Auto-turisme

Stan-dard

Deturism

Auto-buzeurbane

Autoca-mioane

Auto-trenuri

Drumuri cu îmbr ă-căminte rigidă

50 45 50 50 25 40

Drumuri de piatr ă brută, bolovani

10 10 10 10 10 5

Drumuri de piatr ă spartă şi de pietriş

10 10 10 10 10 5

Drumuri de pământ 10 - - - 15 3TOTAL: 80 70 70 50 60 53

Din care:În condiţii de munte 10 10 5 10 10 -În condiţii urbane 20 - 30 10 10 -

În cazul încercărilor pentru stabilirea parametrilor de confortabilitate sau a solicitărilor

dinamice maxime o influenţă deosebită o are microprofilul căii de rulare. Funcţia h(t) de variaţi aînălţimii profilului drumului în timp este aleatoare, motiv pentru care aceasta poate ficaracterizată prin parametrii statistici cum sunt densitatea spectrală şi funcţia de corelaţie.Cercetări experimentale pun evidenţă faptul ca acesţi parametrii nu difer ă esenţial pentru roţiledin partea stângă şi cele din partea dreaptă, fapt pentru care pot fi considerate, cu bună aproximaţie egale pentru toate firele de deplasare.

O serie de lucr ări din R.F.G., Anglia şiS.U.A. propun aproximarea densităţiispectrale prin funcţii relativ simple (1.1.),de tip fracţionar-exponenţial cu exponentnegativ, care se reprezintă în coordonatedublulogaritmice prin drepte:

1,00E-09

1,00E-08

1,00E-07

1,00E-06

1,00E-05

1,00E-04

1,00E-03

1,00E-02

1,00E-01

0,01 0,1 1 10

Număr de undă [cicluri/m]

D e n s i t a t e a s p e c t r a l ă [

m ^ 3 / c i c l u ]

Drum asfal t Drum betonat Drum pavat Fig. 1.4. Densitatea spectrală pentru diferite

categorii de drumuri.

o

C S (1.1)

unde C şi ω sunt constante specifice pentrufiecare categorie de drum, ν este numărulde undă, iar νo este numărul de undă dereferinţă (de obicei 1/2π[cicluri/m]). Prin

20


23/203

analiza rezultatelor experimentale efectuate pe un număr foarte mare de tronsoane de drum, înlucr ările de specialitate au fost determinaţi parametrii C şi ω. Aceştia sunt centralizaţi în tabelul1.4., iar în figura 1.4. este prezentată grafic variaţia densităţii spectrale pentru diferite categoriide drumuri.

Tabelul 1. 4

Tipul de drum C ][m3/ciclu ω

Drum asfaltat 16*10-6 2,10Drum betonat 24*10-6 1,90Drum pavat 189*10-6 1,54

la concluzia că acestea pot fi aproximate suficient de bine prin expresii analitice de forma (1.2.):

Din analiza densităţilor spectrale determinate de LaBARRE ş.a. , s-a ajuns

o o

o

2

1

o

C

C

S (1.2)

tecare se intersectează pentru ν= νo, valoare care corespunde pentru o lungime de undă

. 5

în care au fost utilizate aceleaşi notaţii ca şi în (1.4). În tabelul 1.5, sunt prezentate valorile mediiale exponenţilor ω1 şi ω2 şi intervalele de variaţie ale coeficienţilor C pentru diferite categorii.Reprezentarea grafică a funcţiei (1.2), în coordonate dublu logaritmice are forma a două drep

λ=6,3m.Tabelul 1

Tipul/calitatea drumului C [m lu]3/cic ω1 ω2 Foarte bună 2-8

Autostradă 1,945 1,360Bună 8-32Foarte bună 2-8

Bună 8-32Medie 32-128Drum principal 2,05 1,440

Rea 128-514Medie 32-128Rea 128-512Drum secundarFoarte rea 512-2048

2,28 1,428

Trebuie menţionat faptul că relaţii de forma (1.1) şi (1.2) nu pot fi utilizate pentruaproximarea densităţii spectrale la valori mici sau foarte mari ale numerelor de undă ν, deoareceaceasta tinde la infinit, respectiv la valoarea zero. Prin urmare pentru determinarea şi simularea parametrilor statistici ai căii de rulare este suficientă utilizarea domeniului de numere de undă ν cuprinse între 0,2 şi 5,4 [cicluri/m] domeniu corespunzător unor lungimi de undă λ cuprinse între

0,19

şi pot fi corelate cu spectrele vibraţiilor induse în subansamblurileauto

şi 50 [m].Stabilite prin teoria funcţiilor aleatore ergodice, caracteristicile unui drum pot fi exprimatenumeric univoc

vehiculelor.O altă modalitate folosită pentru a caracteriza traseele de încercare, pe baza vitezelor medii

de deplasare, vmed, ale autovehiculelor, constă în compararea acesteia cu viteza maximă, vmax. În baza acestei metode pot fi stabilite convenţional patru categorii de drum [9]: categoria I-a pentru

21


24/203

care

ehiculului; etc. Datele obţinute sunt prezentate sub oform

Dacă

program ţiunile de drum pe care se fac încercări se aleg în zone undenu există şanţuri de scugere adânci, pante abrupte sau alte obstacole naturale sau artificiale.

1.4 S ă ne reamintim!

vmed>=0,7*vmax; categoria a-II-a pentru care vmed=(0,4…0,7)*vmax; categoria a-III-a pentrucare vmed=(0,2…0,4)*vmax; categoria a-IV-a pentru care vmed


25/203

după destinaţia testelor;

ăşur ării acestora

culele care sunt supuse

diţiile de

t de tipul testelor de parcurs sunt precizate cu

exactitate condiţiile de drum în care se efectuează acestea.

după obiectul supus testării; după scopul testelor; după condiţiile şi metodele de testare.

f) Programul general de testare este de obicei impus prinstandarde sau norme interne ale institutuţiei careefectuaează lucr ările, organizatorilor desf le revine obligaţia de a elabora un program detaliat caresă asigure o eficienţă maximă a testelor.

g) Numărul şi modul în care autovehitestelor se aleg funcţie de tipul acestora şi de programulde testare.

h) Pentru a obţine informaţiile dorite privind calităţileautovehiculelor supuse testării şi pentru a înregistra câtmai fidel rezultatele obţinute în urma testelor, sub formă

digitală, analogică, sau grafică, în afara aparatelor de borddin dotarea standard se vor monta aparate de măsur ă,achiziţie şi prelucrare a datelor suplimentare. Numărul şicomplexitatea aparaturii necesare încercărilor depinde în principal de tipul testelor efectuate, de contestare şi de gradul de utilare al laboratorului careurmează să efectueze cercetarea experimentală.

i) În funcţie de caracterul experimentării sau al performanţelor care se determină, încercareaautovehiculelor se face pe diferite categorii de drum.Indiferen

1.5 Autoevaluare

Bifează dacă ai dobândit competenţele specifice corespunzătoare:Cunosti care sunt fazele de dezvoltare ale ale unui autovehicul nou,le poţi caracteriza, poti să ar ăţi care sunt interdependenţele dintre ele;Să ar ăţi de unde rezultă imoprtanţa, care este scopul, obiecivele şi

lu saucerinţele impuse testelor efectuate pe autovehicule în ansamb pe componentele acestora;Să enumeri criteriile de clasificare ale procedurilor de testare;

Să clasifici procedurile de testare ale autovehicule după diferitecriterii;Să stabilesti conţinutul unui program de testare al autovehiculelor saual componentelor acestora şi să enumeri etapele acestuia;Să alegi autovehiculele sau componentele acestora care sunt supusetestării;Să alegi aparatura de măsur ă pe care o utilizezi pentru efectuareatestelor;

23


26/203

Să alegi traseele pe care se efectuează testele.Pentru îmbunătăţirea performanţelor reciteşte cu atenţie unitatea de învăţareşi r ăspunde la întrebări.

1.6 Intrebări

zaţi dacă etapele din dezvoltarea autovehiculelor suntîntre

ile de testare experimentale?ării corecte ale

tru subansamblurile acestuia?

.

condiţiile şi metodele

ebuie să conţină un program de testare?entru

are pentru testarea

autovehicilelor şi componentele acestora?n) Cum se aleg traseele pentru testare?

a) Care sunt principalele etape din dezvoltarea unui autovehicul? b) Preciindependente. Dacă nu explicaţi interdependenţa care existăacestea.c) De ce sunt importante procedur d) Care este scopul testelor experimentale şi a elebor elabor ării procedurilor de testare?e) Care sunt cerinţele inpuse testelor experimentale?f) Care sunt criteriile de clasificare a testelor efectuate pentruautovehiculului în ansamblu şi peng) Precizaţi cum se clasasifică testele funcţie de destinaţie şi care sunt

particularităţile ficărui tip de test.h) Precizaţi cum se clasasifică testele funcţie de obiectul supus testăriişi care sunt particularităţile ficărui tip de testi) Precizaţi cum se clasasifică testele funcţie de scopul acestora şicare sunt particularităţile ficărui tip de test. j) Precizaţi cum se clasasifică testele funcţie dede testare care sunt particularităţile ficărui tip de test?k) Ce tr l) Cum se aleg, receptionează şi pregătesc autovehiculele ptestare?m) Cum se alege echipamentul de măsur

1.7 Bib

, ISBN 973 735 306 0

liografie

1 CÂMPIAN, O.V, ŞOICA, A., Încercarea şi omologarea autovehiculelor , EdituraUniversităţii Trannsilvania Brasov, 2004, Braşov

2 Câmpian, O., Studiul solicit ărilor din transmisiile mecanice ale automobEditura Universităţii Transilvania Braşov, 2004.

ilelor.,

3 Hilohi, C., Untaru, M., Soare, I., Druţă, Gh., Metode şi mijloace de încercare aautomobilelor , Editura Tehnică, Bucureşti, 1982.

4 Negruş E., Soare, I., ş.a., Încercarea autovehiculelor. Editura Didactică şi PedagoBucureşti, 1983.

gică,

5 Plint, M., Marty, A., Engine, Engine Testing: Teory and Practice, Butterworth – Heinemann, Oxford, 1995.

6 Wright, D.H., Testing Automotive Materials and Components, Published by SAE,USA, 1993.

7 **** Fatigue Design Book, Society of Automotive Engineer , New York, 1997.

24


27/203

Unitatea de înv ăţ are nr. 2

PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR

OBŢINUTE ÎN URMA TESTĂRII AUTOVEHICULELORCUPRINS:

2.1 ...................................................................................... 26Precizia şi erorile de măsurare2.1.1 .......................................................................... 27Clasificarea erorilor de măsurare

2.2............................................................................................................................ 29

Noţiuni de teoria probabilităţii aplicate în analiza datelor obţinute în urma testelorexperimentale2.3 ....................... 31Prelucrarea statistică a datelor obţinute în urma testelor experimentale

2.3.1 ................................................................................................... 31Media aritmetică2.3.2 .................................................................................................... 32Media ponderată

2.3.3 ................................................................................................................. 32Mediana2.3.4 ..................................................................................................................... 32Moda2.3.5 ................................................................ 32Probabilitatea şi intervalul de încredere2.3.6 ....................................................................................... 33Abaterea medie pătratică

2.4 ............................................................................................. 33Calculul erorilor compuse2.4.1 ......................................... 34Calculul erororilor în cazul compunerii prin însumare2.4.2 ........................... 35Calculul erororilor în cazul compunerii prin combinaţii liniare2.4.3 ......................................... 35Calculul erororilor în cazul compunerii prin înmulţire2.4.4 ................................ 35Calculul erororilor în cazul compunerii prin sumă de puteri2.4.5 ............................. 36Calculul erororilor în cazul compunerii prin produs de puteri2.4.6 ................................................ 36Calculul erororilor în cazul funcţiilor logaritmice

2.4.7 .............................. 37Calculul erororilor în cazul funcţiilor de mai multe variabile2.5 ........................................................................................................... 38Să ne reamintim!2.6 ................................................................................................................. 39Autoevaluare2.7 ......................................................................................................................... 39Intrebări2.8 ................................................................................................................... 39Bibliografie

OBIECTIVE După parcurgerea acestei unităţi de învăţare vei fii capabil să:

Enunţi scopurile principale ale prelucr ării datelor obţinuteîn urma testelor experimentale;

Definesţi şi să clasifici erorile de măsurare; Aplici noţiunile de probabilitate la anliza datelor obţinute

în urma testelor experimentale; Faci prelucrarea statistică a datelor obţinute în urma

testelor experimentale; Determini erorile compuse pentru diferite tipuri de

mărimilor complexe determinate prin teste experimentale;

25


28/203

Prelucrarea matematică a datelor experimentale, analiza şi interpretarea lor constituie o problemă importantă pentru toţi specialiştii care lucrează în cercetarea experimentală. Utilizareametodelor numerice moderne de prelucrare şi analiză a rezultatelor are următoarele scopuri principale: Punerea rezultatelor sub o formă cât mai utilă şi accesibilă specialiştilor care urmează să le

folosească ulterior; Estimarea adevăratelor valori ale mărimilor măsurate, a erorilor de măsurare şi a precizieimăsur ării.Prin urmare, calitatea rezultatelor obţinute în urma cercetărilor experimentale este

influenţată şi de volumul de date, precizia mijloacelor de măsurare utilizate şi de modul în care afost efectuată prelucrarea datelor.

2.1 Precizia şi erorile de măsurare

În practică, nici o determinare experimentală nu poate fi efectuată absolut exact, deoarece înmod obligatoriu aceasta este afectată de erori, datorită:

Variaţiei în timp a fenomenului măsurat; Unor imperfecţiuni a organelor de simţ; Aparaturii şi metodelor de măsurare; Condiţiilor de măsurare; etc.

Perfecţionarea aparaturii şi a metodicii de lucru poate conduce la obţinerea unor aproximărimai exacte, însă trebuie menţionat faptul că există totuşi o limită până la care pot fi micşorateerorile măsurare. Cu cât precizia de măsurare este mai mare cu atât dificultatea şi costurileexperimentului sunt mai mari. Ca urmare a acestui lucru decurge necesitatea ca pentru fiecareexperiment să fie impusă precizia optimă, care în mod uzual este prezentată în standardele,normele, regulamentele de încercare, sau în lucr ările de specialitate.

Prin eroarea de măsurare ∆x se înţelege diferenţa dintre valoarea măsurată x şi adevăratavaloare a parametreului a, fiind exprimată matematic prin relaţia:a x x ii 2. 1

unde i=1,2,.....,n este indicele măsur ării în cadrul a n măsur ări efectuate.Una dintre problemele principale ale prelucr ării numerice a datelor obţinute pe cale

experimentală este estimarea adevăratelor valori ale mărimilor obţinute în urma cercetăriiexperimentale. Este un fapt cunoscut că măsur ătorile în cadrul cercetării experimentale se repetă pentru a putea estima valoarea reală a. Spre exemplu pentru procesul de rulare liber ă, efectuat peun drum orizonta, cu configuraţie rectilinie, din asfalt de calitate bună, în următoarele condiţii:viteză iniţială 15 km/h; viteză finală 10 km/h; viteza vântului mai mică de 3 m/s, rezultatele privind timpul de rulare liber ă au fost obţinute în urma a 84 de probe effectuate (42 pe sens de

depasare). Aceste sunt centralizate în tabelul 2.1. Timpul a fost măsurat cu un cronometru digitalcu precizie de 0,01 s. Se poate observa că timpul de rulare liber ă, variază între 10,38 s şi 10,60 s,iar valoarea medie a timpului de rulare liber ă pentru cele 84 de probe este 10,496 s.

Tabelul 2. 1 Nr. probei 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Timpul de rulareliber ă [s]

10,56 10,49 10,57 14,48 10,56 10,45 10,49 10,60 10,45 10,48 10,45 10,51

Nr. probei 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Timpul de rulare 10,49 10,51 10,48 10,50 10,51 10,45 10,51 10,56 10,49 10,49 10,43 10,44

26


29/203

liber ă [s] Nr. probei 25 26 27 28 29 30 31 31 33 34 35 36Timpul de rulareliber ă [s]

10,53 10,43 10,58 10,49 10,52 10,44 10,49 10,50 10,43 10,51 10,50 10,42

Nr. probei 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48Timpul de rulare

liber ă [s]

10,44 10,42 10,54 10,54 10,44 10,47 10,46 10,47 10,54 10,47 10,55 10,48

Nr. probei 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60Timpul de rulareliber ă [s]

10,54 10,46 10,51 10,49 10,44 10,42 10,46 10,48 10,42 10,52 10,57 10,51


10,53 10,57 10,39 10,42 10,57 10,48 10,56 10,54 10,57 10,52 10,54 10,49


10,55 10,56 10,60 10,48 10,38 10,50 10,47 10,43 10,48 10,59 10,46 10,54

Întrebările care se pun în urma acestor încercări repetate sunt: Cât de apropiată este valoarea medie 10,496 s de valoarea reală? Influenţează numărul de probe acurateţea valorii medii? Domeniul de variaţie al valorilor măsurare, afectează valoarea medie?

R ăspunsul la aceste întrebări poate fi găsit studiind cauzele erorilor de măsurare,modalităţile de estimare a acestora şi modalităţile de reducere a acestora.

2.1.1 Clasificarea erorilor de măsurareClasificarea erorilor de măsurare este prezentată schematic în figura 2.1. La efectuarea

măsur ătorilor pot apare următoarele tipuri de erori: grosolane; sistematice; aleatoare. Erorile grosolane apar datorită calificării necorespunzătoare, experienţei insuficiente sau/şi

neatenţiei personalului . Ca exemple pentru aceste erori pot fi amintite: Citirea pe altă scală a instrumentelor cu scări multiple; Selecţia greşită a factorului de amplificare; Aprecierea poziţiei acului indicator faţă de reperele scării.

Erorile grosolane sunt relativ uşor de identificat prin repetarea măsur ătorilor. Într-un set dedate obţinute pe cale experimentală, valorile ce onţin erori grosolane se situează la limiteledomeniului. În mod obişnuit aceste valori se elimină în cadrul prelucr ărilor încercărilorexperimentale.

Erorile sistematice sunt consecinţa unor factori cunoscuţi ca: instrumentul de măsur ă; metoda de măsurare; mărimile cu influenţă minor ă; condiţiile de mediu exterior; regimul desf ăşur ării experimentului.

Experienţa şi atenţia experimentatorului este adesea utilizată pentru eliminarea acestui tip deeroare. Un exemplu de eroare sistematică este folosirea unui termometru digital calibrat greşit,care la temperatura de îngheţ a apei pure indică 1oC, iar la fierberea acesteia 101oC. Prinetalonarea greşită a termometrului respectiv i s-a indus o eroare sistematică de + 1oC, constantă pe tot domeniul de măsurare de la 0oC la 100oC.

Un alt exemplu de eroare sistematică referitor tot la măsurarea temperaturilor poate fidatorat etalonării greşite în sensul că la transformarea apei pure în gheţă indică 0oC, iar la

27


30/203

fierberea ei 101oC. Prin etalonarea greşită termometrului respectiv i s-a indus o eroaresistematică crescătoare de la 0oC, pentru o temperatur ă de 0oC, până la +1oC, pentru temperaturade 100oC. Prin urmare la o temperatur ă de 30oC, eroarea sistematică va fi de +0,3oC.

Fig. 2. 1 Clasificarea erorilor de măsurare.

Tot o eroare sistematică apare şi în cazul nerespectării condiţiilor iniţiale şi finale ale

experimentului de rulare liber ă prezentat mai sus. Dacă datorită calibr ării greşite a dispozitivuluide măsurare a vitezei autovehiculului, experimentul începe la 14 km/h în loc de 15 km/h, valoriletimpilor de rulare vor fi diminuate.

Erorile sistematice pot crea probleme serioase în munca de cercetare experimentală,deoarece sunt foarte greu de depistat. Acest tip de erori nu pot fi eliminate prin repetareaexperimentului şi medierea rezultatelor obţinute. Spre exemplu eroarea constată de +1oC poate să nu fie detectată o lungă perioadă de timp până la următoarea calibrare a instrumentului demăsur ă, la fel şi eroare de -1 km/h, a instrumentului de măsur ă a vitezei.

În cazul în care valoarea rezultatelor poate fi estimată prin calcul pe cale teoretică şi seconstată diferenţe între rezultatele experimentale şi cele teoretice se verifică etalonarea întreguluilanţ de măsur ă, pentru a depista eventualele erori sistematice. În majoritatea cazurilor, valoare

reală ce urmează să fie măsurată nu se cunoaşte, motiv pentru care detectarea şi eliminareaerorilor sistematice se face destul de greu.

Erorile aleatoare sunt consecinţa unor factori imposibil de evaluat aprioric, iar erorile dinaceastă categorie se distribuie potrivit unei legi statistice. Analiza erorilor aleatoare stabileşteîmpr ăştierea rezultatelor. Dacă revenim la experimentul rulării libere putem identificaurmătoarele cauze: eroarea de comandă a conometrului; mici variaţii ale vitezei iniţiale;

28


31/203

diferenţa între timpul real şi cel ar ătat de cronometru, datorită faptului că precizia de afişare aacestuia este de 0,01 s, iar incrementarea valorii se face din sutime în sutime (eroare maximă – 0,01 s).

Cu toate că sunt mai uşor de identificat decât erorile sistematice, erorile aleatoare nu pot fieliminate în totalitate, pe când cele grosolane şi sistematice pot. Aceste erori pot fi corectate şi

minimizate prin efectuarea mai multor probe pentru determinarea aceleiaşi mărimi urmate deanalize statistice a rezultatelor şi de estimarea erorilor. Prin urmare pentru stabilirea preciziei demăsurare sunt prelucrate statistic erorile aleatoare.

Teoria erorilor de măsurare şi metoda celor mai mici patrate sunt strâns legate de teoria probabilităţilor, statistica matematică, teoria informaţiei şi teoria grafurilor. Pe baza teoriei probabilităţilor şi a statisticii matematice se poate studia repartiţia erorilor care are un rolhotărâtor în prelucrarea rezultatelor obţinute prin măsur ătoare.

2.2 Noţ iuni de teoria probabilit ăţ ii aplicate în analiza datelor obţ inuteîn urma testelor experimentale

Erorile aleatoare de măsurare sunt caracterizate de o lege de repartiţie bine determinată.

Prezenţa unei astfel de legi poate fi stabilită repetând de multe ori, în condiţii identice măsurareaunei anumite mărimi şi considerând numărul m de rezultate ale măsur ătorilor care se încadrează într-un anumit interval. Raportul dintre acest număr şi numărul n al tuturor măsur ătorilorefectuate se apropie de o valoare constantă, pentru un număr suficient de mare de probe,reprezentând frecvenţa relativă de încadrare a mărimii în intervalul (clasa) considerat.

Repetând măsurarea unei variabile, ca în cazul determinării timpului de rulare liber ă aautovehiculului, se constată că valorile măsurate sunt distribuite în jurul valorii medii, aşa cumrezultă din figura 2.2. În această figur ă este reprentat numărul de apariţii în fiecare interval

Fig. 2. 2 Distribuţia timpului de rulare liberă pentru cele 84 de probe.

29


32/203

(clasă), spre exemplu pentru clasa a 2-a corespunzătoare intervalului 10,401 – 10,420 s seconstato 5 apariţii din 84, deci o frecvenţă relativă de 5,95%. De asemenea se constată că în zonavalori medii 10,496 s, frecvenţa de apariţie este mai ridicată, astfel: În intervalul 10,461 – 10,480 sunt 12 apariţii, corespunzătoare unei frecvenţe relative de

14,29%;

În intervalul 10,481 – 10,500 sunt 13 apariţii, corespunzătoare unei frecvenţe relative de15,48%; În intervalul 10,501 – 10,520 sunt 10 apariţii, corespunzătoare unei frecvenţe relative de

11,90%.În mod obişnuit, repartiţia erorilor aleatoare de măsurare se face după o legea normală (legea

lui Gauss).

În figura 2.3, este prezentată frecvenţa de distribuţie pentru o creştere progresivă anumărului de probe de rulare liber ă, sunt redate grafic rezultatele pentru primele 24 de probe, pentru primele 48 de probe, respectiv pentru cele 84 de probe efectuate. Dacă proba s-ar repeta

de o infinitate de ori repartiţia datelor se face după o lege normală, cu cât creşte numărul de probe frecvenţa de distribuţie se apropie din ce în ce mai mult de distribuţia teoretică.

Se pune problema de ce este necesar să se aproximeze frecvenţa de distribuţie cu odistribuţie teoretică. În practică s-a recurs la utilizarea distribuţiei teoretice, deoarece analizastatistică poate fi aplicată mult mai uşor pe această distribuţie. În afar ă de distribuţia normală (Gaussiană), în practica prelucr ării datelor experimentale mai sunt utilizate distribuţia binomială şi distribuţia Poisson.

Fig. 2. 3 Influenţa numărului de probe asupra distribuţiei.

30


33/203

Densitatea de repartiţie a legii normale este dată de relaţia:

22

2

1

x

e x p

2. 2

unde: σ (σ>0) este eroarea medie pătratică, sau eroarea standard; σ2 – dispersia măsurotorilor.Legea normală de repartiţie se determină pornind de la următoarele ipoteze:

Erorile de măsurare pot avea un şir neîntrerupt de valori; La un număr mare de măsur ări, erorile de aceiaşi mărime cu semne diferite au aceiaşi

frecvenţă de apariţie; Odată cu creşterea erorii se micşorează frecvenţa de apariţie.

În figura 10.4 este reprezentată curba de repartiţie a legii normale pentru diferite valori aleerorii standard σ (σ=1/2, σ=1 şi σ=2). Din acest grafic se observă că atunci când σ scade curba de

repartiţie intersectează axa probabilităţii p(x) într-un punct din ce în ce mai îndepărtat deorigine. Cu ajutorul acestui grafic se poate stabili cât de frecvent pot apărea erorile aleatoare.

Fig. 2. 4 Curbele repartiţiei normale.

2.3 Prelucrarea statistic ă a datelor obţ inute în urma testelorexperimentale

Prelucrarea statistică a rezultatelor experimentale presupune folosirea unor valor tipice deselecţie ca: media aritmetică; media ponderată; mediana; moda; etc.

2.3.1 Media aritmetică Media aritmetică a unui grup de n valori (x1, x2, ......., xn) se calculează cu relaţia:

n

ii

nmed x

nn x x x x

1

21 1....... 2. 3

unde: xmed este media aritmetică; i – indicele măsur ării; n – numărul de repetări a probei.

În cazul rulării libere, din exemplul considerat mai sus valoarea medie a celor 84 de probeeste de 10, 496 s. Un număr mai mare de probe confer ă o precizie mai ridicată, şi o valoaremedie mai apropiată de cea adevărată. Spre exemplu:

31


34/203

Pentru prima probă, valoarea medie este 10,56 s; Pentru primele 6 probe, valoarea medie este 10,518 s; Pentru primele 12 probe, valoarea medie este 10,508 s; Pentru primele 48 probe, valoarea medie este 10,492 s; Pentru cele 84 probe, valoarea medie este 10,496 s.

Se observă că valoarea 10,496 s corespunzătoare mediei celor 84 de probe este cea maiapropiată de valoarea adevărată a probei, iar valorile 10, 56 s obţinute în prima probă şi 10,518 s,obţinute pentru primele 6 probe sunt cele mai depărtate de aceasta.

2.3.2 Media ponderată În cazul prelucr ării rezultatelor măsur ătorilor de precizii diferite şe foloseşte media

ponderată care este definită de relaţia:

k i

ii

k i

iii

k

k k pmed

p

x p

p p p

x p x p x p x

1

1

21

2211

...........

.......... 2. 4

Abaterea medie pătratică ponderată este dată de relaţia:

k

ii

k

i pmed ii

k

pmed k k pmed p

p

x x p

p p p

x x p x x pS

1

1

2

21

2211

.............

......... 2. 5

unde p1, p2, ......, pk sunt ponderile măsur ătorilor x1, x2,......,xk , presupuse cunoscute şi care suntinvers propor ţionale cu dispersiile erorilor corespunzătoare, σ1

2, σ22, ......, σk

2.

2.3.3 MedianaMediana este acea valoare a variabilei aleatoare care împarte întregul şir de rezultate dispuse

în ordine crescătoare sau descrescătoare în două păr ţi egale şi caracterizează seria de date prelucrate din punc de vedere al repartiţiei frecvenţei în cadrul seriei.

2.3.4 ModaPrin modă se înţelege valoarea de repartiţie căreia îi corespunde frecvenţa maximă de

apariţie. În anumite cazuri repartiţia de frecvenţe poate avea două valori de frecvenţe, ambelefiind cele mai probabile, repartiţii numite bimodale. În cazul în care aceiaşi frecvenţă derepartiţie are mai multe mode, repartiţia respectivă poartă numele de repartiţie plurimodală. În

cazul în care repartiţia de frecvenţe are în mijlocul ei în loc de maxim un minim, aceasta senumeşte antimodală. La fel ca mediana, moda reprezintă o valoare medie de poziţi sau destructur ă, iar în cazul distribuţiilor simetrice aceasta este egală cu media aritmetică.

2.3.5 Probabilitatea şi intervalul de încredereÎn cazul în care valoarea adevărată a unei măsur ători este x, media aritmetică este xmed, şi

eroarea de măsurare ∆x, se poate presupune că α este probabilitatea că rezultatul măsur ării se

32


35/203

deosebeşte de valoarea adevărată cu o mărime mai mare decât ∆x, lucru care se poate scrie subforma:

x x x x x P med med 2. 6Probabilitatea α se numeşte probabilitate de încredere sau coeficient de siguranţă, iar

intervalul valorilor de la xmed-∆x, până la xmed+∆x se numeşte interval de încredere.

În relaţia 2.6, considerând o probabilitate α, rezultatul măsur ătorii nu iese din limiteleintervalului de încredere. La măsur ători obişnuite se recomandă ca α=0,9...0,95 iar pentru celeextrem de importante α=0,999.

2.3.6 Abaterea medie pătratică O întrebare importantă care se pune în practica cercetării experimentale este “Cât de

apropiată este valoarea medie de valoare adevărată?”. R ăspunsul la această întrebare îl aflămcalculând abaterea medie pătratică a valorii individuale s, şi abaterea medie pătratică a valoriimedii Sm.

Valoarea adevărată a apar ţine domeniului xmed±Sm.Precizia valorilor individuale este caracterizată de valoarea medie pătratică a valorilor

individiuale:

n

imed i x xn

s1

2

1

1, 2. 7

iar precizia şirului de măsur ători efectuate asupra aceleiaşi mărimi (în aceleaşi condiţii), estecaracterizată de valoarea medie pătratică a valorii medii:

n

imed im x x

nn

sS

1

2

1

1

1 2. 8

Această valoare este cunoscută sub denumirea de abatere medie pătratică a valorii medii Sm,care poate fi folosită pentru a estima eroarea standard a valorii medii. Pentru exemplul consideratS

m=0,0055 s pentru cele 84 probe, S

m=0,0066 s pentru primele 48 de probe, S

m=0,0157 s pentru

primele 12 probe, Sm=0,0229 s pentru primele 6 probe. Rezultă că: xmed=10,518 ± 0,0229 s pentru primele 6 probe; xmed=10,508 ± 0,0157 s pentru primele 12 probe; xmed=10,492 ± 0,0066 s pentru primele 48 probe; xmed=10,496 ± 0,0055 s pentru cele 84 de probe.

Prin urmare din cele prezentate mai sus rezultă o abaterea medie pătratică a valorii mediieste cu atât mai mică cu cât numărul probelor scade.

Dacă dacă de probe este foarte mare, se obţine abaterea standard definită prin următoarearelaţie:

n

imed i

med nmed med

x xn

n

x x x x x x

1

2

222

21

1

.................

2. 9

Pentru un număr mai mare de probe abaterea medie pătratică a valorilor idividuale s tidesă fie egală cu σ. Spre exemplu pentru cele 84 probe ale testului de rulare liber ă rezultă:

σ=± 0,0497 şi s=± 0,0500

33


36/203


37/203

2.4.2 Calculul erororilor în cazul compunerii prin combinaţii liniare

Dacă variabila compusă este definită ca:............. med med bY aX Z 2. 16

atunci abaterea medie pătratică a valorii medii pentru şirul compus se calculează cu relaţia:

...............2 ,22

,2

, Y m X m Z m S bS aS 2. 17

Relaţia 10.17 este valabilă şi pentru o variabilă compusă de forma:............ med med bY aX k Z 2. 18

unde k este o constantă.Expresia 2.17, r ămăne valabilă şi pentru cazul în care o parte din termenii relaţiei 2.18 sunt

negativi:............. med med bY aX k Z 2. 19

Pentru exemplificare se poate considera platforma dreptunghiular ă a unui autocamion careare lungimea L=3±0,005 m şi lăţimea l=2±0,004 m. Se impune calculul perimetrului platformei.

Valoarea medie a acestua este: P=2L+2l=10 m.Eroarea standard a perimetrului mediu este:[220,0052+220,0042]0,5=0,013 mDin exemplul prezentat rezultă că valoarea estimată a perimetrului este 10±0,013 m.Un caz particular îl reprezită variabila obţinută prin înmulţirea cu un scalar definită prin

relaţia:

med aX Z 2. 20

a cărei abatere medie pătratică a valorii medii este:

X m X m Z m aS S aS ,2

,2

, 2. 21

2.4.3 Calculul erororilor în cazul compunerii prin înmulţire

Dacă variabila compusă este definită ca:..............med med Y X Z 2. 22

atunci abaterea medie pătratică relativă a valorii medii a şirului compus se calculează curelaţia:

............2

2,

2

2,,

med

Y m

med

X m Z m

Y

S

X

S

Z

S 2. 23

Pentru exemplificare se conside platforma dreptunghiular ă a unui autocamion, care arelungimea L=3±0,005 m şi lăţimea l=2±0,004 m. Se impune calculul suprafeţei platformei.

Valoarea medie a acesteia este: A=Ll=6 m2

Eroarea relativă standard a mediei ariei este: [0,0052

/32

+0,0042

/22

]0,5

=0,0026Prin urmare, eroarea standard reprezintă 0,26% din valoarea medie a ariei de 6 m2, ceea ceexprimat în unităţi de suprafaţă reprezintă 0,016 m2.

Deci aria pletformei poate fi estimată la: 6 m2±0,26% sau 6 m2±0,016 m2.

2.4.4 Calculul erororilor în cazul compunerii prin sumă de puteriDacă variabila compusă este definită ca:

35


38/203

................ vmed umed Y X Z 2. 24

atunci abaterea medie pătratică a valorii medii a şirului compus

Proceduri_si_echipamentede_testare_Campian.pdf

Documents

Transcript of Proceduri_si_echipamentede_testare_Campian.pdf