Основы надежности сложных систем
Понятие и структура сложных систем, их компоненты и предъявляемые требования. Механизм и основные этапы проведения расчета надежности системы при последовательном и параллельном соединении ее элементов. Анализ и оценка вероятности безотказной работы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.02.2016 |
| Размер файла | 255,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
Основы надежности сложных систем
Введение
Под сложной системой понимается объект, предназначенный для выполнения заданных функций, который может быть расчленен на элементы, каждый из которых также выполняет определенные функции и находится во взаимодействии с другими элементами системы. Понятие сложной системы условно. Оно может применяться как к отдельным узлам и механизмам (двигатель, система подачи топлива к двигателю), так и к самой машине (станок, трактор, автомобиль, самолет).
1. Особенности сложных систем
1. Сложная машина состоит из большого количества элементов, каждый из которых имеет свои характеристики надежности. Пример: автомобиль состоит из 15-18 тыс. деталей, каждая из которых имеет свои характеристики надежности.
2. Не все элементы одинаково влияют на надежность машины. Многие из них влияют лишь на эффективность ее работы, а не на ее отказ. Степень влияния каждого элемента на надежность машины зависит от многих факторов, таких как: назначение элемента, характер взаимодействия элемента с другими элементами машины, структура машины, вид соединений элементов между собой. Например: неисправность системы питания автомобиля может вызвать перерасход топлива, т.е. неисправность, а отказ системы зажигания может привести к отказу всего автомобиля.
3. Каждый экземпляр сложной машины имеет индивидуальные черты, т.к. незначительные вариации свойств отдельных элементов машины сказываются на выходных параметрах самой машины. Чем сложнее машина
2. Элементы сложной машины
При анализе надежности сложных машин их разбивают на элементы (звенья) с тем, чтобы вначале рассмотреть параметры и характеристики элементов, а затем оценить работоспособность всей машины. 0 Теоретически любую сложную машину можно условно разделить на большое число элементов, понимая под элементом узел, агрегат или деталь. Под элементом будем понимать составную часть сложной машины, которая может характеризоваться самостоятельными входными и выходными параметрами.
Классификация элементов
При анализе надежности сложного изделия все его элементы и детали целесообразно разделить на следующие группы:
1. Элементы, работоспособность которых за срок службы практически не изменяется. Для автомобиля это его рама, корпусные детали, малонагруженные элементы с большим запасом прочности.
2. Элементы, работоспособность которых меняется в течение срока службы машины. Эти элементы, в свою очередь, подразделяются на: 2.1. Не лимитирующие надежность машины. Срок службы таких элементов сопоставим со сроком службы самой машины.
2.2. Лимитирующие надежность машины. Срок службы таких элементов меньше срока службы машины.
2.3. Критические по надежности. Срок службы таких элементов не очень большой, от 1 до 20% срока службы самой машины.
Применительно к автомобилю количество этих элементов распределяется следующим образом (таб. 1).
Таблица 1. Классификация элементов машин
3. Структура сложных систем
С позиций теории надежности могут быть следующие структуры сложных машин (рис. 1):
1) расчлененные - у которых надежность отдельных элементов может быть заранее определена, так как отказ элемента можно рассматривать как независимое событие;
2) связанные - у которых отказ элементов является зависимым событием, связанным с изменением выходных параметров всей машины;
3) комбинированные - состоящие из подсистем со связанной структурой и с независимым формированием показателей надежности для каждой из подсистем.
Для транспортной машины как сложной системы характерна комбинированная структура, когда надежность отдельных подсистем (агрегатов, узлов) может рассматриваться независимо.
Соединение элементов в сложной машине может быть последовательным, параллельным и смешанным (комбинированным).
Рисунок 1. Схемы соединений элементов
В конструкции автомобиля имеют место все виды соединений, примеры которых приведены на рис. 2.
Рисунок 2. Виды соединения элементов в конструкции автомобиля
4. Особенности расчета надежности сложных систем
Расчет надежности системы при последовательном соединении ее элементов
Наиболее характерен случай, когда отказ одного элемента выводит из строя всю систему, как это имеет место при последовательном соединении элементов (рис. 2, а).
Например, большинство приводов машин и механизмы передач подчиняются этому условию. Так, если в приводе машины выйдет из строя любая шестерня, подшипник, муфта и т.д., то весь привод пере - станет функционировать. При этом отдельные элементы не обязательно должны быть соединены последовательно. Например, подшипники на валу редуктора работают конструктивно параллельно друг с другом, однако выход из строя любого из них приводит к отказу системы.
Вероятность безотказной работы системы с последовательным со - единением элементов:
Из формулы видно, что даже если сложная машина состоит из элементов высокой надежности, то в целом она обладает низкой надежностью за счет наличия большого числа элементов в ее конструкции, соединенных последовательно.
В конструкции автомобиля имеет место в основном последовательное соединение элементов. В этом случае отказ любого элемента вызывает отказ самого автомобиля.
Пример расчета из области автомобильного транспорта: у агрегата автомобиля, состоящего из четырех последовательно соединенных элементов, вероятность безотказной работы элементов за определенную наработку составляет Р1 = 0,98; Р2 = 0,65; Р3 = 0,88 и Р4 = 0,57. В этом случае вероятность безотказной работы за ту же наработку всего агрегата равна Рс = 0,98·0,65·0,88·0,57 = 0,32, т.е. очень и очень низкая.
Иными словами, надежность автомобиля с последовательно со - единенными элементами ниже надежности самого слабого его звена. Поэтому при усложнении конструкции автомобиля, его агрегатов и систем, одним из проявлений которого является увеличение числа элементов в системе, требования к надежности каждого элемента и их равнопрочности резко возрастают.
Расчет надежности системы при параллельном соединении ее элементов
При параллельном соединении элементов вероятность безотказной работы системы:
надежность безотказный сложный
Например: если вероятность безотказной работы каждого элемента Р = 0,9, а количество элементов равно трем (n = 3), то Р(t) = 1 - (0,1)3 = 0,999. Таким образом, вероятность безотказной работы системы резко повышается и становится возможным создание надежных систем из ненадежных элементов.
Отсюда можно сделать вывод, что параллельное соединение элементов в сложной системе повышает ее надежность.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Требования, предъявляемые к надежности изделия. Анализ надежности дублированных систем. Вероятность безотказной работы по заданному критерию. Распределение отказов по времени. Основы расчета резьбовых и болтовых соединений при постоянной нагрузке.
контрольная работа [443,8 K], добавлен 09.11.2011Анализ изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки. Понятие процентной наработки технической системы, особенности обеспечения ее увеличения за счет повышения надежности элементов и структурного резервирования элементов системы.
контрольная работа [558,6 K], добавлен 16.04.2010Место вопросов надежности изделий в системе управления качеством. Структура системы обеспечения надежности на базе стандартизации. Методы оценки и повышения надежности технологических систем. Предпосылки современного развития работ по теории надежности.
реферат [29,8 K], добавлен 31.05.2010Понятие и основные этапы жизненного цикла технических систем, средства обеспечения их надежности и безопасности. Организационно-технические мероприятия повышения надежности. Диагностика нарушений и аварийных ситуаций, их профилактика и значение.
презентация [498,7 K], добавлен 03.01.2014Исследование сущности матричного метода расчета надежности автоматизированных систем. Определение вероятности отсутствия отказов элементов. Практическая реализация оптимального резервирования. Анализ различных подходов и классификаций ошибок персонала.
контрольная работа [1008,0 K], добавлен 02.04.2016Показатели надежности систем. Классификация отказов комплекса технических средств. Вероятность восстановления их работоспособного состояния. Анализ условий работы автоматических систем. Методы повышения их надежности при проектировании и эксплуатации.
реферат [155,0 K], добавлен 02.04.2015Основные количественные показатели надежности технических систем. Методы повышения надежности. Расчет структурной схемы надёжности системы. Расчет для системы с увеличенной надежностью элементов. Расчет для системы со структурным резервированием.
курсовая работа [129,7 K], добавлен 01.12.2014Понятия теории надежности. Вероятность безотказной работы. Показатели частоты отказов. Методы повышения надежности техники. Случаи возникновения отказов, сохранность работоспособности оборудования. Критерии и количественные характеристики его оценки.
курсовая работа [234,6 K], добавлен 28.04.2014Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.
курсовая работа [576,7 K], добавлен 18.03.2012Описание конструкции компрессора газотурбинного двигателя. Расчет вероятности безотказной работы лопатки и диска рабочего колеса входной ступени дозвукового осевого компрессора. Расчет надежности лопатки компрессора при повторно-статических нагружениях.
курсовая работа [868,6 K], добавлен 18.03.2012Методология анализа и оценки техногенного риска, математические формулировки, используемые при оценке основных свойств и параметров надежности технических объектов, элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет.
курсовая работа [130,7 K], добавлен 15.02.2017Схема основных состояний и событий, характерных для восстанавливаемых систем. Показатели надежности невосстанавливаемых систем. Критерии потоков отказов. Показатели безотказности. Анализ ряда основных параметров, характеризующих надежность системы.
курсовая работа [430,7 K], добавлен 22.07.2015Сущность и содержание, а также основные элементы теории марковских случайных процессов. Модели расчета надежности объектов. Порядок присвоения исходной информации. Сравнение результатов расчета, принципы и этапы построения математической модели.
презентация [963,4 K], добавлен 17.04.2014Структурная схема надежности технической системы. График изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки до уровня 0,1-0,2. 2. Определение Y-процентной наработки технической системы.
практическая работа [218,7 K], добавлен 05.05.2009Определения требований надежности и работоспособности системы промышленного тахометра ИЛМ1. Распределение требований ее надежности по различным подсистемам. Проведение анализа надежности системы и техногенного риска на основе методов надежности.
курсовая работа [281,8 K], добавлен 23.05.2013Надежность как один из основных показателей качества, ее характерные свойства и предъявляемые требования. Классификационные группы системы стандартов "Надежность в технике". Показатели надежности и методика их определения для различных объектов.
лекция [36,8 K], добавлен 19.04.2011Оценка живучести узлов нагрузки и надежности схем систем электроснабжения. Функции распределения интервалов времени между выходами из строя оборудования по вине человека. Отказы элементов схемы. Многопроцессорные вычислительные системы реального времени.
курсовая работа [282,8 K], добавлен 23.01.2009Государственные стандарты по проблеме надежности энергетических объектов при эксплуатации. Изменение интенсивности отказов при увеличении наработки объекта. Вероятность безотказной работы. Показатели долговечности и модель гамма-процентного ресурса.
презентация [900,4 K], добавлен 15.04.2014Понятие модели системы. Принцип системности моделирования. Основные этапы моделирования производственных систем. Аксиомы в теории модели. Особенности моделирования частей систем. Требования умения работать в системе. Процесс и структура системы.
презентация [1,6 M], добавлен 17.05.2017Определение надежности линейной (трубопроводной) части газораспределительных систем, их основных элементов и узлов. Проектирование распределительных газовых сетей. Построение кольцевых, тупиковых и смешанных газопроводов, принципы их расположения.
контрольная работа [232,9 K], добавлен 24.09.2015
