Главная страница
Навигация по странице:

  • Распределение норм надежности основной системы по элементам.

  • Выбор того или иного способа

  • Контрольные вопросы и задачи

  • 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
    страница9 из 17
    1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   17

    НАДЕЖНОСТЬ ОСНОВНОЙ СИСТЕМЫ


    Основные системы (ОС) являются простейшими техническими системами, в которых отказ одного элемента приводит к отказу всей системы.

    Работоспособность основной системы обеспечивается при условии, когда все n элементов системы находятся в работоспособном состоянии.

     

     

    Поскольку события, заключающиеся в работоспособности элементов  системы, являются независимыми, то

     

     

    вероятность безотказной работы (ВБР)   ОС:



    вероятность отказа (ВО)     ОС:



                      

    При идентичных элементах ОС P1(t) = … = Pn(t) = P(t):

     

    ВБР: 

       Pс(t) = P n(t) ; 

    ВО:

    Qс(t) = 1 - P n(t) .

                      

    Поскольку на участке нормальной эксплуатации наработку до отказа можно описать экспоненциальным распределением каждого элемента

     

    Pi(t) = exp( -i · t),

     

    где i = const, то                 

         

    ВБР   ОС: 



     

    Используя  уравнение связи показателей безотказности, выражающее ВБР любого объекта, в том числе и системы

     

                                                  

    и полагая

     

                                    

    получаем, что интенсивность отказов (ИО) ОС равна сумме ИО  элементов:

      

     

    В общем случае, для любого распределения наработки ИО системы равна:

                   

     

    Для n идентичных элементов 1(t) = … = n(t) = (t):

                   

     

    При экспоненциальном распределении наработки до отказа каждого из  n элементов ОС Pi(t) = exp( - i · t), где i= const показатели безотказности ОС определяются:

     




    Неидентичные элементы

    1 = … = n =

    Идентичные элементы

    1 = … = n =

    ВБР:

        



    ВО:





    ИО:

     



    МО наработки до отказа:





     

    Выражения для МО наработки до отказа  получены из формулы:

     

     

    ПРО:

    fс(t) = - d Pс(t)/ dt = с exp( - t · с );

    fс(t) = n · · exp( - n · t · ) .

     

    Таким образом, при экспоненциальной наработке до отказа каждого из n элементов, распределение наработки до отказа ОС также подчиняется экспоненциальному распределению.

    Для ОС надежность меньше надежности каждого из элементов. С увеличением числа элементов надежность ОС уменьшается.

    Например, при n = 1000, Pi(t) = 0,99, Pс(t) < 10 - 4 и средняя наработка до отказа системы в 1000 раз меньше средней наработки каждого из элементов.

     

    Распределение норм надежности основной системы по элементам.

     

    Рассмотренные модели позволяют определить показатели безотказности ОС  по известным показателям надежности элементов – так решается задача  при завершении технического проекта, после испытаний опытных образцов системы и составляющих элементов.

    Иначе: значения Pi(t) i–х элементов хорошо известны и лишь уточняется  значение Pс(t) и сравнивается с заданным в ТЗ на проект. При этом, если Pс(t) получается меньшей, чем в ТЗ, то принимаются меры по ее повышению (резервирование, использование более надежных элементов и т. п.).

    На начальной стадии проектирования в ТЗ указывается лишь ВБР проектируемой системы. При проектировании используются как элементы с известной надежностью, так и элементы, о надежности которых можно судить лишь по их аналогам (прототипам). При этом необходима предварительная оценка надежности элементов, которая, в дальнейшем, уточняется в ходе испытания опытных образцов системы и элементов.

    Существуют различные способы распределения норм надежности:

    • по принципу равнонадежности элементов;

    • с учетом данных об аналогах элементов;

    • с учетом перспектив совершенствования элементов.

    Выбор того или иного способа зависит от имеющейся информации о проектируемой системе.

    1. Распределение  надежности по принципу равнонадежности элементов:

    Задано: по техническому заданию Pс(t); n – число элементов системы.

    Распределение наработки до отказа элементов – экспоненциальное.

    При идентичных  (равнонадежных) элементах  (1 = … = i = … = n= ):

     

     

    интенсивность отказа i–го элемента:   ln Pс(t) = - n · · t.

     

     

    2. Распределение  надежности с учетом данных о надежности аналогов.

    Задано: по техническому заданию ТЗ Pс(t); n – число элементов системы;

    интенсивности отказов аналогов – аi , .

    Определяется доля отказов системы из-за отказов i–го элемента:

     

    ki = аi / ас,

          

    где – ИО системы по данным об аналогах.

         

    Определяется ИО проектируемой системы: Pс(t) = exp( - с  · t )

     

    с = - ln Pс(t) / t ( с > 0; ln P(t) < 0),

     

    и ИО составляющих элементов:

     

    i= ki · с .

     

    3. Распределение надежности с учетом перспектив совершенствования элементов.

    Задано: по техническому заданию ТЗ Pс(t); n – число элементов системы;

    Изменение ИО аналогов за временной период [19XY по 200Z] годы, аппроксимировано выражениемаi = (аi , 19 XY),

    где аi – ИО i–го аналога в 19XY году.

    По выражению аi = (аi , 19 XY) экстраполируется ИО элементов – аналогов к нынешнему году (году проектирования системы), получаются: а1(94),…, аi(94), ….

    Определяется доля отказов системы из-за отказов i–го элемента:

                                                                                       

     

    и ИО элементов системы:

     

    i= ki · с = ki ·(- ln Pс(t) / t).

     

    Принципы распределения показателей надежности по 2 и 3 способам отличаются лишь экстраполяцией значений на год проектирования.

     

     

    Контрольные вопросы и задачи:

    1. Что такое основная система и в чем состоит условие ее безотказной работы?

    2. Как определяются показатели безотказности основной системы: ВБР и ИО?

    3. Как определяются показатели безотказности основной системы: ПРО и МО наработки до отказа?

    4. Какой закон распределения наработки до отказа будет иметь основная система, если законы распределения наработки до отказа элементов являются экспоненциальными (привести доказательство)?

    5. В чем заключается необходимость распределения норм надежности между элементами основной системы?

    6.  Какие существуют способы распределения норм надежности между элементами основной системы, и чем они отличаются?

    7. Структура проектируемой системы представляется основной системой, состоящей из 10 элементов «A», 15 элементов «B», 32 элементов «D» и 8 элементов «F». Интенсивности отказов элементов известны и равны: A = 2 · 10 -6час -1 , B = 4 · 10 -6час -1, D = 2.5 · 10 -6час -1, F = 5 · 10 -6час -1. Определить среднюю наработку до отказа T и ВБР системы за наработки t1 = 100 час, t2 = 1000 час и в интервале указанных наработок? Определить плотность распределения отказов системы при наработке    t2 = 1000 час?

    Ответ: T0с = 5 · 10 3 час, P(t1 ) = 0.98, P(t2 ) = 0.819, Pс(t1 , t2 ) = 0.836,  f(t2 ) = 1.64 · 10 - 4час -1.

    Лекция 10
    1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   17


    написать администратору сайта