25. Показатели надежности систем.

Система не может быть прочнее своего самого слабого звена. Поэтому в целях защиты системы следует применять избыточность, дублируя критичные детали. Дублирование означает, что в случае отказа одной из критичных деталей, другая аналогичная будет продолжать функционировать, позволяя системе нормально работать.

Избыточность может основываться как на одновременной работе двух подсистем (активная избыточность), так и на удерживании одной из подсистем в резерве (резервной избыточности). Избыточность может применяться как в системах с параллельным принципом работы, так и в системах с последовательным принципом работы.

Рассмотрим вначале работу системы до ее первого отказа. В этом случае надежность системы полностью определяется функцией надежности p(t), которая равна вероятности безотказной работы системы в течение времени t. Пусть система состоит из п элементов, функцию надежности которых обозначим через p₁(t), p₂(t), …, p_n(t).

Наша задача заключается в том, чтобы выразить функцию надежности системы P(t) через функции надежности элементов.

Раcсмотрим сначала самый простой и самый важный случай. Будем утверждать, что п элементов в системе соединены последовательно в смысле надежности, если отказ любого элемента вызывает отказ всей системы.

Тогда для безотказной работы системы в течение времени t нужно, чтобы каждый элемент работал безотказно в течение этого времени. Так как элементы независимы в смысле надежности, то

Итак, при последовательном соединении функции надежности перемножаются. На основании выражения (5.4) определим интенсивность отказов системы:

Таким образом, при последовательном соединении интенсивности отказов складываются, а надежность системы также будет подчиняться экспоненциальному закону, если надежность элементов имеет экспоненциальное распределение.

Введем теперь в рассмотрение вероятности отказов системы и элементов 

и

Тогда для последовательного соединения:

Рассмотрим теперь второй простейший случай соединения элементов в системе. Будем утверждать, что элементы в системе соединены параллельно, если отказ системы наступает только тогда, когда отказывают все входящие в систему элементы. Примером системы с таким соединением элементов является устройство, состоящее из нескольких частей, выполняющих одну и ту же функцию. Эта функция будет нарушена только тогда, когда откажут все эти части. Так как элементы независимы в смысле надежности, то мы получаем:

т. е. при параллельном соединении вероятности отказа перемножаются. В частности, когда все элементы равнонадежны, имеем:

Если надежность каждого элемента подчиняется экспоненциальному закону, то надежность системы уже не будет подчиняться этому закону. Например, для случая равных элементов:

26. Методы неразрушающего контроля их классификация и краткая характеристика.

Неразрушающий контроль (НК) основан на получении информации о качестве проверяемых материалов и изделий при взаимодействии их с веществами или физическими полями в виде электрических, световых, звуковых или других сигналов. Современные методы НК в соответствии с ГОСТ 18353–79 подразделяются на девять основных видов:

• магнитный — основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом;

• электрический — основанный на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия;

• вихретоковый — основанный на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте;

• радиоволновой — основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;

• тепловой — основанный на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами;

• оптический — основанный на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом;

• радиационный — основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Слово «радиационный» может заменяться словом, обозначающим конкретный вид ионизирующего излучения, например, рентгеновский, нейтронный и т. д.;

• акустический — основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте. При использовании упругих волн ультразвукового диапазона (выше 20 кГц) допустимо применение термина «ультразвуковой» вместо термина «акустический»;

• проникающими веществами — основанный на проникновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта. Термин «проникающими веществами» может изменяться на «капиллярный», а при выявлении сквозных дефектов — на «течеискание».

Методы каждого вида НК классифицируют по характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичным информативным признакам и способам получения первичной информации.