5.1 Случайные величины и события.
Случ величина может быть дискретной (число отказов на наработку, либо число отказавших за наработку). Для хар-ки случ величины как непрервной, так и дискретной используется вероятность того, что случайная величина Х < текущей величины переменной х. Функция распределения величины Х будет функцией q(X<x). F(x) = q(X<x). Функция распределения – однозначное соответствие м/у величиной физической и вероятностью. В теории надежности за случайную величину принимают наработку на отказ τот . F(τ) = q(T<τ) = Q(τ);
P(τ) = 1-Q(τ). Случ событие (отказы, восстан-я). Поток события – последовательность событий, происх одно за другим. Отказы восстанавливаемого объекта образуют поток отказов. Простейший - такой поток, когда возникновение его удовлетворяет условиям стационарности (число отказов не зависит от времени), отсутствия последствия (когда вероятность событий за время τ не влияет на число возникновения отказов за время τ) и ординарности (невозможность появления более одного отказа). Св-ва простейшего потока отказов: Случ события, образующие этот поток распред-ы по закону Пуассона; з-н распределения промежутков времени м/у соседними отказами явл экспоненциальным; сумма большого числа большого потока отказов образ-ет простейший поток
6.1 Экспоненциальный закон.
Он не учитывает постепенное изменение технич состояния объекта, т.е. вероятность отказа не зависит от времени работы отказа. Он характерен пр внезапных отказах объекта. Применяется для анализа математических систем. P(τ) = exp(-λτ). λ – интенсивность отказа;
7.1 Закон Вейбула.
Применяется, когда случайная величина не стационарная. Учитывает изменения свойств во времени. Вероятность безотказной работы за время τ =
8.1 Запасные части. Определение потребности в запасных частях.
Запасная часть – часть механизма, предназначенная для замены, находящихся в эксплуатации, такой же части с целью обеспечения работоспособности этого механизма. ЗЧ делят на 3 основных комплекта: одиночный, ремонтный и групповой. Одиночный комплект запасных поставляют с объектом и исп для восстан-я работоспос-ти при эксплуатации объекта в период до ремонта. Ремонтный комплект ЗЧ составляют из деталей сборочных единиц для проведения одного ремонта. Групповой состоит из сборочных единиц объекта, агрегатов, блока, объекта в целом, необходимых для проведения аварийного ремонта. Комплект выбирается из расчета один комплект на группу одинаковых объектов. При проектировании объекта, стремясь исключить простой оборудования из-за отсутствия отказного элемента, возможно, что кол-во ЗЧ будет большим и стоимость комплекта может быть соизмерима со стоимостью объекта. Поэтому целесообразно выбирать такое количество ЗЧ, которое обеспечит поддержание заданной надежности при min стоимости. Кол-во ЗЧ зависит от факторов: показатели надежности, срок эксплуатации, условий и режима эксплуатации, квалификации обслуживания персонала, уровня материального снабжения ЗЧ.
На расход ЗЧ влияет так же годовая наработка объекта, режимы тех обслуживания и качество его выполнения, качество материала, организация учета, расхода и порядка выдачи ЗЧ. => номенклатура ЗЧ представляет собой перечень наименований деталей и сборочных единиц. Технически грамотная составленная перечень номенклатуры ЗЧ дает возможность повысить надежность, понизить простой оборудования, но в результате снизить затраты на эксплуатацию объекта.
Количество ЗЧ за заданный промежуток времени определяется:
Ni = Nip+ Ni m.o.+ Ni вн- Ni ok
Nip – ЗЧ, заменяемые на ремонте; Ni m.o.- кол-во деталей замен при тех обслуживании; Ni вн- кол-во деталей, отказавших внезапно; Ni ok .- кол-во деталей в обязательном комплекте
К_о_о_Т_о_о_С_о_о_Т_о_о_К С- средний ремонт, Т- текущий, О –осмотр, К – кап ремонт
Nip = NiT* nT + Ni c* nc + Ni k* nk
NiT – (текущего) кол-во деталей, заменяемых при проведении текущего ремонта. N – число текущих ремонтов
4.1 Нормальный закон распределения.
Характерен для объектов, когда случайная величина зависит от большого числа одинаковых по своему воздействию случайных факторов. Объекты подвержены старению и восстановлению. Закон учитывает постепенное изменение. P(τ) = F0 [(а-τ)/σ]. а – средний ресурс объекта. σ – среднее квадратичное отклонение
9.1 Расчет надености структуры с паралельно-последовательной структурой.
1-2 – узел, 3-4 – цепочка элементов.
Расчет надежности ведется последовательно начиная от расчета элементных узлов структуры к более сложным узлам.
Для построения схемы надежности целесообразно использовать алгебру случайных событий. Отказы элементов рассматривают, как простые случайные события, а отказы технической системы, как сложное случайое событие
10.1 Общая процедура анализа дерева неисправности.
Процедура построения ДН включает следующие этапы: 1. Определения совершения события в рассмотренной системе 2. Изучение возможного поведения и предполагаемого режима использования системы 3. Определение логической взаимосвязи событий способных привести к отказу системы 4. Построение ДН для логически-связанных событий 5. Чтобы получить результаты анализа необходимо знать вероятность безотказной работы Р(τ), коэффициент готовности Кг , интенсивность отказов λ(τ) и восстановления работоспособности (μ/τ).
11.1 Методы повышения надежности технических систем.
Повышение НТС происходит при следующих методах: уменьшении интенсивности отказов λ, уменьшении среднего времени восстановления и резервирования.
Метод уменьшения λ предусматривает следующее: упрощение структуры ТС, выбор высоконадежных элементов системы, выбор рациональных режимов работы, защита от вредных воздействий окружающей среды, создание систем с ограниченными последствиями отказов, использование прочномодифицированых конструкций, автоматизирование системы и использование рациональной системы технического обслуживания.
Рассмотренные методы имеют ограниченные возможности в отношении степени повышения надежности. Если система состоит из элементов с низким уровнем надежности, а требуется повысить в разы, то применяют резервирование (метод повышения надежности, путем введения избыточности по отношению к минимально необходимому и достаточному для выполнения им заданных функций).
12.1 Показатели надежности резервированных объектов.
Резервирование - метод повышения надежности, путем введения избыточности по отношению к минимально необходимому и достаточному для выполнения им заданных функций. Существуют структурное, временное, информационное, нагрузочное и функциональное резервирование. Структурное р – это введение резервных элементов, являющиеся избыточными к минимальной структуре объекта. Бывает общее и раздельное р., с целой кратностью (за основным объектом закреплены один или несколько резервов) и с дробной (на несколько основных объектов приходится некоторое число резервных)
Общее резервирование с постоянным включение (Pc - Безотказность системы
Общее резервирование с замещением при вероятности безотказной работы переключателя = 1
Раздельное резервирование с помощью постоянным включением элементов (добавляем линии связи).
Раздельное резервирование с замещением отдельных элементов
Поэлементное резервирование гораздо выгоднее, чем общее, а рез с замещением выгоднее, чем постоянное
14.1 Временное резервирование
Это способ повышения надежности объекта, основанный на увеличении номинальной производительности объекта; совершенствование условия взаимодействия объекта со смежными объектами, использование функциональной инерциальной инерции объектов и т.д., приводящих к возникновению у объектов избыточного времени, которое может быть использовано для восстановления работоспособности, обнаружения и устранения отказов, повторение рабочего цикла, подключении структурного резерва и т.д. Наличие запаса производительности позволяет при безотказной работе элементов выполнить заданный объем за время производительности. При условии взаимодействия данного объекта со смежными можно создать запас производительности. Аккумуляция продукции может создать резерв времени. Для систем с ВР нарушение работоспособности не обязательно сопровождаются отказом системы, т.к. есть возможность восстановить работоспособность за резервное время, поэтому систему с ВР можно рассматривать, как дополнительный резервный элемент, включенный после отказа. Среди методов ВР различают резервирование: общее, раздельное, с целой и дробной кратностью. При общем ВР резерв времени может быть использован любым элементом системы. При раздельном – каждый элемент обеспечивается собственным резервом. Кратность ВР – это отношение резервов времени к min времени выполнения задания. Показатели надежности ВР – это показатели наработки на отказ и вероятность выполнения задания.
15.1. Функциональное и нагрузочное резервирование.
ФР – резервирование, путем использования способностей элементов выполнять дополнительные избыточные функции.
НР – резервирование, путем использования способностей объекта воспринимать доп. нагрузки.
16.1 Расчет функциональной надежности.
РФН – это определение показателей надежности, выполнение заданных функций. Оценка надежности объекта получается на основании надежности ее элементов. Задача надежности заключается в том, что по результатам расчета оценивается возможность выполнения заданых функций. Функция надежности может быть представлена набором произведения:
Каждая вероятность выполнения i-ой функции
P1 – вероятность того, что заданная функция будет выполнена при условии, что все причины, не приводящие к отказу, но снижающие производительность, не приведут к отказу; Kг – коэффициент готовности элементов, участвующие в выполнении функции; Р(Э) - вероятность того, что ошибка при эксплуатации не приведет к отказу в выполнении заданной функции.
17.1 Общая схема расчета надежности сложных технических систем.
При анализе надежности сложной системы все его элементы делятся на группы: 1. Элементы, отказ которых не влияет на работоспособность объекта 2. Элементы, работоспособность которых за рассмотренный период времени практически не изменяется; [безотказность работы 1], (детали с большим запасом прочности). 3. Элементы, восстановление которых возможно во время остановок оборудования (очистка фильтра) 4. Элементы, отказ которых приводит к отказу объекта.
Малое изменение начальных параметров каждого из элементов может привести к отказу.
Разбивать сложную систему на необходимые элементы можно для механических систем: при рассмотрении больших систем, состоящих из отдельных машин, которые могут функционировать; при рассмотрении нескольких выходных параметров объекта; при анализе надежности систем, состоящих из отдельных агрегатах.
Для повышения надежности мех систем применяют принцип избыточности (создание прочности, жесткости, теплостойкости определенных деталей).
При создании высоконадежных систем принцип избыточности проявляется в том, что ресурс устанавливается на много ниже среднего срока службы для отказа. Недоиспользование потенциальной долговечности объекта и является проявлением этой избыточности.
18.1 Нормирование показателей надежности.
Создание высоконадежных объектов невозможно без нормирования основных показателей надежности. Значение этих показателей должны оговариваться в технических условиях. Прежде чем решать какими методами надо повысить надежность, надо знать необходимый уровень надежности. Выбор показателя надежности связан с требованием заказчика, либо установлен самим проектировщиком. Увеличение надежности возможно при увеличении затрат. Обычно в зависимости от требований эффективности работы объекта и от требований к его надежности достигается компромисс. Нормированию подлежат безотказность работы с оценкой ресурса в течении которого она регламентируется. Нормирование безотказной работы должно производится при заданном ресурсе, а значение ресурса должно быть согласованно со структурой ремонтного цикла, а дополнительная вероятность безотказной работы является мерой опасности в последствии отказа. Существуют классификаторы, которые разбивают все основные узлы и элементы объекта на категории по допустимой вероятности отказа. Чем больше требования, тем больше допустимое значение вероятности.
Назначение численных значений допустимых вероятностей безотказной работы и соответствующих ресурсов связано с оценкой, как катастрофических факторов. Поскольку повышение надежности объекта требует определенных затрат, то в сфере производства объекта его стоимость повышается, а в сфере эксплуатации расходы связанные с ремонтом и тех обслуживанием понижаются, поэтому существуют min надежности объекта, соответствующий min затратам на его производство и эксплуатацию, но найти такое сочетание трудно.
20.1 Структурная схема параметрической надежности.
Выходные параметры
x1 x2 x3 x4
начальное значение параметров
быстро средней
протекающие продолжит-ти
медленно протекающие процессы
(износ сопряжения)
В этой структурной схеме выделяются основные узлы и элементы, которые и определяют значение этих всех параметров. Выявление основных функций связей, определяющих изменение выходных параметров объекта в сочетании с моделью машины потери работоспособности позволяет построить схему расчета машины на параметрическую надежность. Целью расчета являются оценка основных показателей надежности и сравнение их с заданными. В первую очередь следует установить дополнительную величину вероятности безотказной работы и запас надежности для каждых параметров и машины, а так же ресурс, в течении которого целесообразно эксплуатировать машину. При этом надо учитывать систему ремонта и технического обслуживания, которая влияет на надежность.
1.2 Связь параметров технологического процесса с показателями надежности объекта.
Тех процесс сборки изделия должен вестись с наименьшими затратами, времени и средств, но при этом должен обеспечиваться требуемый уровень качества и надежность. Вся организация производства данного объекта, применяемые тех процессы и методы контроля оказывают конкретное влияние на показатели надежности. Зависимость показателей надежности от уровня тех процесса можно представить следующей схемой: тех процесс, параметры качества изготовления изделия, эксплуатационные свойства изделия.
Компоненты тех процесса – это метод обработки применяемого оборудования, последовательность операций, режимы обработки, методы контроля – все это определяет выходные параметры изделия => влияют на показатели качества. Параметры качества – это точность, качество поверхности, мех свойства поверхностного слоя. Показатели надежности связаны с эксплуатационными свойствами, а именно износостойкость. Таким образом, тех процесс оказывает влияние на показатели надежности
2.2 Организация контроля качества.
Для организации управления качеством необходимо иметь инфо о всех этапах производства. На фирме-изготовителе необходимо организовать 2 потока информации: - прямой поток (от потребителей к конструктору -это инфо о требованиях изделий и условий эксплуатации; от конструктора на производство – это тех документация и тех инструкции; от изготовителя к потребителю – это инфо о качестве и свойствах изделия) и встречный поток (от потребителя к изготовителю – (претензии) рекламации. Рекламации идут с производственного участка к конструктору. От конструктора к потребителю идут данные о качестве конструкции изделия). Рациональная организация контроля качества изделия учитывает: вид объекта (сырье, полуфабрикат, готовое изделие), возможные этапы контроля (входной контроль, контроль на стадии изготовления). Соотношение между этапами контроля зависит от объектов контроля. Если изготовитель должен сосредоточить внимание на контроле готовой продукции, то основную роль играет входной контроль (бывает операционный). Входному контролю могут подвергаться различные изделия от полуфабрикатов и сырья до комплектации узлов и агрегатов. Для комплексных изделий и агрегатов степень входного контроля зависит от их роли в изделии. Чем больше степень влияния на надежность, тем больше внимание. Между изготовителем и поставщиком должна быть реальная связь о качестве изделия.
3.2 Факторы, определяющие качество изделий.
Качество выпускаемых изделий зависит от следующего:
Качество документации на изготовление, эксплуатацию или ремонт, которая характеризует не только ошибки в документации или отклонение от стандартов, но и показатели как уровень стандартизации и унификации, технологичность, ремонтопригодность конструкций, простота конструкционных форм, обоснованность тех условий на элементы изделия и на его выходные параметры. Для технологической документации показателем ее качества является обоснованный выбор структуры тех процесса, режимов обработки.
Качество оборудования, приспособлений, инструментов и тех характеристики и технологической возможности.
Качество сырья, материалов, комплектующих изделий, запчастей и принадлежности
Качество труда исполнителей изготовления, эксплуатации и ремонте.
Виды и организационные формы технического контроля
Контроль качества и надежности изделий является основным методом обеспечения надежности тех процесса. Под контролем понимается проверка соответствия продукции или процесса от которого зависит качество продукции, установленным техническим требованием. Поэтому контроль может относится как к оценке качественных и количественных характеристик свойств продукции, так и к контролю режимов, характеристик и параметров технологического процесса. Контроль продукции обычно сопровождается испытанием изделия. Испытание – это экспериментальное определение характеристик изделия, проводимое по спец плану. Объектом испытания могут быть не только готовые объекты, но и их элементы. Для наглядного тех процесса характерны испытания при входном и операционном контроле, т.е. при выполнении или завершении определенных тех операций. Методика контроля разрабатывается таким образом, чтобы необходимыми тех средствами были охвачены все стадии производства и испытаний изделий. Средства контроля должны применятся при входном контроле материалов и для комплектующих изделий на всех стадиях тех процесса изготовления деталей и для настройки и оценки правильности функционирования приборов и аппаратуры. Для контроля создаются контрольно-исследовательные лаборатории в цехах и на производственных участках. Для оценки качества и надежности изделий применяют разнообразные методы их контроля и испытаний.
5.2 Влияние параметров технологического процесса на усталостную прочность изделий.
На усталостную прочность оказывают влияния, как характеристики материала, так и состояние его поверхностных слоев и наличие дефектов. Возникающие в поверхностном слое, растягивающие остаточные напряжения понижают предел выносливости, а сжимающие повышают. Параметры шероховатости поверхности оказывают влияние на сопротивление усталости. В общем случае, предел усталости повышается с улучшением качества поверхностного слоя.
6.2 Влияние параметров технологического процесса на коррозионную стойкость изделий.
Для защиты металла от коррозии применяются различные виды покрытий: электролитические, химические и полимерные. Коррозионная стойкость покрытий зависит не только от вида покрытия, но и от режима их нанесения, условий, в которых осуществляется этот тех процесс, качества контроля. Коррозионная стойкость связана с показателем как сплошность, однородность покрытия по составу, стабильность по толщине. При нанесении полимерных покрытий возможны изменения технологии и разброс свойств.
7.2 Влияние параметров технологического процесса на износостойкость поверхностей.
На износостойкость влияет хим состав, структура и мех характеристики материалов (надежность, отказы). Износостойкость зависит от геометрических и физико-химических параметров поверхностного слоя, при этом отклонение формы детали увеличивает период макрообработки, а шероховатость поверхностей влияет на период микрообработки. Существуют связи между техническими и эксплуатационными параметрами, которые носят стохастические характеры. В частности рассеивание значений твердости материала приводит к соответствующему рассеиванию скоростей изнашивания, а при возможности получения изделий с низкой твердостью изделие будет иметь недопустимо высокую степень изнашивания. Реальная ситуация, которая имеет место при изготовлении сложных изделий, заключается в том, что число контролирующих параметров меньше, чем число факторов, влияющих на надежность, а допуски на тех параметры условны и лишь приблизительно отражают их связь с надежностью изделий. В этих условиях одним из основных методов выпуска надежных изделий является обеспечение надежности самого технологического процесса и создание запаса в значениях параметров, определяющих работоспособность изделия.
8.2 Цель испытаний на надежность.
Основная цель испытаний – это определение уровня надежности количественным показателем. Результаты испытаний дают сведения о надежности изделий данного типа и позволяют получить одну из следующих характеристик:
Закон распределения ресурса или наработки до отказа.
Запас надежности по отношению к какому-то номинальному значению.
Показатели надежности для ограниченного периода времени
Сравнительные показатели.
10.2 Влияние параметров технологического процесса на возникновение дефектов
Дефекты являются следствием тех процесса, его режимов, методов контроля параметров и для каждого тех процесса имеются типичные виды дефектов, связанные с теми или иными нарушениями, кода тех процесса. Например, для процесса отливки деталей или при сварке – трещины, раковины. Кроме того влияет не только процесс, но и параметры этого процесса. Влияние параметров тех процесса на возникновение дефектов тоже значительно (например, шлифованная поверхность характеризуется определенной шероховатостью, а полированная имеет другую характеристику).
7.3 Формирование структуры ремонтного цикла.
Структура ремонтного цикла –это чередование различных видов ремонта в пределах до капитального. Для каждого оборудования составляется структура: К__Т__Т__С__Т__Т__С__Т__Т__К
К- капремонт, С – средний, Т- текущий. Т = 1год
Цикл нужен, чтобы своевременно проводить ремонты. Наличие этого графика обеспечивает наиболее экономичное восстановление работоспособности.
10.3 Задачи технической диагностики.
Важно иметь методы и средства для оценки тех сост объекта, а именно определение степени его удаленности от предельного состояния, выявление причин нарушения работоспособности, установление вида и места возникновения повреждения и отказов.
Эти задачи решаются методом диагностирования. Система диагностирования позволяет более полно использовать потенциальные возможности объекта. результаты диагностирования могут быть использованы для прогнозирования надежности объекта и проведения ремонта.
11.3 Диагностические признаки.
Для каждого объекта имеется несколько признаков, по которым можно судить о его тех состоянии. Эти параметры можно разделить на 3 группы: 1) Выходные параметры объекта; 2) повреждения приводящие к отказу (износ, деформация – диагностические признаки); 3) косвенные признаки (акустические сигналы, изменение температуры, давления, наличие примесей в смазочном масле, амплитудно-фазовые и частотные характеристики)
12.3 Структура системы диагностирования
ОД – объект диагностирования; Пр – преобразователь; БА – блок анализа; О- оператор
13.3 Изоляция объектов от вредных изделий.
Понижает влияние ОС
Установка объекта на фундамент, защита поверхности от запыления, загрязнения, создания спец условий по температуре и влажности.
Фундамент нужен для погашения вибраций.
14.3 Роль автоматизации в повышении надежности объектов.
автоматика освобождает человека от непосредственного управления производственным процессом. 2) Автоматика обеспечивает поддержание рационального режима работы объекта. 3) Автоматика защищает объект от аварий.
20.2 Методы дефектоскопии и область их применения.
Для обеспечения дефектов применяются различные методы и средства. Все виды контроля применяются для выявления и оценки дефектов распределяют на две группы: разрушающего и не разрушающего контроля. Разрушающий предполагает порчу определенного числа деталей с целью оценки качества всей партии. Неразрушающий не предполагает порчу.
12.2 Планирование объема испытаний.
При планировании испытания на надежность важным является установление необходимого и достаточного объема испытаний. Для получения достоверных и точных результатов необходим большой объем и длительное время испытаний. Для количественного используют доверительные границы, а для нормального – с помощью распределения Стьюдента. Для получения точных оценок требуется, чтобы при испытании наблюдалось большое число отказов, что требует большое число испытаний. Такие испытания требуются для объектов серии. Для объектов небольшой серии ограничивается вид испытаний и длительность. Это возможно сделать только при сочетании статических методов с оценкой физической сущности процессов, приводящие к отказам с применением ускоренных испытаний с использования методов моделирования, а также при сочетании испытаний с прогнозированием и расчетом надежности. Испытания на надежность имеют различную продолжительность, в зависимости от поставленной задачи. Все варианты использования регламентируются заранее выбранным планом испытаний на надежность. Существует гос стандарт, регламентирующий различные планы испытаний на надежность. Прекращение испытаний может производиться при достижении заданного времени испытания τ при достижении числа отказавших объектов, установленного значения «Р» или при достижении «р» или τ, в зависимости от того, какое из этих условий выполнено правильнее. Окончанием является достижение одного из параметров.
13.2 Стендовые испытания объектов на надежность
Стендовые испытания применяются при оценке надежности узлов и механизмов, теряющих свою работоспособность из-за износа, усталости, коррозии. При этом испытываются объекты, в которых предъявляются высокие требования надежности. Недостатком является то, что некоторые реальные факторы не воспроизводятся. Чем сложнее испытание объекта, тем большим числом параметров оценивается работоспособность и тем труднее провести эти испытания при высоком уровне достоверности полученных результатов. Помимо основного силового нагружения изделий предусматривают дополнительно влияние температуры, вибрации, вакуумов и т.д.
14.2 Характеристики, оцениваемые при испытании на надежность.
Существуют две группы характеристик изделия, которые оценивают при испытании: 1. Характеристики признаков старения и разрушения с определением степени этих процессов. 2. Характеристики изменения выходных параметров изделия (эффективная мощность, холодопроизводительность, КПД и т.д.), выход которых за допустимые значения приводят к отказу объектов. При проведении испытания на надежность необходимо учитывать степень вероятности испытываемых изделий.
15.2 Виды испытаний на надежность.
Стендовые испытания – обеспечивают постоянное наблюдение за процессом потерь объекта работоспособности, и можно количественно определить надежность. Недостатком является то, что некоторые реальные факторы не воспроизводятся. Эксплуатационные и полигонные испытания широко распространены, т.к. позволяют выявить работоспособность объектов в реальных условиях эксплуатации. Недостатком является то, что трудно выдержать штатную длительность работы объекта. Результаты испытаний не дают представления о дисперсии срока службы.
Существуют ускоренные испытания, при которых необходимый объем инфо получается в более короткий срок, чем при обычных условиях эксплуатации.
17.2(16.3) Ускоренные испытания на надежность.
Сокращение времени на испытание на надежность – это проблемы, с точки зрения экономии средств и времени освоения данного испытания объекта. При ускоренных испытаниях изделий применяют такие методы и условия их применения, которое обеспечивают получение необходимого объема инфо в более короткий срок, чем в штатном режиме эксплуатации. Различают форсированные испытания, основанные на интенсификации процессов, вызывающих отказы или повреждения и сокращенные испытания – без интенсификации этих процессов. Трудность разработки методов ускоренных испытаний заключаются в том, что всякая интенсификация процессов старения приводит к искажению истиной картины потери объектов работоспособности. При испытании стойкости и надежности изделий с одним процессом повреждения имеются большие возможности для форсирования испытаний по сравнению со сложным. Чем сложнее, тем большее число его элементов работает в различных режимах и форсирование режимов по разному скажется на потери работоспособности частей. Возможность повреждения ускоренных испытаний осложняется тем, что в реальных условиях нагрузка носит вероятностный характер.
18.2(17.3) Сокращенные испытания на надежность.
Сокращение длительности испытаний без интенсификации процессов старения и разрушения может быть достигнуто следующими методами. Наиболее простой метод заключается в уплотнении времени испытания, путем сокращения холостого хода, однако здесь учитывают влияние перерывов на интенсивность процессов разрушения. Сокращение длительности испытаний возможно при одновременном испытании большого числа изделий, что достижимо для простых изделий. Для быстрого получения инфо о надежности сложных машин без искажения условий эксплуатации часто выделяют объект, который эксплуатируется непрерывно в заданных условиях, и по его показаниям судят о подобных ему объектах.
19.2 Испытания на надежность сложных систем.
Испытание изделий на безотказность сводятся к контролю вероятности безотказной работы или к определению наработки на отказ. Испытания на ремонтопригодность сводятся к определению времени восстановления. Испытания на долговечность предназначаются для контроля среднего или гамма-процентного ресурса. Таким образом, объектом испытания могут быть разнообразные изделия от образцов до систем, узлов, машины в целом и системы.
1.3 Надежность технических систем при эксплуатации.
Эксплуатация – это стадия жизненного использования объекта. От структуры процесса эксплуатации, т.е. от чередования и длительности отдельных периодов, во многом зависит и выбор показателей надежности, который отражает требования, как безотказности, так и возможность длительного поддержания работоспособности объекта. Кроме того, характер работы объекта во времени определяет период, в течении которого следует оценивать его эксплуатацию. Например, период для автомобиля – время пробега между осмотрами. Для стационарных объектов – время между плановыми ремонтами. На фактические показатели надежности влияние оказывают условия и методы эксплуатации объектов, включая квалификацию персонала.
3.3 Причины преждевременных отказов.
[Ресурс – это наработка объекта до предельного состояния]
Причина отказа объекта, заключается в том, что в процессе эксплуатации на объект воздействует энергия окружающей среды и внутренних источников, влияние обслуживающего персонала. В результате воздействия этой энергии возникают процессы, понижающие работоспособность (процесс старения). Признаками процесса старения являются разрушения, деформация, изменения характеристик материала, коррозия, эрозия, износ и кавитация. Эти процессы приводят к тому, что первоначальные показатели свойств изменяются и достигают значения предельного состояния. Кроме этих процессов причиной отказа могут быть и дефекты, появившиеся на стадии конструирования.
Эрозия – разрушение материала, в результате воздействия на него потока жидкости с абразивным включением (частицы песка)
Кавитация – это парообразование в объеме, в результате, которой разрушается поверхность материала (для жидких сред), (колеса центробежного насоса).
4.3 Восстановление работоспособности объектов
Если понижается работоспособность, то понижается эффективность работы.
0,8 – допустимый показатель
τ – время эксплуатации объекта
Все выпускаемые объекты являются восстанавливаемые, т.е. для них выполняются восстановительные работы. Совокупность работ, направленных на восстановление работоспособности объекта называется ремонтом. При проведении восстановительных работ следует учитывать, что в каждом объекте имеются элементы с различным значением наработки на отказ или с различным ресурсом.
5.3 Виды ремонта.
Объекты достигают предельного состояния не одновременно, в следствии различия в свойствах, нагрузках и случайного характера отказов. Поэтому и состав восстановительных работ, их объем и степень восстановления ресурса различны. Различают виды ремонта:
Текущий ремонт – предполагает совокупность работ, направленных на восстановление работоспособности наименее долговечных деталей. Как путем воссоздания деталей, так и замены запчастей.
Средний ремонт – восстанавливают работоспособность более долговечных деталей такими же методами.
Кап ремонт – совокупность работ, направленных на самые долговечные детали, на восстановление ресурса и работоспособности.
Ремонты могут быть плановыми и неплановыми.
6.3 Зависимость периодичности ремонта от рассеивания ср. ресурса.
Для каждого объекта сущ. средний ресурс. На графике видно, что ср. рес. Будет сост. 50%.
18.3 Форсированные режимы испытаний.
Применяют при испытании более высоких нагрузок и температуры по сравнению со штатными интенсифицируют процесс старения. Этот метод ускоренных испытаний следует применять осторожно, т.к. это может вызвать процессы повреждения нехарактерные для штатных условий эксплуатации. Форсированный режим допусти только в пределах закона старения объекта или разрушения материалов. Предельное значение факторов, ускоряющих процесс должны выбирать, исходя из условий физической природы отказа., т.е. чтобы вид и характер разрушения были идентичны у форсуночного и штатного режимов работ. Для определения коэффициента ускорения надо знать функциональную зависимость процесса разрушения от нагрузки.