Методика ориентировочного расчета надежности
Ориентировочный расчет обычно сопровождает разработку эскизного проекта, когда еще нет полных данных о режимах и условиях работы отдельных элементов разрабатываемого изделия, но уже известна структура, т.е. состав элементов и связи между ними.
Расчет производится обычно при следующих допущениях:
а) отказы элементов являются событиями случайными и независимыми;
б) выявляются элементы, отказ которых не приводит к отказу системы. Эти элементы при расчёте надёжности не учитываются;
в) вероятность безотказной работы элементов изменяется от времени по экспоненциальному закону;
г) однотипные элементы объединяются в группы. Пусть число элементов j-го типа будет Nj , а общее число групп элементов M;
д) учёт влияния условий работы производится приближённо.
Составляется таблица (табл. 1), в колонки которой вносится наименование (тип) элементов, их число Nj, базовое значение λ0j интенсивности отказов элементов j-й группы и произведение Nj * λ0j. Затем рассчитывается интенсивность отказов всего устройства:
, (16)
Куэ – поправочный коэффициент, учитывающий влияние условий эксплуатации системы (табл. 2).
Значения интенсивностей отказов λ0j элементов определяются по справочникам.
Основные количественные характеристики надёжности системы рассчитываются по формулам (9)-(15).
|
|
|
Таблица 1
| Наименование групп элементов | Количество элементов в группе Nj | Базовая интенсивность отказов элементов в группе λ0j ,1/ч | Nj * λ0j,1/ч |
| Микросхемы | 20 | 0.000001 | 0.00002 |
| Транзисторы | 10 | 0.000003 | 0.00003 |
| Резисторы | 30 | 0.000001 | 0.00003 |
| Λ=∑Nj * λ0j |
Таблица 2
| Условия эксплуатации | Значения поправочного коэффициента Куэ |
| Земля, лабораторные условия | 1 |
| Стационарная наземная | 10 |
| Корабельная | 17 |
| Передвижные платформы | 30 |
| Высокогорная | 80 |
| Дозвуковая авиационная | 120 |
| Сверхзвуковая авиационная | 350 |
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Запустить на выполнение программу nad.exe (рис.2) и в появившемся диалоговом окне Расчет Надежности ввести номер варианта исследуемого модуля. Принципиальная схема электронного блока отображается на экране. Нажать на кнопку «Описание» и вывести на экран текстовое описание назначения и принципа действия исследуемого устройства.
2. Определить группы элементов, которые используются в принципиальной схеме, и подсчитать количество элементов, содержащихся в каждой группе. Выбор названия группы элементов производится из выпадающего списка Выберите элемент, число элементов указывается в поле Количество в схеме. После каждого выбора группы элементов нажать кнопку «Ввести данные». В результате введённые данные пересылаются в Excel.
|
|
|
3. После завершения процесса определения всех групп элементов принципиальной схемы необходимо перейти в среду Excel (кнопка «Открыть EXCEL») для выполнения расчетов количественных характеристик надежности.
4. Открыть автоматизированную справочно-информационную систему по расчету надежности (программа ASSRN.exe). Для каждой группы элементов определить базовую интенсивность отказов и ввести ее в колонку Базовая интенсивность отказов элементов в группе таблицы расчетов надежности.
5. Заполнить таблицу расчета надежности (см. табл.1).
Рассчитать групповую интенсивность отказов. С этой целью для каждой группы элементов с помощью математических функций Excel найти произведение количества элементов данной группы и базовой интенсивности отказов. Рассчитать интенсивность отказов всего устройства путем суммирования всех произведений с помощью функции суммы.
|
|
|
Для того чтобы получить сумму интенсивностей отказов необходимо выполнить следующие действия:
а) щелкнуть кнопкой мыши по свободной ячейке, в которой вы хотите получить результат суммирования;
б) на панели инструментов выбрать знак «=»;
в) в открывшейся форме выбрать из раскрывшегося списка операцию СУММ;
г) в поле значений для «числа1» выделить диапазон чисел, которые необходимо суммировать, т.е числа в колонке Интенсивность отказов устройства;
д) нажать кнопку «ОК».Результат отображается в выбранной свободной ячейке.
6. Результат, полученный в п. 5, умножить на поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (см. табл. 2).
7. Используя формулы (9)-(14) рассчитать основные показатели надежности электронного блока.
8. Построить соответствующие графики. Используйте Мастер Диаграмм Excel. Для этого выделите мышью значения, по которым необходимо построить график. На панели инструментов выберите пункт ВСТАВКА и подпункт ДИАГРАММА. Тип диаграммы – график. После выбора дополнительных параметров графика нажмите кнопку «Готово».
9. 
Составить отчёт по лабораторной работе. Он должен содержать схему электронного блока и её краткое описание, таблицу расчета надёжности, количественные характеристики надёжности блока и соответствующие графики, анализ влияния условий эксплуатации на надёжность электронного блока.
|
|
|
Рис.2. Окно программы nad.exe
Контрольные вопросы
1. Перечислите и дайте определение основных понятий и терминов, используемых в лабораторной работе.
2. Чем отличается логическая схема соединения элементов расчета надежности от электрической схемы?
3. Какие вы знаете показатели надежности невосстанавливаемых объектов?
4. Как найти среднюю наработку до отказа по графику вероятности безотказной работы системы?
5. Поясните методику ориентировочного расчета надежности.
6. Как найти количественные характеристики надежности системы, если известна средняя наработка до отказа (Tср)?
7. Какие факторы не учитываются при ориентировочном расчете надежности?
8. Поясните влияние условий эксплуатации на надёжность электронного блока.
Лабораторная работа №2
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 456; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!