183562 (629869), страница 3
Текст из файла (страница 3)
(1.22)
Для нахождения функции F(t) для каждого интервала определяется отношение
, где tкi – конец i-го интервала. По найденному отношению и параметру "в" по таблице определяем значение интегральной функции F(tкi – tсм).
Для данного задания значение дифференциальной и интегральной функций при ЗРВ будут равны:
для первого интервала
в=2,5
в=2,5 F(tк1)= 0,096
для второго интервала
в=2,5
в=2,5 F(tк1)=0,243
Дальнейшие результаты расчетов представлены в таблице 1.4.
Графическое изображение дифференциальной функции f(t) и интегральной функции F(t) при выравнивании по ЗНР и по ЗРВ представлено на рисунке 1.1 и 1.2 в приложении.
Таблица 1.4 – Значения f(t) и F(t) при ЗРВ
| Интервалы, мм | 6,00-6,16 | 6,16-6,32 | 6,32-6,48 | 6,48-6,64 | 6,64-6,80 | 6,80-6,96 |
| f(t) | 0,083 | 0,183 | 0,247 | 0,234 | 0,15 | 0,069 |
| F(t) | 0,096 | 0,243 | 0,536 | 0,719 | 0,902 | 0,969 |
1.7 Критерии согласия опытных и теоретических распределений показателей надежности
Применительно к показателям надежности тракторов и сельскохозяйственных машин, чаще используется критерий согласия Пирсона χ2.
Критерий χ2 определяется по формуле:
, (1.23)
где n – число интервалов в статистическом ряду;
mi – опытная частота в i-ом интервале;
mтi – теоретическая частота в i-ом интервале.
(1.24)
Для определения критерия согласия χ2 нужно иметь статистический ряд, который удовлетворяет условиям:
. (1.25)
В случае, если статистический ряд не удовлетворяет этим условиям, проводится укрупнение его путем объединения интервалов с частотой mi или mтi меньше 5 с соседними.
Для данного задания значение теоретической частоты (mтi) для каждого интервала статистического ряда, определенное по формуле 1.24 для ЗНР и ЗРВ представлено в таблице 1.5.
Таблица 1.5 – Значение теоретической частоты для ЗНР и ЗРВ
| Интервалы, мм | 6,00-6,16 | 6,16-6,32 | 6,32-6,48 | 6,48-6,64 | 6,64-6,80 | 6,80-6,96 | |||||||
| Опытная частота mi | 3 | 5 | 6 | 7 | 6 | 3 | |||||||
| F (t) | ЗНР | 0,085 | 0,239 | 0,484 | 0,732 | 0,902 | 0,975 | ||||||
| ЗРВ | 0,096 | 0,243 | 0,536 | 0,719 | 0,902 | 0,969 | |||||||
| Теоретическая частота, mтi | ЗНР | 2,55 | 4,62 | 7,35 | 7,44 | 5,1 | 2,19 | ||||||
| ЗРВ | 2,88 | 4,41 | 8,79 | 5,49 | 5,49 | 2,01 | |||||||
Так как при выравнивании по ЗНР статистический ряд не удовлетворяет условию 1.25, производим укрупнение статистического ряда, т.е. объединяем первый и второй, а также пятый и шестой интервалы. Укрупненный статистический ряд представлен в таблице 1.6.
Таблица 1.6 – Укрупненный статистический ряд для определения критерия согласия χ2
| Интервалы, мм | 6,00-6,32 | 6,32-6,48 | 6,48-6,64 | 6,64-6,96 | ||||
| Опытная частота, mi | 8 | 6 | 7 | 9 | ||||
| Теоретическая частота, mтi | ЗНР | 7,17 | 7,35 | 7,44 | 7,29 | |||
| ЗРВ | 7,29 | 8,79 | 5,49 | 7,5 | ||||
Критерий χ2 будет соответственно равен:
- для закона нормального закона
.
- для закона распределения Вейбулла
.
Для количественной оценки совпадения опытного и теоретического распределения определяется вероятность совпадения по критерию Пирсона Р(χ2), определяемая по таблицам в литературных источниках.
Вероятность совпадения при прочих равных условиях зависит также от повторности исследуемой информации. Для пользования таблицей необходимо определить число степеней свободы "r" по уравнению:
(1.26)
где ny – число интервалов укрупненного статистического ряда;
к – число параметров теоретического закона распределения;
1 – связь, накладываемая закономерностью ∑Pi=1.
Для данного примера
Тогда для закона нормального распределения Р(χ2) = 40%, для закона распределения Вейбулла Р(χ2) = 20%.
Принято считать, что теоретический закон согласуется с опытным распределением, если Р(χ2)≥10%.
Из проведенной проверки следует, что оба теоретические закона согласуются с опытным распределением, но вероятность совпадения закона нормального распределения несколько выше, чем закон распределения Вейбулла.
1.8 Определение доверительных границ рассеивания одиночного и среднего значений показателя надежности. Абсолютная и относительная предельные ошибки
Доверительные границы рассеивания показателей надежности при использовании закона нормального распределения определяется по формулам:
а) для одиночного значения показателя надежности
; (1.27)
; (1.28)
; (1.29)
, (1.30)
где
- нижняя доверительная граница одиночного значения показателя надежности;
- верхняя доверительная граница одиночного значения показателя надежности;
σ – среднее квадратическое отклонение;
- коэффициент Стьюдента определяется по таблице в зависимости от принятой доверительной вероятности α и объема информации N;
- доверительный интервал;
- абсолютная ошибка рассеивания.
б) для среднего значения показателя надежности:
; (1.31)
; (1.32)
; (1.33)
, (1.34)
где -
- нижняя доверительная граница рассеивания среднего значения показателя надежности;
- верхняя доверительная граница рассеивания среднего значения показателя надежности;
- абсолютная ошибка рассеивания среднего значения показателя надежности.
Относительная ошибка переноса опытных значений показателя надежности на генеральную совокупность:
(1.35)
Определяем доверительные границы рассеивания одиночного и среднего значений показателя надежности, предварительно задаемся доверительной вероятностью α = 0,95. По таблице определяем значение коэффициента Стьюдента
для α = 0,95 и N = 30. Для заданных условий
= 2,04. Тогда, по формулам 1.27, 1.28, 1.30 и 1.31 определим:
мм;
мм;
мм;
мм;
Расчет доверительных границ рассеивания при использовании закона распределения Вейбулла ведется от нуля, т.к. кривая распределения в этом случае асимметрична.
Рассеивание одиночных значений показателя надежности определяется по формулам:
, (1.36)
(1.37)
где tн – нижняя доверительная граница;
tв – верхняя доверительная граница;
– нормированная квантиль закона распределения Вейбулла, определяется по таблице из литературных источников для известных значений "в" и
;
а – параметр распределения Вейбулла.
Для определения границ рассеивания среднего значения используются формулы:
, (1.38)
, (1.39)
где
– нижняя доверительная граница;
– верхняя доверительная граница;
r1; r3 – коэффициенты Вейбулла, определяются по таблице из литературы;
в – параметр распределения Вейбулла.
При доверительной вероятности α=0,95;
=6,49 мм; tсм=5,92 мм; в=2,5; а=0,63 мм доверительные границы рассеивания одиночного и среднего значения определенные по формулам 1.21…1.24 будут равны:
Относительная ошибка рассеивания (переноса) опытных значений показателя надежности на генеральную совокупность:
(1.40)
1.9 Определение минимального числа объектов наблюдения при оценке показателей надежности
Точность определения показателей надежности зависит при прочих равных условиях от объема информации, т.е. от числа испытуемых объектов. Как известно, с увеличением количества испытуемых объектов N доверительные границы сближаются, а абсолютная ошибка уменьшается.
Прежде чем приступить к испытанию, нужно определить количество испытуемых изделий. Для этого задаются определенной доверительной вероятностью α и возможной относительной ошибкой εα.
В условиях производства при испытании на надежность в большинстве случаев задаются доверительной вероятностью α=0,80…0,95 и величиной относительной ошибки εα=10…20%. Количество объектов испытания определяется в соответствии с принятым законом распределения.
При использовании закона нормального распределения, если обе части уравнения 1.34 разделить на среднее значение показателя надежности
, получим:
или
.














