Расчет и повышение надежности технической системы
Построение графика изменения вероятности безотказной работы квазиэлементов от времени наработки. Обеспечение увеличения гамма-процентной наработки не менее чем в 1,5 раза двумя способами: повышения надежности и структурного резервирования элементов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.01.2017 |
| Размер файла | 73,5 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/
Министерство образования Российской Федерации
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Кафедра АТС
Расчётно-графическая работа
по дисциплине «Диагностика и надежность технических систем»
на тему «Расчет и повышение надежности технической системы»
Уфа, 2006 г
По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы г и значениям интенсивностей отказов ее элементов г, требуется:
1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1-0.2.
2. Определить г-% наработку технической системы.
3. Обеспечить увеличение г-% наработки не менее, чем в 1,5 раза за счет :
А) повышения надежности элементов;
В) структурного резервирования элементов системы.
Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов) Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов .Переключатели при резервировании считаются идеальными.
На схемах обведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.
Рис. 2 Исходная система
г%= 75
л1= 0.01Ч10-6
л2-11= 1Ч10-6
л12, 13= 0.05Ч10-6
л14= 0.1Ч10-6
Декомпозиция схемы
1. В исходной схеме элементы: 4, 5 образуют последовательное соединение. Заменяем их элементом А. Учитывая ,что p4=p5 получим:
pA=p4p5 = p42
2. Элементы: 6, 7 образуют последовательное соединение. Заменяем их элементом B. Учитывая, что p6=p7 получим:
pB=p6p7 = p62
4. Элементы: 8, 9 образуют последовательное соединение. Заменяем их элементом C. Учитывая, что p8=p9 получим:
pC=p8p9 = p82
5. Элементы: 10, 11 образуют последовательное соединение. Заменяем их элементом D. Учитывая, что p10=p11 получим:
pD=p10p11 = p102
Рис. 2 Преобразованная система
4. Элементы A, B, C, D образуют систему типа “m из n”. Заменяем их элементом E.
Рис. 3
Для мостиковой схемы (рис. 3) в качестве особого элемента целесообразно выбрать диагональный элемент E. При рE =1 мостиковая схема превращается в параллельно-последовательное соединение, а при рE =0 - в последовательно-параллельное
Рис. 4 Преобразование мостиковой схемы при абсолютно надежном (а) и отказавшем (б) центральном элементе.
Для преобразованных схем можно записать:
Рис. 5
На этом этапе считаем декомпозицию схемы законченной (осталось всего 3 последовательно соединенных элемента).
Определение г-процентной наработки Т С.
Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с 1 по 15 подчиняются экспоненциальному закону:
exp(-).*
Результаты расчетов вероятностей безотказной работы элементов 1-14 исходной схемы по формуле (*) представлены в таблице 1.
Результаты расчетов - вероятностей безотказной работы квазиэлементов А, В, С,D, Е, F и G по найденным в п.1 формулам также представлены в таблице 1.
На рис. 1 представлен график зависимости вероятности безотказной работы системы Р от времени (наработки) t.
По графику (рис. 1, кривая Р) находим для г= 75% (Р = 0.75) г- процентную наработку системы Тг =0.58 Ч10 ч.
Проверочный расчет при t= 0.58Ч10 ч показывает (таблица 1), что Pг =0.74721? 0.75
Обеспечение увеличения г-процентной наработки не менее, чем в 1,5 раза за счет повышения надежности элементов.
По условиям задания повышенная г - процентная наработка системы
=1.5T. = 1,5*0,58*10 = 0.87Ч10 ч.
Расчет показывает (таблица 1), что при t =0.87106 ч для элементов преобразованной схемы (рис. 5) p1=0.9913, pG = 0.6441, p14= 0.9167. Следовательно, из трех последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент G и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.
Для того, чтобы при = 0.87106 ч система в целом имела вероятность безотказной работы Р =0.75, необходимо, чтобы элемент G имел вероятность безотказной работы .
При этом значении элемент G останется самым ненадежным в схеме.
Однако, т.к. аналитическое выражение этого уравнения связано с определенными трудностями, более целесообразно использовать графоаналитический метод. для этого строим график зависимости PG =f (p12).
Рис. 6
По графику при pG = 0.837 находим p120,7375
Тогда
л2-11'==0,35Ч106
Результаты расчетов для системы с увеличенной надежностью элементов 2- 11 приведены в таблице 1
Обеспечение увеличения г-процентной наработки не менее, чем в 1,5 раза за счет структурного резервирования элементов системы
Для второго способа увеличения вероятности безотказной работы системы - структурного резервирования - по тем же соображениям выбираем элемент K, вероятность безотказной работы которого после резервирования должна быть не ниже PG”=0.825.
Для повышения надежности системы добавляем к ней элементы, идентичные по надежности исходным элементам 2, 3 до тех пор, пока вероятность безотказной работы квазиэлемента G не достигнет заданного значения.
Структурная схема системы с резервированием элементов будет выглядеть следующим образом
Рис. 9
Расчеты показывают, что при t=0,87Ч10ч Р”=0,8621 > 0,75 , что соответствует условию задания
Таблица 1 Расчет вероятности безотказной работы
|
элемент |
л1, 10^-6 |
Наработка t, 10^6 |
|||||||
|
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,58 |
0,87 |
1,5 |
2 |
|||
|
1 |
0,01 |
0,9990 |
0,9980 |
0,9960 |
0,9942 |
0,9913 |
0,9851 |
0,9802 |
|
|
2- 11 |
1 |
0,9048 |
0,8187 |
0,6703 |
0,5599 |
0,4190 |
0,2231 |
0,1353 |
|
|
12, 13 |
0,05 |
0,9950 |
0,9900 |
0,9802 |
0,9714 |
0,9574 |
0,9277 |
0,9048 |
|
|
14 |
0,1 |
0,9900 |
0,9802 |
0,9608 |
0,9436 |
0,9167 |
0,8607 |
0,8187 |
|
|
A, B, C, D |
0,8187 |
0,6703 |
0,4493 |
0,3135 |
0,1755 |
0,0498 |
0,0183 |
||
|
E |
0,5946 |
0,5381 |
0,4687 |
0,3274 |
0,1387 |
0,0139 |
0,0020 |
||
|
G |
0,9906 |
0,9657 |
0,8864 |
0,7964 |
0,6441 |
0,3715 |
0,2300 |
||
|
P |
0,9797 |
0,9447 |
0,8482 |
0,7472 |
0,5853 |
0,3150 |
0,1845 |
||
|
2-11' |
0,35 |
0,9656 |
0,9324 |
0,8694 |
0,8163 |
0,7375 |
0,5916 |
0,4966 |
|
|
A', B', C', D' |
0,9324 |
0,8694 |
0,7558 |
0,6663 |
0,5439 |
0,3499 |
0,2466 |
||
|
E' |
0,7806 |
0,6545 |
0,5558 |
0,5377 |
0,5178 |
0,3726 |
0,2364 |
||
|
G' |
0,9987 |
0,9949 |
0,9806 |
0,9616 |
0,9218 |
0,8085 |
0,7069 |
||
|
P' |
0,9878 |
0,9733 |
0,9384 |
0,9022 |
0,8377 |
0,6855 |
0,5673 |
||
|
2",3" |
0,9991 |
0,9940 |
0,9642 |
0,9148 |
0,8038 |
0,5311 |
0,3535 |
||
|
G' |
1,0000 |
0,9998 |
0,9976 |
0,9890 |
0,9487 |
0,7432 |
0,5375 |
||
|
P" |
0,9890 |
0,9781 |
0,9547 |
0,9279 |
0,8621 |
0,6301 |
0,4314 |
Рис. 10. Изменение вероятности безотказной работы исходной системы (Р ), системы с повышенной надежностью (Р? ) и системы со структурным резервированием элементов (Р”).
квазиэлемент надежность резервирование наработка
Выводы
На рис. 10 представлена зависимость, вероятности безотказной работы системы (кривая Р). Из Графика видно, что 75% - наработка исходной системы составляет 0.58Ч106часов.
Для повышения надежности и увеличении 50% - наработки системы в 1.5 раза (до 2.85-106 Часов) предложены два способа:
а) повышение: надежности элементов 2- 11 и уменьшение их отказов с 1 до 0.4*10-6 ч-1;
б) нагруженное резервирование основных элементов 2, 3 идентичными по надежности резервными элементами 15, 16, 17 и 18.
Анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) показывает, что второй способ повышения надежности системы (структурное резервирование) предпочтительнее первого в период наработки до 0.58Ч106 часов.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ 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 16.04.2010Структурная 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 05.05.2009Государственные 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 15.04.2014Построение эмпирической вероятности безотказной работы. Определение параметров распределения итерационным методом. Рассмотрение количественных характеристик каждого фактора в отдельности. Определение средней наработки до первого отказа устройства.
отчет по практике [500,8 K], добавлен 13.12.2017Краткое 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 18.03.2012Понятия 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 28.04.2014Место 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 отказа. Причины и последствия возникновения отказов. Показатели безотказности для невосстанавливаемых объектов. Статистическая оценка для средней наработки до отказа. Графическая интерпретация вероятности безотказной работы и вероятности отказа.
реферат [278,4 K], добавлен 06.02.2012Требования, 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 09.11.2011Основные 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 01.12.2014Определение статистической вероятности безотказной работы устройства. Расчет средней наработки до отказа топливных форсунок. Изучение зависимости от пробега автомобиля математического ожидания износа шатунных шеек коленчатого вала и дисперсии износа.
контрольная работа [211,1 K], добавлен 26.02.2015Критерии надежности. Надежность станков и промышленных роботов. Экономический аспект надежности. Уровень надежности как определяющий фактор развития техники по основным направлениям а также экономии материалов и энергии.
реферат [419,5 K], добавлен 07.07.2007Методология 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 15.02.2017Рабочий процесс в котельной установке. Обоснование целесообразности введения АСР для повышения производительности и надежности котла. Структурная схема системы регулирования давления. Выбор технических средств автоматизации. Расчет надежности контура.
курсовая работа [46,9 K], добавлен 30.01.2011Разработка алгоритма статистического моделирования. Вычисление характеристик выборки. Формирование статистического ряда и графическое представление данных. Подбор подходящего закона распределения вероятностей. Определение характеристик надежности системы.
курсовая работа [322,5 K], добавлен 19.08.2014Закономерности 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.
курсовая работа [538,5 K], добавлен 05.03.2013Определение модели вероятности отказов для резистора и конденсатора, расчет коэффициентов нагрузки и суммарной эксплуатационной интенсивности отказов с целью оценки показателей безотказности функционального узла РЭУ при наличии постоянного резервирования.
курсовая работа [158,7 K], добавлен 05.07.2010Определения 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 23.05.2013Расчет параметров электросхемы при переходном процессе операторным и классическим методом. Точки экстремумов для построения графика изменения токов ветвей схемы во времени при коммутации. Определение времени и построение графика переходного процесса.
контрольная работа [2,6 M], добавлен 31.07.2012
