РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОСТИ

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОСТИ

Надежность является одним из свойств, которые определяют качество радиоэлектронного устройства. Надежность есть свойство системы сохранять величины выходных параметров в пределах установленных норм при заданных условиях (обеспечивать нормальную работу системы).

Под "заданными условиями" подразумеваются различные факторы, которые могут влиять на выходные параметры системы и выводить их за пределы установленных норм.

Для получения более или менее достоверных расчетных данных о надежности разрабатываемого изделия необходимо располагать аналитическими зависимостями, в наилучшей степени характеризующими взаимосвязи параметров элементов с выходными параметрами изделия, степенью влияния параметров элементов на выходные параметры изделия, т.е. "вес" каждого элемента в общей надежности изделия. Нужно знать поведение параметров элементов от действующих на них нагрузок, определяющихся режимом их использования и внешними воздействиями. Кроме того необходимо иметь сведения о вероятности появления возможных уровней режимов и внешних воздействий, а также степень взаимосвязей и взаимозависимостей элементов.

Поскольку элементы в общем случае могут находиться в рабочем режиме различное время, отличающееся от рабочего времени изделия, это также должно учитываться при расчете надежности.

Уточненный расчет показателей надежности выполняют на заключительных стадиях проектирования РЭУ, когда выбраны типы и типоразмеры элементов, спроектирована конструкция и имеются результаты расчета тепловых режимов, виброзащищенности и т.п.

Расчет выполняется при следующих допущениях:

а) отказы элементов случайны и независимы;

б) для элементов РЭУ справедлив экспоненциальный закон надежности;

в) принимаются во внимание только внезапные отказы, т.е. вероятность с точки зрения отсутствия постепенных отказов равна единице;

г) учитываются только элементы электрической схемы, а также монтажные соединения, если вид соединений заранее определен;

д) электрический режим и условия эксплуатации элементов учитываются более точно, чем при ориентировочном расчете, и, кроме того, принимаются во внимание конструктивные элементы устройства (шасси, корпус провода и т.п.).

Общими исходными данными для расчета этих надежностей являются:

- схема электрическая принципиальная устройства с перечнем элементов;

- значения коэффициентов нагрузки элементов, выбранные по таблицам для каждой группы элементов в зависимости от температуры окружающей среды;

- справочные значения интенсивностей отказов для групп элементов;

- время непрерывной работы устройства t=10000 ч;

- заданное время восстановления изделия tзад=1.2 ч;

- достаточное число отказов m=12.

Последовательность расчета:

1. Определяется коэффициент электрической нагрузки элементов РЭУ (К_Н) по следующей формуле:

К_Н=F_РАБ/F_НОМ ,(6.1)

где F_РАБ - электрическая нагрузка элемента в рабочем режиме, т.е. нагрузка, которая имеет место на рассматриваемом схемном элементе;

F_НОМ - номинальная или предельная по ТУ электрическая нагрузка элемента, выполняющего в конструкции функцию схемного элемента.

В качестве электрической нагрузки F_НОМ необходимо использовать номинальные или предельные по ТУ электрические характеристики элементов, выбранные для проектируемой конструкции РЭУ. Электрические характеристики F_РАБ следует брать из результатов электрического расчета принципиальной электрической схемы РЭУ или получать путем экспресс-анализа (ориентировочной оценки) электрических нагрузок схемных элементов.

2. Принимается решение о том, какие факторы, кроме коэффициента электрической нагрузки, будут учтены.

Используя результаты конструкторских расчетов, определяются значения параметров, описывающих учитываемые факторы, причем эти значение желательно иметь для каждого элемента.

3. Формируются группы однотипных элементов.

Признаком объединения элементов в одну группу в данном расчете является не только функциональное назначение элемента, но и примерное равенство коэффициентов электрической нагрузки и параметров, описывающих другие учитываемые эксплуатационные факторы.

Если для элементов одного и того же функционального назначения значения К_Н£0,05...0,1, то такие элементы по коэффициенту электрической нагрузки допускается объединять в одну группу.

Под интенсивностью отказов понимают условную плотность времени до отказа изделия, определяемую при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.

Информация о значениях интенсивностей отказов представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Значения интенсивностей отказов

4. Определяется суммарная интенсивность отказов элементов с учетом коэффициентов электрических нагрузок и условий их работы в составе устройства по следующим формулам:

m

l_j(n)=l_0j Õ a(x_i), (6.2)

i=1

k

l_å(n)=å n_jl_j(n),(6.3)

j=1

где l_j(n) - интенсивность отказов элементов j-й группы с учетом электрического режима и условий эксплуатации;

l_0j- справочное значение интенсивности отказов элементов j-й группы, j= 1, ..., k;

n_j - количество элементов в j-й группе; j= 1, ..., k;

k - число сформированных групп однотипных эллементов; в предельном случае каждый элемент РЭУ может составлять отдельную группу;

a(x_i) - поправочный коэффициент, учитывающий влияние фактора х_i, i=1, ... , m;

m - количество принимаемых во внимание факторов.

В качестве факторов х_i могут рассматриваться коэффициенты нагрузки К_н, температура и т.п.

Суммарная интенсивность отказов элементов равна:

l_å=51,5х10^-6 1/ч

После возникновения отказа работоспособность устройства восстанавливается путем ремонта (устранения неисправности). Затраты времени на восстановление отказа называются временем восстановления и складываются из времени поиска неисправности и времени замены неисправного элемента. Время восстановления является случайной величиной и распределено по экспоненциальному закону.

Расчет показателей надежности и восстанавливаемости проведены с помощью программных средств на ЭВМ. Распечатки с результатами расчета приведены в приложении В настоящего дипломного проекта.

В результате расчета для воздействия нормальной температуры окружающей среды были получены следующие параметры надежности:

Средняя наработка на отказ 348310,7 час.

Вероятность безотказной работы 0,972

Среднее время восстановления 1,26 час.

Вероятность восстановления 0,697

Коэффициент готовности 0,996

Вероятность норм. функционирования 0,972

Вероятность безотказной работы

с учетом восстановления 0,678

Таким образом, за 10000 часов работы в среднем 1000 устройств выйдет из строя только 38. Время восстановление вполне удовлетворительное (1,26 часа) для такого класса устройств. Полученные данные удовлетворяют требованиям ТЗ по надёжности.

Похожие работы

Лазеры и их применение в медицине

Скачать

84833

1

2

... объему активной среды и максимальной мощности (энергии) источника внешнего возбуждения (накачки). Основными особенностями лазерного излучения, делающими его перспективным для применения в различных областях медицины, являются высокие направленность, монохроматичность и энергоемкость. Высокая направленность лазерного излучения характеризуется тем, что угловое расхождение его пучка в свободном ...

История отечественного приборостроения

76024

0

0

... и теплоизмерительных приборах и регуляторах в основном удовлетворялась, то в металлургии, химической, пищевой и других отраслях дело обстояло несколько хуже. Отставание развития отечественного приборостроения от быстро растущей потребности народного хозяйства в приборах и средствах автоматизации вызвало необходимость создания и развития отраслевого приборостроения. В химической промышленности ...

Ультразвук и инфразвук

Скачать

31383

1

0

... . Это очень высокая слуховая чувствительность. С другой стороны, самые громкие звуки интенсивнее порога слышимости в 100 триллионов раз! В природе существуют звуки с частотой менее 16 Гц (инфразвуки) и более 20 Гц (ультразвуки). Человеческий голос - главное, на что ориентировано ухо,- имеет частоты в диапазоне 500-3000 Гц, и, следовательно, наш слух обеспечивает восприятие речи с большим запасом. ...

Организационная основа использования физической культуры на детском курорте и общем курорте

Скачать

145056

0

0

... поэтому тренировки могут проводиться 5-6 раз в неделю. Однако, например, ежедневный бег с использованием малых нагрузок менее эффективен, поскольку вызывает значительно меньшие функциональные сдвиги в организме. Характеристика основных форм оздоровительной физической культуры на общем и детском курорте По степени влияния на организм все виды оздоровительной физической культуры (в зависимости ...