Жүйенің сенімділігін есептеу

Күрделі жүйенің жұмысқа жарамдылығы оның жұмыс істеу қабілеттілігін сипаттайтын оның құрылымы мен өзара байланысы (иерархиялық сұлба) арқылы анықтайды. Жүйенің сенімділік көрсеткіштерін талдау кезінде оның құрылымдық сұлбасы жүйешелер мен элементтерге бөлінеді, ал олар өз кезегінде төмендегідей топтарға бөлінеді:

- істен шығуы жүйенің жұмысқа жарамды күйіне еш әсер етпейтін элементтерге. Істен шығуларды жүйеден тысқары, бөлек қарастыруға болады;

- қарастырылып отырған уақыт аралығында жұмысқа жарамдылығы мүлдем өзгермейтін элементтерге, яғни ;

- қалпына келтірілуі (жөнделуі) мен реттелуі жүйенің жұмысы кезінде немесе жұмыс жасамай тұрған уақытта мүмкін болатын элементтерге;

- істен шығуы бүкіл жүйенің істен шығуына алып келетін элементтерге;

Күрделі жүйені есептеу кезінде қандай да бір базалық уақыт аралығы белгіленеді, осы уақыт аралығында күрделі жүйенің элементтері мен жүйешелерінің сенімділіктері тұрақты деп есептеледі. Сонымен қатар әр элемент екі жағдайдың біреуінде болады: істен шыққан немесе жұмысқа қабілетті.

Және де элементтердің жалғануы түрінде жүйенің істен шығуының басталуын білдіретін функционалдық байланыс болады.

Механикалық жүйелер үшін элементтері тізбектеп жалғанған жүйе ең көп тараған болып есептеледі (6.8-суретті а қара). Тізбектеп жалғау кезінде бір элементтің істен шығуы бүкіл жүйенің істен шығуына алып келеді, сондықтан да жүйе жұмысқа қабілетті күйде болу үшін жүйенің барлық элементтері істен шықпай жұмыс істеуі қажет.

Элементтері тізбектеп жалғанған қалпына келтірілмейтін жүйелер үшін уақыт t ішінде істен шықпай жұмыс істеу ықтималдылығы оның барлық элементтерінің істен шықпай жұмыс істеу ықтималдылықтарының туындысына тең.

(6.61)

мұнда – n элементтен тұратын жүйенің ІШЖІЫ; – жүйенің i-ші элементінің ІШЖІЫ.

Теңдеуден көріп отырғанымыздай, элементтер саны көбейген сайын тізбектеп жалғанған жүйенің сенімділігі төмендейді, ал жүйенің жалпы сенімділігі ең аз сенімді элементтің сенімділігінен артық болмайды (6.9-суретті қара). Бірдей сенімділіктегі элементтерде жүйенің ІШЖІЫ келесі теңдеуден анықталады:

(6.62)

Жүйенің сенімділігінің ондағы тізбектеп жалғанған бірдей сенімділіктегі элементтер санына ( үшін) тәуелділігі 6.9-суретте көрсетілген.

Элементтері параллель жалғанған жүйе (6.8б-сурет) оның барлық элементтері істен шықпайынша істен шықпайды. Мұндай жүйенің ІШЖІЫ t уақыттағы жүйенің істен шығу ықтималдылығы бойынша есептеледі.

Жүйенің элементтерінің істен шығуларының тәуелсіздігі кезінде t уақыт ішінде жүйенің істен шығу ықтималдылығы мынаған тең:

(6.63)

ал жүйенің істен шықпай жұмыс істеу ықтималдылығы

(6.64)

Жүйенің барлық элементтері бірдей сенімділікте болғанда оның ІШЖІЫ мынаған тең:

(6.65)

Жүйенің сенімділігі элементтерді параллель жалғау есебінен артады, яғни резервтік элементтерді жалғау есебінен.

Машина жасау өнімдеріне қолданылатын резервтеу келесі сұлба бойынша жүзеге асырылады:

– жүктелмеген резерв;

– жүктемелері элементтерге таратылған параллель жалғау;

– іске қосылғанда жеңілдетілген режиммен жұмыс істейтін жүктелмеген элементтерді параллель жалғау;

– жүктелген резервтеу.

Жүктелмеген резерві бар жүйеде жүктелмеген элемент жүктелген элемент істен шыққаннан кейін барып жұмысқа қосылады. Осындай сұлбамен көп жағдайда үлкен тереңдіктегі барлау және пайдалану мұнай-газ ұңғыларын бұрғылауға арналған қондырғыларда екі (және одан да көп) бұрғылау сораптары жұмыс істейді. Осы мақсат үшін автомобильде қосымша дөңгелек қолданады.

Жүктемелері элементтерге таратылған параллель жалғауды кеңінен қолданады, мысалы, механизмдердің трансмиссиясында – шынжырлы берілістің көп қатарлы шынжырлары, көп ағында тісті берілістер, соның ішінде бірнеше сателлитті планетарлық тісті берілістер. Жүктемелері таратылған жалғауға ұқсас жалғаулар, мысалы, жүк автомобильдерінде артқы доңғалақтарында қос шина қолданады және т.с.с.

Іске қосылғанда жеңілдетілген режиммен жұмыс істейтін жүктелмеген резервті жалғау бұрғылау шығырларының әр түрлі көмекші апаттық (құрылғылар, механизмдер) жетектері түрінде іске асырылады.

Жүктелген резервтеу – бұл нысанның қосымша жүктемелерді көтеру мүмкіншілігін пайдаланатын резервтеу. Резервтеудің бұл түріне негізінде бұйымды конструкциялау кезінде беріктік қоры коэффициентін өсіру арқылы қол жеткізуге болады.

Параллель жалғанатын сенімділіктері бірдей элементтердің санына тәуелді элементтерді параллель жалғау есебінен жүйе сенімділігін арттыру 6.10-суретте көрсетілген.