Надежность технической системы

Закономерности распределения отказов технических устройств, причины и модели их возникновения. Связь надежности со всеми этапами "жизненного цикла" технической системы; основные показатели; расчет и построение структурной схемы надёжности системы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Реферат

технический надежность жизненный цикл

Курсовой проект: 36 с., 9 рис., 1 табл., 5 источников.

надежность, частота отказа, схема, отказ, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, интенсивность отказа.

Курсовой проект включает в себя решение двух заданий:

Первое задание связано с построением структурной схемы надежности ТС (технологического процесса). Так же производится расчет надежности данной системы.

Второе задание связано с преобразованием заданной согласно варианту структурной схемы и определением показателей надежности. А так же разработка вариантов повышения надежности данной схемы.



Содержание

Нормативные ссылки

Введение

1. Проблемы надежности технических систем

1.1 Основные показатели надежности

1.2 Основы расчета надёжности

1.3 Системы с резервированием

2. Расчетная часть

2.1 Построение структурной схемы надёжности

2.2 Преобразование заданной структурной схемы и определение показателей надёжности

Заключение

Список использованных источников



Нормативные ссылки

В данной курсовой работе использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления

ГОСТ 27.301-95-М, 1996 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения

СТП КубГТУ 4.2.6-2004 СМК. Учебно-организационная деятельность. Курсовое проектирование

Введение

Надежностью называют свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки. Расширение условий эксплуатации, повышение ответственности выполняемых техническими системами (ТС) функций, их усложнение приводит к повышению требований к надежности изделий.

Надежность является сложным свойством, и формируется такими составляющими, как безотказность, долговечность, восстанавливаемость и сохраняемость. Основным здесь является свойство безотказности - способность изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени. Потому наиболее важным в обеспечении надежности технических систем является повышение их безотказности.

Особенностью проблемы надежности является ее связь со всеми этапами “жизненного цикла” технической системы от зарождения идеи создания до списания: при расчете и проектировании изделия его надежность закладывается в проект, при изготовлении надежность обеспечивается, при эксплуатации - реализуется. Поэтому проблема надежности - комплексная проблема и решать ее необходимо на всех этапах и разными средствами. На этапе проектирования изделия определяется его структура, производится выбор или разработка элементной базы, поэтому здесь имеются наибольшие возможности обеспечения требуемого уровня надежности технической системы. Основным методом решения этой задачи являются расчеты надежности (в первую очередь - безотказности), в зависимости от структуры объекта и характеристик его составляющих частей, с последующей необходимой коррекцией проекта. Поэтому в данной курсовой работе рассчитывается надежность технической системы.



1. Проблемы надежности технических систем

1.1 Основные показатели надежности

Надежность - это свойство системы или элемента выполнять заданные функции, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

В зависимости от условий решаемой задачи один и тот же объект может именоваться системой или элементом. Под системой понимается совокупность совместно действующих элементов (приборов, аппаратов), выполняющих заданные функции. Системы, а следовательно, и элементы, могут быть восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми.

Для того чтобы произвести оценку свойств надежности (безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость, долговечность), нужно внести количественные показатели надежности.

Количественные характеристики надежности невосстанавливаемых объектов:

- Вероятность безотказной работы р(t). Под вероятностью безотказной работы объекта понимается вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет

,

Математически этот показатель может определяться как вероятность того что время Т безотказной работы является случайной величиной будет больше заданного t:



где N - общее число изделий;

n(t) - число отказавших изделий к началу рассматриваемого промежутка времени.

- Вероятность отказа Q(t). Под вероятностью отказа понимается вероятность того, что отказ объекта произойдёт за время, не превышающие заданной величины t

- Интенсивность отказов (t)- вероятность отказов невосстанавливаемого изделия в единицу времени после данного момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.

- Частота отказа f(t)- число отказов в единицу времени, отнесенная к первоначальному числу элементов:

- Средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки изделия до первого отказа.

Для восстанавливаемых систем, кроме указанных показателей надежности, определяется параметр потока отказа w(t), средняя наработка на отказ ), коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности, параметр потока отказов.

1.2 Основы расчета надежности систем

Задача расчета надежности: определение показателей безотказности системы, состоящей из невосстанавливаемых элементов, по данным о надежности элементов и связях между ними. Цель расчета надежности:

- выбор того или иного конструктивного решения;

- выяснить возможность и целесообразность резервирования;

- выяснить, достижима ли требуемая надежность при существующей технологии разработки и производства.

Расчет надежности состоит из следующих этапов:

1. Определение состава рассчитываемых показателей надежности

2. Составление (синтез) структурной логической схемы надежности (структуры системы), основанное на анализе функционирования системы (какие блоки включены, в чем состоит их работа, перечень свойств исправной системы и т. п.), и выбор метода расчета надежности

3. Составление математической модели, связывающей рассчитываемые показатели системы с показателями надежности элементов

4. Выполнение расчета, анализ полученных результатов, корректировка расчетной модели

Структура системы - логическая схема взаимодействия элементов, определяющая работоспособность системы или иначе графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить состояние системы (работоспособное/неработоспособное) по состоянию (работоспособное/ неработоспособное) элементов. По структуре системы могут быть:

· система без резервирования (основная система);

· системы с резервированием.

Для одних и тех же систем могут быть составлены различные структурные схемы надежности в зависимости от вида отказов элементов. Математическая модель надежности - формальные преобразования, позволяющие получить расчетные формулы. Модели могут быть реализованы с помощью:

· метода интегральных и дифференциальных уравнений;

· на основе графа возможных состояний системы;

· на основе логико-вероятностных методов;

· на основе дедуктивного метода (дерево отказов).

Наиболее важным этапом расчета надежности является составление структуры системы и определение показателей надежности составляющих ее элементов. Во-первых, классифицируется понятие (вид) отказов, который существенным образом влияет на работоспособность системы. Во-вторых, в состав системы в виде отдельных элементов могут входить электрические соединения пайкой, сжатием или сваркой, а также другие соединения (штепсельные и пр.), поскольку на их долю приходится 10-50% общего числа отказов. В-третьих, имеется неполная информация о показателях надежности элементов, поэтому приходится либо интерполировать показатели, либо использовать показатели аналогов. Практически расчет надежности производится в несколько этапов:

1. На стадии составления технического задания на проектируемую систему, когда ее структура не определена, производится предварительная оценка надежности, исходя из априорной информации о надежности близких по характеру систем и надежности комплектующих элементов.

2. Составляется структурная схема с показателями надежности элементов, заданными при нормальных (номинальных) условиях эксплуатации.

3. Окончательный (коэффициентный) расчет надежности проводится на стадии завершения технического проекта, когда произведена эксплуатация опытных образцов и известны все возможные условия эксплуатации. При этом корректируются показатели надежности элементов, часто в сторону и...