Курс лекций Основы надежности (1088459)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования"Московский технологический университет"МИРЭАФилиал МИРЭА в г. ФрязиноКафедра №143 "Конструирование СВЧ и цифровыхрадиоэлектронных средствПРИНЯТОУТВЕРЖДАЮна заседании кафедры №143(протокол № 2от «23» октября 2015 г.)Заведующий кафедрой_________ (_____________)«___»_________2015 г.В.И.ШАПОВАЛОВОСНОВЫ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВКурс лекций для студентов направления подготовки 11.03.03«Конструирование и технология электронных средств»Лекция 1Основные понятия и определения в теории надежностиПричины возникновения проблемы надежностиМожно выделить пять причин возникновения проблемы надежности,которые привели к быстрому развитию теории надежности в 40 – 50 годыпрошлого столетия.

К ним относятся:1) усложнение ЭС и систем автоматического управления;2) отставание качества и надежности ЭС от их количественногоприменения;3) усложнение условий эксплуатации ЭС;4) возрастание цены отказа ЭС;5) невозможность восстановления после отказа во время работы в рядеслучаев (атомные реакторы, агрессивные среды и т.д.).Методы повышения, обеспечения и сохранения надежностиВопросами надежности ЭС необходимо заниматься на всех этапахжизненного цикла изделий: при проектировании, производстве иэксплуатации.При проектировании это выбор надежных элементов, облегчениережимов работы элементов, резервирование, современные методыпроектирования изделий и др.При производстве это применение современных технологий, болеекачественных материалов, современных методов контроля и испытаний и др.При эксплуатации это повышение квалификации персонала исвоевременное проведение профилактических работ, обеспечение запаснымичастями и др.Основные понятия и определения в теории надежностиВ соответствии с ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике.

Терминыи определения» надежность – свойство объекта сохранять во времени вустановленных пределах значения всех параметров, характеризующихспособность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условияхприменения, технического обслуживания, ремонтов, хранения итранспортирования.Надежность определяется безотказностью, долговечностью,ремонтопригодностью, сохраняемостью.Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранятьработоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторойнаработки.Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность донаступления предельного состояния при установленной системетехнического обслуживания и ремонта.Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся вприспособленности к предупреждению и обнаружению причинвозникновения отказов, повреждений, поддержанию и восстановлениюработоспособного состояния путем проведения технического обслуживанияи ремонтов.Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателейбезотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение хранения и(или) транспортирования и после.Исправное состояние – состояние объекта, при котором онсоответствует всем требованиям нормативно-технической и (или)конструкторской документации.Работоспособное состояние – состояние объекта, при которомзначения всех параметров, характеризующих способность выполнятьзаданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и(или) конструкторской документации.

Например, если повреждено покрытиекорпуса прибора, то он является работоспособным, но неисправным.Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособногосостояния объекта.Восстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемойситуации проведение восстановления работоспособного состоянияпредусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторскойдокументации.Ремонтируемый объект – объект, для которого проведение ремонтовпредусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторскойдокументации.Единичный показатель надежности – показатель надежности,характеризующий одно из свойств, составляющих надежность объекта.Комплексный показатель надежности – показатель надежности,характеризующий несколько свойств, составляющих надежность объекта.Независимый отказ – отказ объекта, не обусловленный отказомдругого объекта.Зависимый отказ – отказ объекта, обусловленный отказом другогообъекта. Например, перегорание резистора часто обусловлено пробоемконденсатора.Внезапный отказ 1– отказ, характеризующийся скачкообразнымизменением значений одного или нескольких заданных параметров объекта(см.

рисунок). Например, пробой конденсатора приводит к перегораниюрезистораПостепенный отказ 2 – отказ, характеризующийся постепеннымизменением значения одного илинескольких заданных параметровобъекта (см. рисунок). Обычнопостепенный отказ происходит врезультате старения или износаматериаловПеремежающийся отказ –многократно возникающий,самоустраняющийся отказ объектаодного и того же характера.Конструкционный отказ – отказ, возникающий в результатенесовершенства или нарушения установленных правил и (или) нормконструирования объекта.Производственный отказ – отказ, возникающий в результатенесовершенства или нарушения установленного процесса изготовления илиремонта объекта, выполнявшегося на ремонтном предприятии.Эксплуатационный отказ – отказ, возникший в результате нарушенияустановленных правил и (или) условий эксплуатации объекта.Лекция 2.Показатели надежностиПоказатели, характеризующие одну из сторон надежности, называютсяединичными, две или более – комплексными.Показатели надежности должны учитывать максимальное числофакторов, влияющих на надежность, быть удобными для записи втехническую документацию и давать возможность их экспериментальногоопределения.Показатели надежности неремонтируемых изделийК ним относятся вероятность безотказной работы, средняя наработкадо отказа, интенсивность отказов и др.Вероятность безотказной работы P( t) – это вероятность того, что впределах заданного времени или заданной наработки не произойдет отказаизделия.В соответствии с определением() = ( ≥ ),(2.1)где T – время безотказной работы, являющееся случайной величиной; t –заданное время.Если записать () = ( ≤ < ∞) и вспомнить из теориивероятностей, что ( ≤ < ) = ∫ (), то можно записать∞() = � ().Вероятность безотказнойработы имеет следующие свойства(рис.

2.1)1) () = 1 при = 0;2) () = 0 при = +∞;3) Если 1 > 2 , то (1 ) ≤(2 ), то есть вероятностьбезотказной работы –невозрастающая функция своегоаргумента.Экспериментально () можно оценивать по выражениюгде N – число испытываемых изделий; () – число работоспособныхизделий к моменту времени t.Вместо () часто используется вероятность отказа (), то естьвероятность того, что в пределах заданного времени (наработки) произойдетотказ изделия.Можно записатьа следовательно,илиСкладывая () и (), получим() + () = 1(2.6)Экспериментально Q(t) оценивается по выражению, гдеn(t) – число отказавших изделий за время t.Из выражения (2.4) следует, что вероятность отказа равна функциираспределения времени безотказной работы изделия, то есть () = ().Средняя наработка до отказа tср – это математическое ожиданиенаработки изделия до первого отказа, то естьУчитывая, чтои подставляя это выражение в (2.7), получимИспользуя правило интегрирования по частям ∫ = − ∫ , получимПри увеличении t вероятность P(t) значительно быстрее стремится к нулю,чем t – к бесконечности.

Поэтому можно считать, что первое слагаемое равнонулю иОчевидно, что численно P(t) равняется площади под кривой P(t)=φ(t),показанной на рис. 2.1.Статически, где ti – время безотказной работы i-го изделия; N –число изделий, поставленных на испытание.Интенсивность отказов λ(t) – условная плотность вероятностивозникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая длярассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказне возник. Статистически определяется по формулегде n(t) – число изделий, отказавших на интервале времени t; N(t) – числоизделий, не отказывавших к моменту t (рис. 2.2).Вероятность отказа изделий за время ∆находится по формулеПоэтому интенсивность можно трактовать как плотность вероятностиотказов в интервале времени ∆.Учитывая, что (∆) = () − ( + ∆)получимПодставляя в (2.10) (∆), найдемИнтенсивность отказовСледовательно,Учитывая (2.8), получимЛогарифмируя и затем интегрируя полученное выражение в пределах от 0 доt, найдемЭто одна из основных формул теории надежности.На рис.

2.3 показана типичная зависимость λ(t). Видно, что можно выделитьтри периода:1) период приработки изделия, характеризующийся высоким значениемλ(t), уменьшающимся кконцу изгиба. Такойхарактер зависимостиобъясняется наличиемскрытых дефектов,невыясненных приконтроле, поэтому периодприработки стремятсяпроводить на предприятии,«выжигая» элементы соскрытыми дефектами(электротренировка и т.д.);2) период нормальнойэксплуатации изделия, характеризующийся наиболее низкойинтенсивностью отказов, λ ≈ const;3) период старения и износа, идет снижение надежности, увеличениеинтенсивности отказов.Интенсивность отказов – основная характеристика надежности ЭС.Лекция 3.Показатели надежности ремонтируемых изделийК ним относятся вероятность безотказной работы, средняя наработкана отказ (СНО), параметр потока отказов (ППО), вероятность восстановленияи др.Средняя наработка на отказ.

Статистически определяетсягде ti − время безотказной работы; n – число циклов безотказной работы (см.рисунок).Параметр потока отказов. Статистически определяется по формулегде N – число изделий, поставленных на испытания. При определениипараметра потока отказов отказавшие изделия заменяются новыми.Вероятность восстановления () = ( < ) – это функцияраспределения случайной величины tв – времени восстановления изделия.Среднее время восстановления. Статистически определяется поформулегде τi – время восстановления изделия после i-го отказа (см.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций