- •Теория надёжности
- •Содержание
- •1. Введение 7
- •2. Основные понятия и определения теории надёжности 8
- •3. Показатели надёжности 18
- •4. Расчёт надёжности по внезапным отказам 44
- •5. Надёжность резервированных систем 55
- •6. Испытания на надёжность 76
- •7. Статистические характеристики надёжности устройств в условиях эксплуатации 118
- •Введение
- •Основные понятия и определения теории надёжности
- •Свойства, характеризующие надёжность
- •Состояния объекта и их характеристики
- •Временные параметры, характеризующие надёжность
- •Основные сведения о расчёте надёжности
- •Показатели надёжности
- •Общие сведения о показателях надёжности для различных видов объектов
- •Показатели безотказности
- •Набор показателей безотказности для различных видов объектов
- •Вероятность безотказной работы, вероятность отказа и частота отказов
- •Интенсивность отказов
- •Средняя наработка до отказа
- •Гамма - процентная наработка до отказа
- •Средняя наработка на отказ
- •Параметр потока отказов и осреднённый параметр потока отказов
- •Показатели долговечности
- •Показатели сохраняемости
- •Показатели ремонтопригодности
- •Комплексные показатели надёжности
- •Распределение Пуассона
- •Нормальное распределение времени безотказной работы при постепенных отказах и учёт влияния этих отказов при расчёте надёжности
- •Распределениевремени безотказной работы по закону Релея
- •Распределениевременибезотказной работыпо закону Вейбулла
- •Законыраспределениявремениремонта
- •Выбор номенклатуры показателей надёжности и задание требований по надёжности
- •Выбор номенклатурыпоказателейнадёжности
- •Заданиетребованийпо надёжности
- •Расчёт надёжности по внезапным отказам
- •Нормирование значений величин вероятности безотказной работы и интенсивности отказов (ориентировочный расчёт надёжности)
- •Окончательный расчёт надёжности невосстанавливаемых объектов с учётом режимов работы элементов
- •Окончательный расчёт надёжности восстанавливаемых объектов с учётом режимов работы элементов
- •Разработка требований к надёжности составных частей объекта, исходя из заданной надёжности на объект
- •Надёжность резервированных систем
- •Методы и средства повышения надёжности рэо
- •Виды резервирования
- •Методы расчёта надёжности резервированных систем
- •Расчёт общего резервирования спостоянновключенным резервом и с целой кратностью m при отсутствии последействия
- •Расчёт раздельногорезервированияс постоянно включенным резервом и с целой кратностью при отсутствии последействия
- •Расчёт общего резервирования с дробной кратностью и с постоянно включенным резервом при отсутствии последействия
- •Расчёт резервирования замещениемдляслучаев облегченного резерва, ненагруженного резерва и общего нагруженного резервирования с последействием
- •Расчёт скользящегоненагруженногорезервирования замещением
- •Испытания на надёжность
- •Виды и планы испытаний нанадёжностьпри проектировании, производстве и эксплуатации изделий
- •Контрольные выборочные испытания на надёжность по методу однократной выборки
- •Контрольные выборочные последовательные испытания на надёжность
- •Контрольные и определительные испытания на ремонтопригодность
- •Определительные испытания на долговечность, на сохраняемость, на безотказность и для оценки комплексных показателей
- •Определительные ускоренные испытания на надёжность с использованием математических и физических методов прогнозирования Общие сведения о прогнозировании
- •Математические методы прогнозирования
- •Физические методы прогнозирования
- •Определительные ускоренные испытания на надёжность с использованием прогнозирования
- •Граничные испытания для оценки запаса параметрической надёжности
- •Статистические характеристики надёжности устройств в условиях эксплуатации
- •Общие положения
- •Доверительные вероятности, доверительные интервалы и методы исключения грубых ошибок измерения при определении статистических характеристик надёжности
- •Общие сведения о доверительной вероятности, доверительных интервалах и методах исключения грубых ошибок измерения
- •Определение доверительного интервала и минимального числа измерений при нормальном распределении времени безотказной работы
- •Доверительные интервалы при экспоненциальном распределении и распределении Пуассона
- •Критерии согласия между теоретической кривой и статистическим распределением
- •Критерий согласия Колмогорова
- •Критерий согласия χ2 Пирсона
- •Литература
- •Приложение а.Справочные данные для расчёта надёжностиРэСв курсовых и дипломных проектах
Определительные испытания на долговечность, на сохраняемость, на безотказность и для оценки комплексных показателей
Как указывалось ранее, долговечностью называют свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. При предельном состоянии дальнейшая эксплуатация объекта недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. К показателям долговечности относятся: средний ресурс, средний срок службы, гамма-процентный ресурс и гамма-процентный срок службы. Обычно при испытаниях на долговечность определяют опытное значение гамма-процентного ресурса, то есть суммарной наработки, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью γ, выраженной в процентах
γ = (1- d/nД)100, (6.18)
где nД- число объектов, поставленных на испытание, а d- число отказавших объектов.
Гамма-процентный ресурс вычисляют по накопленным результатам испытания. В процессе испытания периодически проверяют работоспособность испытываемых РЭС для выявления наступления предельного состояния. Образцы, достигшие предельного состояния, снимают с испытания. Испытание на долговечность является фактически ресурсным испытанием. Его проводят до получения числа отказавших изделий:
d = 0,05nД+ 1 при γ = 95%, (6.19)
d= 0,1nД+ 1 при γ = 90%. (6.20)
Испытания на долговечность весьма трудоемки и продолжительны (до 100 тыс. ч) и связаны с большими экономическими затратами. Так, для проведения испытания изделий с наработкой 10 тыс. ч требуется 1,5...2 года. Проводят анализ отказов и на его основе разрабатывать необходимые мероприятия по устранению их причин. За гамма-процентный ресурс принимают время испытаний, соответствующее середине интервала времени между появлением двух последних отказов. В итоге длительного испытания получают количественные показатели долговечности, которые не могут быть заранее заданы и которые могут служить как справочные данные, отражающие уровень надёжности выпускаемых изделий [20].
Проведение испытаний РЭС на сохраняемость, определяющую свойство сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности РЭС выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования, необходимо потому, что хранение является неотъемлемой частью эксплуатации. В качестве критерия оценки сохраняемости при испытаниях обычно принимают значение гамма-процентного срока сохраняемости - срока сохраняемости, которого изделия, достигают с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах. Опытное значение гамма-процентного срока сохраняемости определяется формулой
γ = (l – d /nc)100, (6.21)
где d- число изделий, отказавших за время хранения;nc- объём выборки, необходимый при испытании на сохраняемость. Более подробно вопросы испытаний на сохраняемость изложены в специальной литературе по испытаниям [17, 20]. Определительные испытания показателей безотказности и комплексных показателей надёжности проводятся для ремонтируемых изделий с восстановлением отказавших изделий, а для неремонтируемых изделий без их восстановления. Вопросы, связанные с определением статистических характеристик надёжности устройств в условиях эксплуатации, рассмотрены в разделе 7.