Главная страница
Навигация по странице:

  • Наименование и типы элементов Обозначение на схеме Количество элементов N

  • Наименование и типы элементов Об на схеме К

  • Итого: 0,8539115 0,9889544

    		•

    Расчёт параметров надёжности рэс по внезапным отказам. Ориентировочный и полный расчет


    Скачать 0.94 Mb.
    НазваниеРасчёт параметров надёжности рэс по внезапным отказам. Ориентировочный и полный расчет
    Дата11.10.2022
    Размер0.94 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаMOED_lr1.docx
    ТипЛабораторная работа
    #727354

    Минобрнауки России

    Федеральное государственное бюджетное образовательное

    учреждение высшего образования

    «Ижевский государственный технический университет

    имени М.Т. Калашникова»

    Кафедра «Конструирование радиоэлектронной аппаратуры»

    Лабораторная работа № 1

    по дисциплине «Надежность электронных средств»
    на тему: «Расчёт параметров надёжности РЭС по внезапным отказам. Ориентировочный и полный расчет»

    Выполнил студент гр. Б19-071-1

    Глухов М.Д.

    Проверил преподаватель

    к.т.н., доцент, зав. кафедрой

    Глушков В.А.


    Ижевск-2022
    Содержание
    1.задание…………………………………………………………………………….3

    2. Ориентировочный расчет.………………………………………………….4

    3. полный расчет………………………………………………………………….

    4. Заключение………….…………………………………………………………...6

    5. Литература…………..……………………………………………….…………..7

    6. Приложения………………………………………………………….…………..8

    Задание



    Произвести ориентировочный и полный расчет показателей надежности устройства, предназначенного для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным климатом, при эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемым климатом (отапливаемые и вентилируемые помещения) (воздействие совокупности климатических факторов) – без осадков, песка, пыли.

    Ориентировочный расчёт



    В основе ориентировочного расчёта заложены следующие допущения:

    • отказ любого элемента влечет отказ всего устройства;

    • элементы каждой группы равнонадежны;

    • все элементы работают в номинальных режимах с КН=1.


    Рассчитываемые характеристики надёжности определяются по формулам:
    P (t) = exp(–t),

    Tср= 1/,

    где

    – общая интенсивность отказов, ч-1;

    ОСГi – средняя интенсивность отказов группы элементов при испытании в режиме номинальной нагрузки и нормальной температуры среды, ч-1;

    Ni – количество элементов в группе;

    КЭi – эксплуатационный коэффициент для пересчёта интенсивности отказов групп или типов изделий от режимов испытаний к условиям эксплуатации различных видов аппаратуры;

    n – количество групп элементов;

    P(t) – вероятность безотказной работы;

    Тср – средняя наработка до первого отказа, ч.

    Значения КЭ, ОСГ берутся из методических указаний по расчёту надёжности элементов РЭА и выбраны с учётом заданной категории изделия.
    Данные для расчетов и их результаты представлены в таблице 1.
    Таблица 1. Данные ориентировочного расчета

    №
    Наименование и типы элементов
    Обозначение на схеме
    Количество элементов Ni, шт
    ОСГi10-6, 1/ч
    КЭ
    10-6, 1/ч

    1
    Резисторы постоянные тонкослойные металлооксидные и металлодиэлектрические
    R1-R10
    10
    0.05
    0.06
    0.018

    2
    Конденсаторы керами- ческие
    C1-C5
    5
    0.07
    0.05
    0.0105

    3
    Светодиоды
    X1…X4
    4
    0.63
    0.1
    0.567

    4
    Транзисторы высокочастотные маломощные
    VT1-VT2
    2
    0.44
    0.2
    0.264

    5
    Светодиоды
    VD1
    1
    0.63
    0.1
    0.189

    6
    Полупроводниковые аналоговые интег- ральные микросхемы
    DD1-DD6
    6
    0.34
    0,138
    0.0414

    9
    Кварцевые резонаторы
    ZQ1
    1
    0.5
    0.01
    0.01

    Итого:
    0,82502


    = 0,82502·10-6 ч-1
    Тср = 1/ = 1212091,828ч = 138,3666 лет
    График вероятности безотказной работы приведен на рис. 1.



    Рис. 1. График вероятности безотказной работы

    Полный расчёт



    При проведении полного расчета надежности учитывают режим работы каждого элемента, входящего в электрическую принципиальную схему РЭС. При основном соединении элементов по надежности указанные характеристики определяют по следующим формулам Значения коэффициентов кр зависят от коэффициентов Кн и температуры и определяются по таблицам 3,4,5 с учетом заданной окружающей среды категории изделия

     = Кр*0i*Кэ1



    P(t) = exp{Кр*0i*Кэ1}*t
     – общая интенсивность отказов, ч-1;

    Оi – интенсивности отказов изделий при испытании в режиме номинальной электрической нагрузки и нормальной температуры среды, ч-1;

    Ni – количество элементов в группе;

    КЭ1i – эксплуатационный коэффициент при наличии коэффициента режима;

    n – количество групп элементов;

    P(t) – вероятность безотказной работы;

    Т – наработка до первого отказа, ч.

    Значения коэффициентов Кр зависят от коэффициентов Кн и температуры и определяются по таблицам 3,4,5 с учетом заданнойокружающей среды категории изделия

    Найдем коэффициент нагрузки

    1. Кн= Uрәб/Uдоп =60/600=0,1 – для конденсаторов С1-С5,

    2. Кн= 1 – (1/Np – 1/Npmax) = 1-(1/1-1/20)=0.05 для DD1, DD4, DD5, DD6;

    Кн= 1 – (1/Np – 1/Npmax) = 1-(1/1-1/15)=0.2 для DD2; DD3

    1. Кн= Uрәб/Umax = 0.4/2 = 0.2 для VD1

    2. Кн= Uкэ + Uкэп / U кэmax = (10+0,4)/35 = 0.297 для VT1-VT2

    3. Кн= Рраб/Рдоп =35/100=0,35 для R1-R10.

    4. Кн= fраб/fmax =12/20 = 0,6 для ZQ1.
      Данные для расчетов и их результаты представлены в таблице 1

    Таблица 1. Данные полного расчета

    №
    Наименование и типы элементов
    Об на схеме
    Кр при +25С
    Кр при +45С
    Оi10-6, 1/ч
    Кэ1
    Кр*0i*Кэ1при +25С
    Кр*0i*Кэ1при +45С

    1.
    Конденсаторы керамические
    С1
    0,55
    0,75
    0,07
    0,2
    0,0077
    0,0105

    С2
    0,55
    0,75
    0,07
    0,2
    0,0077
    0,0105

    С3
    0,53
    0,75
    0,06
    0,2
    0,00636
    0,009




    С4
    0,52
    0,65
    0,09
    0,2
    0,00936
    0,0117




    С5
    0,53
    0,65
    0,1
    0,2
    0,0106
    0,013

    2.
    Полупроводниковые аналоговые интег- ральные микросхемы
    DD1
    0,85
    0,899
    0,3
    0,138
    0,03519
    0,0372186

    DD2
    0,59
    0,65
    0,5
    0,138
    0,04071
    0,04485

    DD3
    0,48
    0,78
    0,43
    0,138
    0,0284832
    0,0462852

    DD4
    0,85
    0,899
    0,3
    0,138
    0,03519
    0,0372186

    DD5
    0,85
    0,899
    0,3
    0,138
    0,03519
    0,0372186

    DD6
    0,85
    0,899
    0,3
    0,138
    0,03519
    0,0372186

    3.
    Диоды
    VD1
    0,56
    0,62
    0,16
    0,05
    0,00448
    0,00496

    4.
    Разъемы
    X1
    0,24
    0,43
    0,54
    0,11
    0,014256
    0,025542

    X2
    0,99
    1,1
    0,4
    0,15
    0,0594
    0,066

    X3
    0,99
    1,1
    0,4
    0,15
    0,0594
    0,066

    X4
    0,99
    1,1
    0,4
    0,15
    0,0594
    0,066

    5.
    Транзисторы высокочастотные маломощные
    VT1
    0,56
    0,62
    0,4375
    0,5
    0,1225
    0,135625

    VT2
    0,56
    0,62
    0,4375
    0,5
    0,1225
    0,135625

    6.
    Резисторы постоянные тонкослойные металлооксидные и металлодиэлектрические
    R1
    0,4
    0,5
    0,3
    0,09
    0,0108
    0,0135

    R2
    0,45
    0,57
    0,3
    0,09
    0,01215
    0,01539

    R3
    0,35
    0,49
    0,3
    0,09
    0,00945
    0,01323

    R4
    0,23
    0,25
    0,3
    0,09
    0,00621
    0,00675

    R5
    0,45
    0,57
    0,3
    0,09
    0,01215
    0,01539

    R6
    0,23
    0,25
    0,3
    0,09
    0,00621
    0,00675

    R7
    0,23
    0,25
    0,3
    0,09
    0,00621
    0,00675

    R8
    0,23
    0,25
    0,3
    0,09
    0,00621
    0,00675

    R9
    0,23
    0,25
    0,3
    0,09
    0,00621
    0,00675

    R10
    0,33
    0,39
    0,3
    0,09
    0,00891
    0,01053

    7.
    Кварцевые резонаторы
    ZQ1
    0,62
    0,76
    0,48
    0,25
    0,0744
    0,0912



















    Итого:
    0,8539115
    0,9889544



    При температуре +25 градусов Цельсия, имеем результаты:
     = 0,8539115·10-6 ч-1
    Т = 1/ = 1171081,547 ч = 133,685108 лет,
    А при температуре +45 градусов Цельсия получим такой результат:
     = 0,9889544·10-6 ч-1
    Т = 1/ = 1011168,968 ч = 115,4302475 лет,
    Графики вероятности безотказной работы приведены на рис. 1. и 2.



    Рис. 2. График вероятности безотказной работы при температуре +25 гр. Цельсия

    Рис.3. График вероятности безотказной работы при температуре +45 гр. Цельсия

    Заключение
    На основании расчетов мы узнали, что общая интенсивность отказов () равна 0,82502·10-6 ч-1, соответственно, средняя наработка до первого отказа (Тср) равна 138,3666 лет. Также получили график безотказной работы.

    На основании расчетов мы узнали, что при температуре +25 град. Цельсия, общая интенсивность отказов (L) равна 0,8539115·10-6 ч-1 соответственно, средняя наработка до первого отказа (Т) равна 133,685108 лет,, а при температуре +45 град. Цельсия общая интенсивность отказов (L) равна 0,9889544·10-6 ч-1, соответственно, средняя наработка до первого отказа (Т) равна 115,4302475 лет. Также получили графики безотказной работы. На которых видно, что при температуре +25 гр. Цельсия, вероятность безотказной работы значительно меньше, нежели при температуре +25 гр. Цельсия. Аналогично можно сказать про среднюю наработку до первого отказа.

    Литература





    1. Ямпурин Н.П. Основы надежности электронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.П. Ямпурин, А.В. Баранова; под ред. Н.П. Ямпурина. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с.

    2. Баканов Г.Ф. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Г.Ф. Баканов, С.С. Соколов, В.Ю. Суходольский; под ред. И.Г. Мироненко. – М. Издательский центр «Академия», 2007. – 386 с.

    3. Шишмарев В.Ю. Надежность технических систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.Ю. Шишмарев. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 304.



    Приложение




    Рис. 4. Схема для лабораторной работы

    написать администратору сайта