Надёжность объектов в период нормальной эксплуатации

Надёжность в этот период характеризуется внезапными отказами, так как постоянные отказы ещё не проявляются. Внезапные отказы вызываются неблагоприятным стечением многих обстоятельств и поэтому имеют постоянную интенсивность, не зависящую от возраста изделия:

(t) = = const, (4.1)

где Т – средняя наработка до отказа (обычно в часах),

, (4.2)

где ti – наработка до отказа i-го изделия; N – общее число наблюдений.

Вероятность безотказной работы:

(4.3)

Она подчиняется экспоненциальному закону распределения времени безотказной работы изделия и одинакова в любых одинаковых промежутках времени в период нормальной эксплуатации.

Экспоненциальное распределение описывает:

1) наработку до отказа объектов, у которых в результате сдаточных испытаний (выходного контроля) отсутствует период приработки, а назначенный ресурс установлен до окончания периода нормальной эксплуатации. Примеры таких объектов: сложные технические системы с множеством компонентов, средства вычислительной техники, системы автоматического регулирования и т. п.;

2) схему возникновения внезапных, мгновенных повреждений устройств.В этом случае отказ не зависит от состояния самого устройства, а является следствием внешних усло­вий его эксплуатации (ударных нагрузок, температурных условий и т. п.).

Внешняя нагрузка является случайной из-за неизбежных случайных колебаний внешних условий и неизбежных случайных отклонений взаимодействия элементов в системе. Нагрузка изменяется непрерывно и относительно плавно (рис. 4.2).

 

S (t)

S3

Sпред

 

S2

S1

 

t1 t2 t3t

Рис. 4.2. Процесс изменения некоторой нагрузки

 

Это означает, что если взять два соседних момента времени t1 и t2, то соответствующие им нагрузки S1и S2 будут связаны друг с другом. Так, если S1 мала, то маловероятно, что S2будет велика. Это утверждение тем более верно, чем меньше интервал S времени t1 t2. В то же время, если взять участки времени, значительно удаленные друг от друга(t2 и t3), то величина S3 будет мало зависеть от величины S2.

Описанное свойство нагрузки называется асимптотической независимостью нагрузки S3 от S2, когда разность t3t2 велика. Асимптотическая независимость отражает тот факт, что связь между S3и S2существует и уменьшается по мере роста разности t3t2 .

Пиковые значения нагрузки при её плавном изменении возникают также случайно, в силу чего невозможно предсказать момент их появления. При этом отсутствие направленного изменения нагрузки называется ее стационарностью.

Любой элемент имеет ограниченную прочность. Поэтому имеется некоторая предельная нагрузка Sпред,которую система способна выдержать без отказа. Если некоторое текущее значение нагрузки Si превзойдет Sпред, то в соответствующий этому событию момент времени ti произойдет внезапный отказ.
При этом уровень предельной нагрузки Sпред остается, как правило, постоянным в течение всего времени эксплуатации элемента.

Таким образом, внезапный отказ наступает не как следствие постепенного изменения внутреннего состояния элемента, а лишь как результат внешнего случайного воздействия, имеющего величину больше допустимого. В силу этого внезапный отказ наблюдается чаще всего в начальный момент времени эксплуатации устройства. Становится очевидным, что при внезапных отказах нет смысла прибегать к профилактическим мерам типа предварительной замены элементов или их периодического ремонта.

Единственный путь повышения надёжности при внезапных отказах –конструктивное улучшение элементов или уменьшение величин действующих нагрузок.

Экспоненциальное распределение широко применяется для оценки надёжности в период нормальной эксплуатации.

Плотность распределения времени безотказной работы находится по следующей формуле:

. (4.4)

Графики изменения показателей безотказной работы при экспоненциальном распределении приведены на рис. 4.3.

Числовые характеристики наработки до отказа:

– средняя наработка до отказа

; (4.5)

– дисперсия наработки до отказа

. (4.6)

f(t) P(t)     1/T0


λ(t)
P(t)
f(t)
P(t)
t

Рис. 4.3. Графики функций показателей безотказности
при экспоненциальном распределении

 

При t << 1, т. е. при наработке t много меньшей, чем средняя наработ- ка T, выражение (4.3) можно упростить, заменив двумя первыми членами разложения в степенной ряд.

Например, выражение для вероятности безотказной работы (ВБР) примет вид:

, (4.7)

при этом погрешность вычисления P(t) не превышает (λt)2/2.

Для упрощенного вычисления вероятности безотказной работы можно использовать табл. 4.1.

 

Таблица 4.1








Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1064;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.