Оценки надежности, не резервированной аппаратуры.

Расчет показателей надежности аппаратуры есть обязательная составляющая процесса проектирования и конструирования.

При расчете используют информацию:

- интенсивность отказов от температуры окружающей среды, давление механических нагрузок (ускорений), ударов, вибраций.

- коэффициент К_н электрической нагрузки.

- учитывает только внезапные отказы.

Использование априорной информации для получения расчетных оценок надежности аппаратуры связано с рядом ограничений, основными являются:

- режимы работы элементов в составе аппаратуры идентичны режимам, при которых была получена априорная информация, а изменения температуры могут быть учтены.

- в составе аппаратуры применяются элементы из тех же партий, по результатам выборок, из которых получена информация.

- При соединении к аппаратуре элементы не влияют на качество работы друг друга, т.е. выполняется гипотеза о независимости отказов.

Расчет надежности аппаратуры возможен с помощью аналитических методов моделирования.

В литературе описаны три основных аналитических метода. Поскольку показателем надежности аппаратуры является вероятность безотказной работы за заданное время работы, то рассматривается только этот показатель надежности.

Первый метод.

По результатам эксплуатации элементов в аппаратуре определенного назначения получены:

- интенсивность отказов элементов для фиксированных режимов;

- коэффициент пересчета этих интенсивностей при других температурах окружающей среды ;

- коэффициент электрической нагрузки ;

- коэффициент, учитывающий вид аппаратуры по назначению . Этот коэффициент одинаков для всех видов аппаратуры.

Закон распределения времени работы элементов до отказа принимается экспоненциальным.

Вероятность безотказной работы аппаратуры за время работы рассчитывается по формуле:

N – число элементов в аппаратуре.

Второй метод.

Этот метод учитывает отказы внезапные и постоянные. Внезапные отказы определяют вероятность безотказной работы, определяемую по формуле первого метода.

Для определения вероятности безотказной работы для элементов по постепенным отказам необходимы дополнительные данные:

- зависимость изменения математического ожидания ;

- дисперсия технических параметров элементов от времени в режиме, близком к режиму эксплуатации аппаратуры;

Вероятность безотказной работы по постепенным отказам рассчитывается по формуле:

, где табулированная функция.

(Гнеденко Б.В. и др. «Математические методы в теории надежности» М., «Наука», 1986)

допустимые отклонения технических параметров элементов.

Вероятность безотказной работы аппаратуры равна:

Третий метод

По результатам испытаний в течение t > t_p элементов n_i каждого типа (i = 1,2…N) определено число отказов C_i. Режим испытаний идентичный режиму эксплуатации аппаратуры. Безотказность аппаратуры оценивается по частоте отказов элементов:

, где N – число элементов в аппаратуре.

При расчете надежности аппаратуры во всех трех методах предполагается, что априорную информацию получают при непрерывной работе элементов. Если аппаратура работает в циклическом режиме, то при включении и выключении протекают переходные процессы в элементах, что приводит к возрастанию интенсивности отказов аппаратуры.

Значение интенсивности отказов элементов при работе в циклическом режиме определяется: , где f – частота переключения режимов, цикл/час, время эквивалентное одному циклу (включено/выключено).

Вероятность безотказной работы аппаратуры в циклическом режиме:

.

Рассмотрение основ аналитических методов расчета надежности, показывает, что модель функционирования РЭА сильно упрощается. Этими методами можно рассчитать надежность любой технической системы, отказ любого элемента, который ведет к отказу всей системы.