Главная страница
Навигация по странице:

  • 1. Основы расчета надежности систем. Общие понятия Задача расчета надежности

  • Цель расчета надежности

  • 2. Системы с резервированием. Общие понятия

  • Система с резервированием

  • Структурное резервирование

  • Контрольные вопросы

  • Надежность и ТД. Надежность. Регламентированы гост 27. 00289 Надежность в технике. Термины и определения


    Скачать 1.7 Mb.
    НазваниеРегламентированы гост 27. 00289 Надежность в технике. Термины и определения
    АнкорНадежность и ТД
    Дата25.05.2022
    Размер1.7 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаНадежность.doc
    ТипРегламент
    #548236
    страница8 из 17
    1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

    НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ


    1. Основы расчета надежности систем. Общие понятия

     

    Задача расчета надежности: определение показателей безотказности системы, состоящей из невосстанавливаемых элементов, по данным о надежности элементов и связях между ними.

    Цель расчета надежности:

    • обосновать выбор того или иного конструктивного решения;

    • выяснить возможность и целесообразность резервирования;

    • выяснить, достижима ли требуемая надежность при существующей технологии разработки и производства.

    Расчет надежности состоит из следующих этапов:

    1. Определение состава рассчитываемых показателей надежности.

    2. Составление (синтез) структурной логической схемы надежности (структуры системы), основанное на анализе функционирования системы (какие блоки включены, в чем состоит их работа, перечень свойств исправной системы и т. п.), и выбор метода расчета надежности.

    3. Составление математической модели, связывающей рассчитываемые показатели системы с показателями надежности элементов.

    4.Выполнение расчета, анализ полученных результатов, корректировка расчетной модели.

     

    Состав рассчитываемых показателей:

     

    Системы с невосстанавливаемыми элементами

    - cредняя наработка до отказа (T);

     

    - ВБР к заданной наработке Pс(t);

     

    - ИО к заданной наработке с(t);

     

    - ПРО к заданной наработке fс(t).

    Системы с восстанавливаемыми элементами

    - T; Pс(t); коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности, параметр потока отказов.

     

    Структура системы – логическая схема взаимодействия элементов, определяющая работоспособность системы или иначе графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить состояние системы (работоспособное/неработоспособное) по состоянию (работоспособное/ неработоспособное) элементов.

    По структуре системы могут быть:

    • система без резервирования (основная система);

    • системы с резервированием.

    Для одних и тех же систем могут быть составлены различные структурные схемы надежности в зависимости от вида отказов элементов (см. таблицу).

     

     

     

    Математическая модель надежности – формальные преобразования, позволяющие получить расчетные формулы.

    Модели могут быть реализованы с помощью:

    Наиболее важным этапом расчета надежности является составление структуры системы и определение показателей надежности составляющих ее элементов.

    Во-первых, классифицируется понятие (вид) отказов, который существенным образом влияет на работоспособность системы.

    Во-вторых, в состав системы в виде отдельных элементов могут входить электрические соединения пайкой, сжатием или сваркой, а также другие соединения (штепсельные и пр.), поскольку на их долю приходится 10-50% общего числа отказов.

    В-третьих, имеется неполная информация о показателях надежности элементов, поэтому приходится либо интерполировать показатели, либо использовать показатели аналогов.

    Практически расчет надежности производится в несколько этапов:

    1. На стадии составления технического задания на проектируемую систему, когда ее структура не определена, производится предварительная оценка надежности, исходя из априорной информации о надежности близких по характеру систем и надежности комплектующих элементов.

    2. Составляется структурная схема с показателями надежности элементов, заданными при нормальных (номинальных) условиях эксплуатации.

    3. Окончательный (коэффициентный) расчет надежности проводится на стадии завершения технического проекта, когда произведена эксплуатация опытных образцов и известны все возможные условия эксплуатации. При этом корректируются показатели надежности элементов, часто в сторону их уменьшения, вносятся изменения в структуру – выбирается резервирование.

     

    2. Системы с резервированием. Общие понятия

     

    Работоспособность систем без резервирования требует работоспособности всех элементов системы. В сложных технических устройствах без резервирования никогда не удается достичь высокой надежности даже, если использовать элементы с высокими показателями безотказности.

    Система с резервированием – это система с избыточностью элементов, т. е. с резервными составляющими, избыточными по отношению к минимально необходимой (основной) структуре и выполняющими те же функции, что и основные элементы.

    В системах с резервированием работоспособность обеспечивается до тех пор, пока для замены отказавших основных элементов имеются в наличии резервные.

     

    Структурное резервирование может быть:

     

    По виду резервирование подразделяют на:

    • пассивное (нагруженное) – резервные элементы функционируют наравне с основными (постоянно включены в работу);

    • активное (ненагруженное) – резервные элементы вводятся в работу только после отказа основных элементов (резервирование замещением).

    При нагруженном резервировании резервные элементы расходуют свой ресурс, имеют одинаковое распределение наработок до отказа и интенсивность отказов основных о и резервных н элементов одинакова (о = н).

    При нагруженном резервировании различие между основными и резервными элементами часто условное. Для обеспечения нормальной работы (сохранения работоспособности) необходимо, чтобы число работоспособных элементов не становилось меньше минимально необходимого.

    Разновидностью нагруженного резервирования является резервирование с облегченным резервом, т. е. резервные элементы также находятся под нагрузкой, но меньшей, чем основные. Интенсивность отказов резервных элементов об ниже, чем у основных о, т. е. о > об.

    При нагруженном резервировании резервные элементы не подвергаются нагрузке, их показатели надежности не изменяются и они не могут отказать за время нахождения в резерве, т. е. интенсивность отказов резервных элементов х = 0.

     

    Примеры ненагруженного резервирования:

     

     

    Резервные элементы включаются в работу только после отказа основных элементов. Переключение производится вручную или автоматически (автоматически – включение резервных машин и элементов в энергетике, в бортовых сетях судов и самолетов и т. д.; вручную – замена инструмента или оснастки при производстве, включение эскалаторов в метро в часы «пик» и т. д.).

    Разновидностью ненагруженного резервирования является скользящее резервирование, когда один и тот же резервный элемент может быть использован для замены любого из элементов основной системы.

    Если рассмотреть два характерных вида резервирования:

     

     

    то очевидно, что при равенстве числа основных и резервных элементов ненагруженный резерв обеспечивает большую надежность. Но это справедливо только тогда, когда перевод резервного элемента в работу происходит абсолютно надежно (т. е. ВБР переключателя должна быть равна 1,0). Выполнение этого условия связано со значительными техническими трудностями или является иногда нецелесообразным по экономическим или техническим причинам.

    Обозначим:

    n – число однотипных элементов в системе;

    rчисло элементов, необходимых для функционирования системы.

    Кратность резервирования – это соотношение между общим числом однотипных элементов и элементов, необходимых для работы системы:

     

    k = (n - r)/r.

     

    Кратность резервирования может быть целой, если r = 1, или дробной, если r > 1.

    Например:

     



     

    r = 1 , k = (3 - 1)/1 = 2.

     

     

     

    Контрольные вопросы:

    1. Основные цели и задачи расчета показателей надежности систем?

    2. Определите состав рассчитываемых показателей безотказности системы?

    3. Перечислите  и поясните основные этапы расчета надежности систем?

    4. Что такое структура надежности?

    5. Что такое математическая модель расчета надежности?

    6. Какие виды резервирования существуют. В чем отличие нагруженного и ненагруженного резервирования?

    7. Что такое кратность резервирования и в чем отличие целой и дробной кратности?

                                                                                                                          Лекция 9
    1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17


    написать администратору сайта