Конспект лекций (1040918), страница 22
Текст из файла (страница 22)
интенсивность отказов (λi) не зависит отвремени;d) учет влияния условий работы производится приближенно;e) постепенные отказы отдельно не учитываются.Для основного функционального соединения элементов в изделииNPtPi t ;i 1или так как Pi teit, тоNPteiti 1.Если каждый элемент (узел, блок, прибор и т.д.) имеет ni компонентов, тоniij 1jгде λj – интенсивность отказов отдельного компонента, следовательно,139 Nnii 1j 1tPtej.Учет влияния условий эксплуатации изделия в ориентировочных расчетахобычно производится с помощью поправочного коэффициента Kλ.
Величина интенсивности отказов компонента,j0 Kjгде λj0 – интенсивность отказов при лабораторных условиях работы.Значение поправочного коэффициента Kλ для различных условий эксплуатации аппаратуры указано в Таблица 17.ТАБЛИЦА 17Условия эксплуатации изделияKλВ лабораторных и благоустроенных помещениях1В стационарных наземных устройствах10На кораблях при монтаже приборов в защищенных отсеках17На автоприцепах25На железнодорожных платформах25-30В высокогорной аппаратуре80В составе бортовой аппаратуры:на самолетах120-150на управляемых снарядах300-350на современных ракетах900-1000Для λj0 компонентов, входящих в элементы (узлы, блоки, приборы и т.п.)обычно известны λj0min; λj0; λj0max.
Поэтому обычно определяют значения:PtmaxNnii 1j 1etmin K; Ptet K; PtminetmaxK,гдеminj 0 min;Nnii 1j 1а также140 j0;maxNnii 1j 1j 0 max,Tmax11; T1; Tminmin.maxПри расчете удобно для каждого элемента (узла, блока, прибора и т. д.) необходимые исходные данные и результаты располагать в форме таблицы, например Таблица 18.ТАБЛИЦА 18nj λj0maxλj0maxnj λj0λj0λj0minnjКомпонентыnj λj0minЭлемент 1Элемент 2Элемент 3Полупроводниковыеприборы:диодытриодыСопротивленияКонденсаторыДросселиТрансформаторыΣ nj λj0maxΣ nj λj0Σ nj λj0minni = Σ njСоединения пайкойП р и м е р . Задано количество элементов в изделии (блоке) и известны длякаждого из них пределы значений интенсивностей отказов:1. Реле20 штλj = (0,08÷0,20)·10-3 1/ч2.
Транзисторов10 штλj = (0,05÷0,10)·10-3 1/ч3. Сопротивлений100 штλj = (0,003÷0,015)·10-3 1/ч4. Конденсаторов60 штλj = (0,0014÷0,020)·10-3 1/ч5. Трансформаторов15 штλj = (0,001÷0,020)·10-3 1/ч6. Штепсельных разъемов10 штλj = (0,01÷0,02)·10-3 1/чОпределить кривые для максимального и минимального значения безотказной работы:141 Nj min n j tPtemaxj 1иNj max n j tPtemin.j 1►Расчетные данные удобно представить в виде Таблица 19.Интенсивность отказов,тов n, шт.Количество элемен-элементания на схемеНаименованиеТиповые обозначе-№ п.п.ТАБЛИЦА 191/чИнтенсивность отказов группы элементов, 1/чλjminλjmaxnj λjminnj λjmax1Реле–200,08·10-30,20·10-31,6·10-34,0·10-32Трансформаторы–100,05·10-30,10·10-30,5·10-31,0·10-33Сопротивления–1000,003·10-30,013·10-30,3·10-31,3·10-34Конденсаторы–600,0014·10-30,020·10-30,084·10-3 1,2·10-35Трансформаторы–150,001·10-30,0015·10-30,015·10-3 0,022·10-36Штепсельные100,01·10-30,02·10-30,10·10-3разъемы–N=6215–2,6·10-3–0,20·10-37,72·10-3Таким образом,6j min n jPtemaxtj 1e2, 6 103tt.◄,а6j max n jPtminetj 1e7 , 72 103Методика полного расчета надежности РЭСИзделия (системы) с неизменной структурой в процессе работы.
Вероят-ность безотказной работы изделия (системы) с неизменной структуройPtPa t Pb t ,142 где Pa(t) - вероятность безотказной работы в отношении отсутствия так называемых полных отказов, возникающих вследствие выхода элементов из строя; Pb(t) вероятность безотказной работы при постепенных отказах в отношении отсутствия так называемых неполных отказов, возникающих вследствие выхода параметра за допустимые пределы и вызывающих работу с недостаточной точностью илиэффективностью, либо сбои в работе.Вероятность безотказной работы как характеристика надежности системызависит от надежности, т.е.
вероятности безотказной работы тех элементов (узлов, блоков, приборов, аппаратов), определяющих ее непосредственное функциональное действие. Другие элементы, играющие вспомогательную роль, например,элементы и приборы для контроля работы отдельных цепей, элементы защиты ит.
п., лишь частично влияют на надежность работы основной части. Это явлениеопределяется тем, что при отказах вспомогательных элементов могут нарушатьсярежимы основных частей системы.Методика определения вероятности безотказной работы (надежности) изделия или системы с неизменной структурой состоит в следующем:1. Выделяют из всей системы основную часть ее, определяющую выпол-нение заданных функций.2. Находят режимы работы всех основных элементов (приборов, аппара-тов) в системе.3.
Определяют изменение режимов работы системы и ее основных эле-ментов (приборов, аппаратов) при отказах вспомогательных элементов (приборов):а)полных отказах вспомогательных элементов (приборов) типа коротко-го замыкания и обрыва;б)неполных отказах, состоящих в изменении параметров вспомогатель-ных элементов, выходящих за допустимые пределы.4. Устанавливают возможные в эксплуатационных условиях пределы из-менения внешних физических и физико-химических факторов:а) температуры;143 б) влажности;в) ускорений и ударов;г) вибраций;д) давления воздуха;е) состава и величины агрессивных примесей в окружающей среде;ж) радиоактивных излучений и т.
п.5. Определяют значение надежности каждого из основных элементов(приборов, аппаратов) в отношении появления полных отказов, пользуясь формулойPa tf te,где1tиtиtп2tпtиtп,λ1 – интенсивность отказов при непрерывном режиме работы элемента с учетомрежимов и условий его работы; λ2 – интенсивность отказов при выключенном состоянии элемента с учетом режимов и условий его работы; tи и tп – время и продолжительность импульса и паузы; λ′ - дополнительная величина интенсивностиотказов, обусловленная переходными тепловыми и механическими процессами впроводящем слое и на границе между проводящим слоем и основанием привключении и выключении элемента; f – частота циклов.Для учета режимов и условий работы каждого из элементов значения λ и λ′для нормальных условий и номинальных режимов (номинальных значений токов,напряжений, мощностей, частот, фаз) должны быть изменены в соответствии среальными режимами (реальным значением токов, напряжений, мощностей, частот, фаз) и заданными условиями работы.Надежность работы элемента Рaj должна учитывать внезапные отказы кактипа обрыва Qо, так и типа короткого замыкания Qкз, т.
еPaj1 Q 1144 QоQкз .6. Определяют значение надежности Pbj отдельных элементов в отноше-нии появления неполных отказов, вызванных изменением:а) параметров самого элемента;б)режима его работы (например, подводимого к нему напряжения, тока,мощности, частоты, фазы);в)условий его работы (температуры, влажности, вибраций, ускорений ит. п.).7.
Определяют надежность отдельного элементаPaj Pbj .Pj8. Определяют надежность работы схемыPtnPPj ,j 1где n – число элементов, входящих в основную функциональную схему, илиPtnPnPajj 1PbjPa Pb .j 1Если в общем случае надежность в отношении полных отказов k элементовопределяется по экспоненциальному законуPa1e1t; Pa 2e2t; ...; Pakkte,а остальных (n – k) элементов – по закону ВейбуллаtPa k1e111t; ...; Pann kn ke,n kто для определения PΣ:ln Pln Pbkj 1jtnjtjj k 1.jВ случае обратной задачи, когда требуется определить срок службы, отвечающий заданной надежности РΣ, нужно вычислить и построить графикиy1f1 tln P145 ln Pbkj 1jtиy2tnf2 tj k 1jjjТочка пересечения кривых y1 = f1(t) и y2 = f2(t) определит искомое значение t.Если режимы и условия работы существенно меняются для отдельных эта-Показатели надежности для конца каждой фазы зизни изделияТиповая модель жизни изделияпов (фаз) работы ∆t, то удобно расчеты проводить, пользуясь табл.Продолжительность∆t1∆t2θ1 ,θ1 ,α1,α1,F1, A1F1, A1Режимы работыU1,U2,U, II1I2Интенсивность от-λa1,λa2,казов λai, λbiλb1λb2фазы (∆ti)Внешние факторыθ, α, F, A∆t3…∆tk…kPaeaitiPa1 ea1t1Pa 2ea1t1a2t2bitiPb1b1t1Pb 2eb1t1b2t2i 1kPbePi 1Pa PbePa1Pb1Pa 2 Pb 2PPak PbkИзделия (системы) с переменной структурой в процессе работы.
Опреде-ление надежности систем с переменной структурой, т. е. таких, у которых в процессе их работы в различные моменты времени включаются и работают разныеэлементы, имеет некоторые свои особенности:во-первых, производится разделение всего цикла работы системы на такты,соответствующие отдельным рабочим состояниям системы;во-вторых, для каждого такта составляется функциональная схема, включающая все работающие в течение данного такта элементы (приборы, аппараты);в-третьих, определяются для каждого элемента (прибора, аппарата) переходные установившиеся режимы.146 После этого определяют надежность работы функциональных схем Рτi илиλτi, соответствующих каждому такту.В общем случае, когда учитываются как полные, так и неполные отказы,надежность в течение отдельных тактов:P1P b1 et1 01; P2t2 02P b2 e; ...; P kP bk etk 0k,где Рτb1; Рτb2; Рτb3; …; Рτbk – значение надежности по отношению к неполным отказам в течение отдельных тактов.Общая надежность работы схемы за один циклPP b1 P b2 ...P bk et1 01(t2 02tk 0k...k)i 1P bi eti 0i.Значение надежности схемы к концу N повторяющихся циклов работы будетPNPbN PaNki 1P Nbi eti 0iN.Следует иметь в виду, что λ является не постоянной величиной, а имеет разброс около некоторого среднего значения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
