Реферат: Расчет структурной надежности системы
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «Российский химико-технологический
университет имени Д.И. Менделеева»
Новомосковский институт (филиал)
Кафедра
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Предмет «Надежность, эргономика, качество АСОИУ»
РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ
«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»
Вариант 16
Студент: Ключников А.В.
Группа: АС-06-1
Преподаватель: Прохоров В. С.
Новомосковск, 2010
Задание
По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы /> и значениям интенсивностей отказов ее элементов /> требуется:
1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 — 0.2.
2. Определить /> — процентную наработку технической системы.
3. Обеспечить увеличение /> — процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:
а) повышения надежности элементов;
б) 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.
№ варианта
γ, %
Интенсивность отказов элементов, λ·10¯⁶, ч¯¹
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
90
1
0,2
0,5
1
0,5
1
1
0,1
/>/>/>
Объединяем элементы 1-5 в квазиэлементА, 9 и 10 в B, 11 и 13 в C. Все они соединены параллельно.
/>
/>
/>
/>
Теперь соединим в квазиэлементы D, Eэлементы 7 иВ, 8 и С соответственно. Так как они соединены последовательно получим формулы:
/>
/>
Далее объедим элементы D, Eи 13, 14 в квазиэлементы F и G. Соединение параллельное, тогда получим:
/>
/>
/>
Теперь объединим элементы 6, Fи G в квазиэлемент I.
/>
Конечная схема выглядит следующим образом:
/>
/>
Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с 1 по 14 подчиняются экспоненциальному закону:
/>
/>
По графику находим для γ= 90% (Р/> = 0.90) γ- процентную наработку системы Тγ =0.5701 *10/> ч.
По условиям задания повышенная γ — процентная наработка системы />=1.5•T/>. = 1.5•0.5701 •10/> = 0,85515•10/> ч.
Расчет показывает, что при t=0,85515•10/>ч для элементов преобразованной схемы pА=0,908956, pI = 0,919699, p15 = 0,919699. Следовательно, из трех последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элементА (параллельная система) и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.
Для того, чтобы при />=0,85515•10/>ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg =0.90, необходимо, чтобы элементС имел вероятность безотказной работы
/>
ЭлементА состоит из элементов 1, 2, 3, 4 и 5. Используя формулу
/>
Учитывая, что p1=p2=p3=p4=p5, найдем р1:
/>
Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 4 — 8 при t=0, 85515•10/> находим
/>
Таким образом, для увеличения g — процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 1, 2, 3, 4 и 5 и снизить интенсивность их отказов с 1 до -0,7668×10/> />, т.е. в 1.3 раза.
/>
Второй способ
Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:
/>
Система с резервированием
При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента А. Новые значения рассчитаны в Excel.
При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,90 до 0,964841
/>
/>
/>
Вывод
Анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) показывает, что второй способ повышения надежности системы (структурное резервирование) предпочтительнее первого, так как в период наработки до 0.57013 *10/> ч часов вероятность безотказной работы системы при структурном резервировании выше нежели при замене элементов