ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Розрахунок показників надійності.

В цьому розділі необхідно визначити показники надійності, які відносяться до імовірності безпечної роботи P(t), імовірність несправної роботи Q(t) = 1-P(t), наробіток на відмовлення та коефіцієнт готовності К.

Імовірність P(t) - це імовірність того. що в заданому інтервалі часу не виникає відмовлення в роботі пристрою. Вона визначається з вираження (для експонентного закону розподілу):

P(t) = ехр(t)Лi,

де t - інтервал часу, на якому оцінюється імовірність, Ло=Лi+...+Л2+...+Л1;

Лі - інтенсивність відмов і-того елемента;

n - кількість елементів даного типу в схемі:

ехр = 2,718 - основа натуральних логарифмів.

Чисельні значення інтенсивності відмовлень деяких елементів приведені в табл.

Імовірність несправної роботи - це імовірність того, що в заданому інтервалі часу виникає відмовлення в роботі пристрою.

Надійність – властивість виробу (деталі, компоненту, елементу, вузла, блоку, пристрою, системи) виконувати задані функції (бути працездатним) протягом необхідного проміжку часу.

Надійність сучасної електронної апаратури (ЕА) значною мірою визначається надійністю складових її компонентів, і межі складності електронних систем залежать в основному від досяжного рівня надійності складових їх технічних засобів. Проблема забезпечення надійності набуває тим більше значення, чим складніше ця ЕА. Вирішення суперечності між складністю пристроїв і їх надійністю є одним з найважливіших інженерних завдань.

В якості показника надійності ЕА використовують тільки середній час безвідмовної роботи (математичне очікування випадкової величини )

.

Для експоненціального закону розподілу відмов

.

При експериментальній оцінку середній час безвідмовної роботи виробу визначається таким чином

, де

– час справної роботи i-го виробу

– число виробів в партії, над якою проводиться випробування.

Використовуючи співвідношення (3.6) для вірогідності безвідмовної роботи (3.4) одержимо

.

Нехай . Тоді, тобто на інтервалі часу відмовили 63% виробів і зберегли безвідмовність 37%.

Дисперсія часу безвідмовної роботи визначається з виразу

і при експоненціальному законі розподілу відмов рівна

.

Звідси середньоквадратичне відхилення часу безвідмовної роботи виробу буде

.

Фізично інтенсивність відмов виробів визначає відносне число виробів, що відмовили, в одиницю часу. Одиницею вимірювання інтенсивності відмовзвичайно є величина .

Інтенсивність відмов виробу на великому інтервалі часу описується якісною кривою (рис. 2.7.1). Вона характеризується трьома явно вираженими періодами: прироблення I, нормальної експлуатаціїII і зносуIII.

На ділянці прироблення спостерігаються раптові відмови приробки. Вони виникають унаслідок того, що частина елементів, що входять до складу виробу, є або бракованими, або мають низький рівень надійності. Період прироблення складає звичайно долі і одиниці відсотка від часу нормальної експлуатації виробу.

На другій ділянці інтенсивність відмов виробу має мінімальний, приблизно постійний номінальний рівень . Для цього періоду роботи виробу характерні раптові відмови, унаслідок дії ряду випадкових чинників. Попередити їх наближення практично неможливо, тим паче, що до цього часу у виробі залишаються тільки повноцінні компоненти, термін зносу яких ще не наступив.

Третя ділянка кривої характеризується збільшенням інтенсивності відмов. На цьому інтервалі часу спостерігаються як раптові, так і поступові відмови, пов'язані із зносом (старінням) елементів. При зносі відбувається часткове руйнування матеріалів, зміна їх физико-хімічних властивостей. Період зносу завершується в крапці, коли інтенсивність відмов виробу наблизиться до максимально допустимої для даного виробу.

При розрахунках виробів на надійність з урахуванням раптових відмов звичайно приймають інтенсивність відмов виробів, рівну, тобто розрахунок проводять для нормальної ділянки експлуатації виробів.

 

Середні значення номінальної інтенсивності відмов для елементів приведені в додатку – таблиці 1. Ці значення дані для нормальних лабораторних умов експлуатації виробів (температура , відносна вологість – 60%, атмосферний тиск – 1013 кПа). У реальних умовах експлуатації зовнішні дії на ЕА можуть істотно відрізнятися від нормальних. Зміна діючих реальних інтенсивностей відмов елементів враховується шляхом введення поправочних коефіцієнтів.

При орієнтовних оцінках надійності особливості експлуатації ЕА враховуються таким чином

де

– поправочний коефіцієнт.

завжди більше одиниці. Коефіцієнт враховує дії на ЕА механічних чинників (вібрацій, ударних навантажень), – кліматичних (температури, вологості), – умови роботи при зниженому атмосферному тиску. Значення цих коефіцієнтів для напівпровідникової ЕА приведені в таблицях 2, 3, 4 відповідно.

При остаточному розрахунку надійності ЕА розрахункові інтенсивності відмов елементів уточнюються з поправкою на електричні режими елементів і визначаються виразом

де

– поправочний коефіцієнт, що враховує температуру навколишнього середовища і коефіцієнт електричного навантаження . Значення для різних типів елементів приведені в таблиці 5. Величина для і температурі навколишнього середовища близької до нормальної може бути здійснено нижче одиниці.

Коефіцієнт навантаження елементу дорівнює

, де

Н і Нд – відповідно електричне навантаження в реальному і допустимому номінальному (за технічними умовами) режимах. Коефіцієнт навантаження або розраховується, або визначається експериментально, шляхом виміру режимів роботи для реальної ЕА.

Коефіцієнти навантажень для різних елементів ЕА знаходяться таким чином.

Резистори

, де

– реальна потужність, що розсіюється резистором, – допустима розсіювана резистором потужність по довіднику.

Конденсатори

, де

– реальна напруга на конденсаторі, – допустима напруга на конденсаторі по довіднику.

Напівпровідникові діоди

, , де

– середній робочий випрямлений струм, – випрямлений допустимий струм, – зворотна робоча напруга, – допустима зворотна напруга.

Транзистори

, , , , , , де

– струми колектора і емітера; , – допустимі струми колектора і емітера; , , – напруга колектор-база, колектор-емітер, емітер-база; , , – допустимі напруги; – потужність, що розсіюється транзистором; – допустима потужність.

 

При визначенні надійності простої системи звичайно вводяться наступні обмеження.

– Відмови, що відбуваються в системі, є незалежними.

– Відмови системи викликані відмовою елементів. При відмові будь-якого з елементів відбувається відмова системи.

Дані обмеження надійності систем без резервування при розрахунках встановлюють математичну модель, що складається з послідовно включених елементів (рис. 3.2), незалежно від дійсних зв'язків елементів в реальній системі.

 

 

Рисунок 2.3.2 – Послідовна модель системи при розрахунках на надійність елементів в реальній системі.

 

Якщо відома вірогідність безвідмовної роботи елементів, то вірогідність безвідмовної роботи всієї системи рівна

.

Вважаючи відповідно до виразу (3.4), що і – інтенсивність відмови елементу, маємо

, де

–сумарна інтенсивність відмов, є інтенсивність відмов системи.

Аналогічно виразу (3.6) визначається середній час безвідмовної роботи системи

. (3.9)

З приведених співвідношень (3.7) – (3.9) слідує:

– Чим менша інтенсивність відмов елементів системи, тим вище за характеристику надійності самої системи;

– Чим менша загальна кількість елементів системи, тим краще характеристики надійності системи.

Таким чином, при конструюванні систем необхідно прагнути до простіших систем, що складаються з високонадійних елементів при заданих обмеженнях на технічні характеристики і вартість системи.


© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти