Билет 8
1. Охарактеризуйте основные понятия теории надежности.
Надежность - свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции, в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или наработки.
Работоспособным - состояние изделия, при котором оно способно выполнять предписанные ему функции, имея значения выходных параметров в пределах норм, оговоренных в технической документации.
Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость – свойство изделия сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризирующих способность изделия выполнять требуемые функции, в течении и после хранения и транспортирования.
Отказ - полную или частичную потерю изделием работоспособности вследствие ухода одного или нескольких параметров изделия за пределы установленных норм.
2. Раскройте принципы возникновения отказов. Виды отказов.
Возникновение отказа –конечный результат ряда последовательных этапов, которые независимо от вида отказа, имеют общие черты. Анализ отказов и причин их возникновения проводится с целью определения их последствий, времени возникновения, выбора методов обнаружения, оценки вероятности возникновения, разработки предупредительных, контрольных и защитных мероприятий.
Виды отказов: внезапный, постепенный, независимый, зависимый, полный, частичный, устойчивый, самоустраняющийся, перемежающийся, сбой, очевидный (явный), скрытый
(неявный), конструкционный, технологический, эксплуатационный, естественный, искусственный, при испытаниях, периода приработки, периода нормальной эксплуатации, периода износа и старения
3. Проведите анализ факторов, влияющих на надежность электронных средств
Факторы, влияющие на надежность
1. Количество и качество элементов в системе оказывает влияние на надёжность. Увеличение количества используемых элементов приводит к резкому ухудшению надёжности аппаратуры.
К ухудшению надёжности приводит применение менее надёжных элементов.
1.31. Режим работы элементов. Самые надёжные элементы, работающие в тяжёлом, не предусмотренном для их применения режиме, могут стать источником частых отказов. Для каждого элемента устанавливаются технические условия на режим работы элемента.
Необходимо правильно выбрать режимы работы элементов.
1.32. Применение стандартных и унифицированных элементов резко повышает надёжность системы. Технология производства этих элементов отработана, надёжность их известна.
1.33. Конструктор должен предусмотреть хороший доступ к блокам, элементам аппаратуры для осмотра, ремонта; предусмотреть сигнализацию об отказе того или иного элемента.
Билет 9 1. Дайте общую характеристику влияния тепла, холода, влажности, пыли, давления, радиации на элементы РЭС.
Влияние
влаги на изоляционные материалы определяются отсутствием изоляционных пластмасс, которые могли бы противостоять воздействию влаги.
Термодинамической причиной коррозии является переход корродирующего металла из менее стабильного состояния, в котором он используется в конструкциях ЭП.
Песок и пыль. Максимальную опасность для работоспособности ЭП представляют частицы пыли мелкие, взвешенные в атмосфере с величиной зерна 1…40 мкм. Результаты их воздействия в подшипниках и механизмах – заедание, падение точности; в зазорах с контактами – препятствие нормальной работе реле и переключателей.
Солнечная радиация. Различают две группы воздействия РС:
• Фотолитическое - избирательным поглощением солнечных лучей в полосах поглощения.
Воздействие фотонов приводит к отрыву фотоэлектронов и разрыву молекулярных связей. Результат - изменение цвета ряда полимерных материалов, хрупкость и потеря прочности нарушение лакокрасочных покрытий.
• фотоокислительное - разрыв химических связей при одновременном воздействии излучения, кислорода, воздуха и влаги. Результат – усиленная коррозия
Биологические факторы. К биологическим факторам плесневые грибки, насекомых и грызунов.
2. Раскройте основные элементы теории надежности.
Надежность является комплексным свойством изделий. Для описания сторон этого свойства на
практике пользуются показателями надежности, представляющими собой количественные характеристики одного или нескольких свойств определяющих надежность изделия. комплексные показатели надежности. Показатели этой группы выступают в виде эксплуатационных коэффициентов надежности, используемых для устройств. Основными коэффициентами являются:- коэффициент готовности Kr;- коэффициент технического использования K
И
;- коэффициент простоя K
П
3. Приведите алгоритм расчета времени безотказной работы электронного устройства
Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или наработки.
Экспериментально установлено, что время до отказа элементов хорошо описывается экспоненциальной моделью
( )
t
t
e
−
=
,где λ – параметр экспоненциальной модели.
Также ранее отмечалось, что в случае экспоненциальной модели вероятность безотказной работы за время t определяется выражением
( )
t
P t
e
−
=
. Между величинами φ(t), P(t), λ(t) существует связь
( )
( )
( )
t
t
P t
=
. Тогда в случае экспоненциального распределения времени безотказной работы получим
( )
t
t
e
t
const
e
−
−
=
= =
Билет 10
1. Сформулируйте основные аспекты механических воздействий на электронные средства.
В процессе эксплуатации большинство ЭП подвергаются механическим воздействиям, характер и интенсивность которых зависят от источников воздействия и их расположения относительно аппаратуры. Наиболее часто источниками механических воздействий по отношению к аппаратуре являются: окружающая среда, силовые установки объекта, на
котором установлена аппаратура, электромеханические устройства с возвратно-
поступательным движением масс или неуравновешенными вращающимися роторами и
т.п. К механическим воздействиям, ухудшающим надежность и стабильность работы аппаратуры, относятся
• линейные ускорения (характерны для объектов, движущихся с переменной скоростью.
Влияние линейных ускорений на детали конструкции и ЭРЭ обусловлено инерционными силами, которые могут во много раз превышать силы тяготения)
• вибрации (механические колебания ее элементов или конструкции в целом)
• удары
2. Раскройте основные элементы теории надежности.
Надежность является комплексным свойством изделий. Для описания сторон этого свойства на практике пользуются показателями надежности, представляющими собой количественные характеристики одного или нескольких свойств определяющих надежность изделия. комплексные показатели надежности. Показатели этой группы выступают в виде эксплуатационных коэффициентов надежности, используемых для устройств. Основными коэффициентами являются:- коэффициент готовности Kr;- коэффициент технического использования K
И
;- коэффициент простоя K
П
3. Выполните анализ надежности соединений в электронных средствах
Необходимо определить вероятность безотказной работыP(t)системы,показанной на рис.
5.1.Событие,заключающееся в безотказной работе,
будет наблюдаться, если безотказно будут работать элементы1, 2 и 3. Тогда вероятность безотказной работы
При последовательном соединении элементов вероятность безотказной работы системы равняется произведению вероятностей безотказной работы элементов (рис 5.2).Пусть Λ – интенсивность отказа системы, законы экспоненциальные.Можно записать
Билет 11 1. Опишите базовые принципы оптимизации конструкции.
1) необходимость рассмотрения альтернативных вариантов, которые предположительно могут привести к получению сопоставленных результатов. Это касается выбора: источников энергии, используемых материалов, компоновочных схем, комплектующих изделий. Выбранные решения должны наиболее
адекватно удовлетворять требованиям к конструкциям;
2) оценка качества конструкции основывается не только на общепринятых показателях
(выходные параметры, стоимость, время разработки, удобство в обслуживании, надежность и т.п.), но и количественная оценка значения комплексного (интегрального) показателя качества;
3) учет того, что конструкция ЭП функционирует во внешней среде и в действительности является подсистемой некоторой другой системы. Внешняя среда оказывает существенное влияние на принимаемые решения при разработке конструкции ЭП и может учитываться в виде следующих факторов: физическое окружение; уровень науки и техники; форма структуры проектной организации; квалификация, опыт и интеллект персонала; время разработки;
4) исследование эффективности конструкторских решений на основе моделирования без использования устройств;
5) использование вероятностно-статистических методов при оценке решений, на результат которых влияют случайные параметры.
2. Раскройте принципы возникновения отказов. Виды отказов.
Возникновение отказа –конечный результат ряда последовательных этапов, которые независимо от вида отказа, имеют общие черты. Анализ отказов и причин их возникновения проводится с целью определения их последствий, времени возникновения, выбора методов обнаружения, оценки вероятности возникновения, разработки предупредительных, контрольных и защитных мероприятий.
Виды отказов: внезапный, постепенный, независимый, зависимый, полный, частичный, устойчивый, самоустраняющийся, перемежающийся, сбой, очевидный (явный), скрытый
(неявный), конструкционный, технологический, эксплуатационный, естественный, искусственный, при испытаниях, периода приработки, периода нормальной эксплуатации, периода износа и старения
3. Выполните анализ надежности электронной схемы на ваш выбор.
Оценку показателей надежности выполняют в предположении, что элементы РЭА с точки зрения надежности соединены последовательно, а отказы элементов считаются случайными и независимыми друг от друга.
1 2
N
Тогда для вероятности безотказной работы устройства за время t
3
получим следующее выражение:
( )
( ) ( )
( )
( )
3 1
3 2
3 3
3 1
N
N
i
i
Р t
Р t
Р t
Р t
П Р t
=
=
=
где P
i
(t
3
) - вероятность безотказной работы элементов, подсчитанные для заданного времени t
3
, i=1...N.
В случае экспоненциального закона надежности элементов P
i
(t
3
)=e
-λit2
где λ
i
- параметр экспоненциального распределения для i-го элемента, численно равный интенсивности его отказов.
После подстановки выражения (35) в (34) получим
( )
3 1 3 2 3 3
1 3
N
i
N
i
t
t
t
t
Р t
e
e
e
e
=
−
−
−
−
=
=
Здесь
1
N
i
i
=
=
называют суммарной интенсивностью отказов элементов устройства. Очевидно, что чем больше значения
, тем ниже уровень надежности устройства. Для среднего времени восстановления устройства может быть получено выражение
1 1
N
i
i
В
N
i
q
Т
q
=
где q i
– вероятность отказа i-го элемента на интервале времени t
3
; τ
i
– среднее время восстановления i-го элемента.
Если произведение λ
i
*t
3
<< 1 (q i
= q i
(t
3
) λ
i t
3
) , что имеет место на практике, то формула приминает вид
3 1
1 3
1 1
N
N
i
i
i
i
В
N
N
i
i
t
Т
t
=
=
Билет 12 1.
Сформулируйте основные факторы, определяющие надежность.
Первая группа – показатели безотказности, к ним относятся: - вероятность безотказной работы
Р(t3) в течении заданного времени t3 ; - вероятность отказа q(t3) в течении заданного времени t3; - интенсивность отказов ; - средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы в случае, если наработка выражена временем) Тср; - средняя наработка на отказ Т0 ; - параметр потока отказов ; - гамма-процентная наработка до отказа.
Вторая группа – показатели ремонтопригодности, основными из которых являются: - вероятность восстановления изделия () за заданное время τ; - среднее время восстановления
(математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния изделия после отказа) Тв.
Третья группа - показатели долговечности, к ним относят: - средний ресурс (математическое ожидание ресурса); - гамма-процентный ресурс; - средний срок службы (математическое ожидание срока службы); - гамма-процентный срок службы.
Четвертая группа – показатели сохраняемости; к ним относят: - средний срок сохраняемости
(математическое ожидание срока сохраняемости); - гамма-процентный срок сохраняемости.
Пятая группа – комплексные показатели надежности. Показатели этой группы выступают в виде эксплуатационных коэффициентов надежности, используемых для устройств. Основными коэффициентами являются: - коэффициент готовности Kг ; - коэффициент технического использования Kи ; - коэффициент простоя Kп
2. Раскройте основные принципы построения современных бытовых электронных устройств.
Художественное конструирование.
Художественное конструирование - метод проектирования изделий промышленного производства.
В художественном конструировании рассматривают три основных принципа для создания изделий.
1.
Комплексное, одновременное решение утилитарно-функциональных, конструктивно-технических, экономических и эстетических вопросов; 2. Учет окружающей среды и конкретных условий; 3. Единство формы и содержания.
3. Приведите базовые модели расчета систем охлаждения. удельный объемный расход охлажденного воздуха
Билет 13
1. Опишите базовые принципы оптимизации конструкции.
1) необходимость рассмотрения альтернативных вариантов, которые предположительно могут привести к получению сопоставленных результатов. Это касается выбора: источников энергии, используемых материалов, компоновочных схем, комплектующих изделий. Выбранные решения должны наиболее адекватно удовлетворять требованиям к конструкциям;
2) оценка качества конструкции основывается не только на общепринятых показателях
(выходные параметры, стоимость, время разработки, удобство в обслуживании, надежность и т.п.), но и количественная оценка значения комплексного (интегрального) показателя качества;
3) учет того, что конструкция ЭП функционирует во внешней среде и в действительности является подсистемой некоторой другой системы. Внешняя среда оказывает существенное влияние на принимаемые решения при разработке конструкции ЭП и может учитываться в виде следующих факторов: физическое окружение; уровень науки и техники; форма структуры проектной организации; квалификация, опыт и интеллект персонала; время разработки;
4) исследование эффективности конструкторских решений на основе моделирования без использования устройств;
5) использование вероятностно-статистических методов при оценке решений, на результат которых влияют случайные параметры.
2. Раскройте сущность расчета экранов защиты от электрического поля.
Экранирование.
Экранированием называется локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве, за счет ограничения ее распространения всеми возможными способами.
Эффективностью экранирования (Э) называется отношение напряжений, токов, напряженностей электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана:Э=U/U’=I/I’=E/E’=H/H’ Чтобы уменьшить емкость С
пар
1) изменяют расположение тел А и В, 2)отдаляют их намаксимально возможное расстояние друг от друга, 3) меняют ориентацию, используют в конструкции миниатюрные радиоэлементы.
При недостаточности всех этих мер между элементами устанавливается экран, служащий для экранирования электрического поля (постоянного и переменного).
3. Приведите методику расчета конструкции на механические воздействия.
Билет 14 1. Дайте общую характеристику методов защиты от помех.
Помеха – непредусмотренная электрической
схемой и конструкцией передача напряжения, тока или мощности от одного радиотехнического устройства к другому или от одной части ЭП в другую.
Защита ЭП от наводок сводится к решению трех задач: 1) все ИН в разрабатываемой ЭП не должны мешать ее нормальному функционированию; 2) разрабатываемая ЭП не должна мешать нормальной работе окружающей аппаратуры; 3) в разрабатываемой ЭП должны быть приняты меры по защите от воздействия окружающей аппаратуры. Для решения
первых двух задач необходимо встраивать помехоподавляющие устройства (экраны и фильтры) во все вероятные ИН.
Третью задачу решают путем ввода помехоподавляющих устройств в ПН.
2. Раскройте сущность расчета экранов от воздействия магнитного поля.
3. Приведите методику расчета конструкции электронного средства на охлаждение.
Подставим в формулу Ф = αSΔθ значение коэффициента α
л и получим:
Ф= ε
пр*
1,2 1
2
(
,
)
прfS
где ε
пр
– приведенная степень охлажденного тела;
φ
12
– коэффициент облученности, показывает какая часть энергии излучаемая телом 1 попадает на тело 2;
1 2
( ,
)
f
- функция, устанавливающая связь между температурами тела 1 и 2 при излучении;
(ε
пр для Al=0,06÷0,18; Сталь=0,5÷0,42; Ag – 0,02÷0,03; Лаки – 0,27÷0,906)
При охлаждении тела в воздухе
1 2
( , )
f
=
4 4
1 2
;
100 100
tt
−
t
1
-тело; t
2
-воздух, следовательно, при больших разностях эффективность теплопроводности излучением значительно возрастет.
Скачать 0.74 Mb.