Реферат: Расчет структурной надежности системы (вариант 3)

 

Федеральное агентство по образованию

Новомосковский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования

«Российский химико-технологический университет

имени Д.И. Менделеева»

 

 

 

 

Кафедра: ВТИТ

 

 

 

 

Предмет: Надежность, эргономика, качество АСОИУ

 

 

 

 

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

 

 

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

 

Вариант 3

 

 

 

 

 

Группа: АС-06-1

Студент: Винокурова Е.В.

Преподаватель: Прохоров В.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новомосковск   2010

1 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.

На схемах обведенные пунктиром m элементов являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.

 

/>

 

№ вар.

/>, %

Интенсивность отказов элементов, />

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

3

60

0,03

0,5

0,2

1,0

0,03

0,1

 

 

 

 

2 Расчетная часть

 

Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 2-4 соединены параллельно. Заменяем элементы 2-4 на элемент A.

По условию, интенсивности отказов элементов 2-4 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента Aопределяется по формуле:

 

/> 

 

Элементы 5-7 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным методом:

 

/>

 

 

Элементы 8-10 соединены параллельно. Заменяем элементы 8-10 на элемент C. Интенсивности отказов элементов 8-10 равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента Cопределяется по формуле:

 

/>

 

Элементы 11-13 также соединены параллельно. Заменяем элементы 11-13 на элемент D. Интенсивности отказов элементов 11-13 также равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента D определяется по формуле:

 

/>

После замены элементов структурная схема системы примет вид:

 

/>

 

Элементы 1, A, B, C, Dи 14 соединены последовательно, следовательно, вероятность безотказной работы всей системы определяется по формуле:

 

/>

 

Согласно расчетам в MicrosoftExcel и исходным данным наименее надежными элементами являются 8-10.

Наработку необходимо увеличить с γ=0,9298*106 ч. до 1,3947*106 ч.

Повышение надежности системы можно провести двумя способами:

1)    Заменой малонадежных элементов на более надежные.

2)    Структурным резервированием элементов.

Первый способ

Заменяем элементы 8-10, имеющие λ=1*10-6 1/ч, на элементы с λ=0,5*10-6 1/ч. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356271899

до 0,541566249.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

  

8’

 

 


/>

10'

 

/>/>

      /> /> 

 

 


При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента C. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356271899

до 0,610117356.


Расчет вероятности безотказной работы системы

 

Элемент

λ·10¯

Наработка 

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

0,9298

1,3947

1

0,03

0,97628571

0,974822379

0,973361242

0,971902294

0,970445534

0,96899096

0,96753856

0,96608834

0,964640293

0,96319442

0,972491445

0,959022253

2-4

0,5

0,670320046

0,653769785

0,637628152

0,621885056

0,60653066

0,59155536

0,57694981

0,562704869

0,548811636

0,53526143

0,628197922

0,497903

4-7

0,2

0,852143789

0,843664817

0,835270211

0,826959134

0,818730753

0,81058425

0,8025188

0,794533603

0,786627861

0,77880078

0,830306807

0,756585297

8-10

1

0,449328964

0,427414932

0,40656966

0,386741023

0,367879441

0,34993775

0,33287108

0,316636769

0,301194212

0,2865048

0,394632629

0,247907397

11-13

0,03

0,97628571

0,974822379

0,973361242

0,971902294

0,970445534

0,96899096

0,96753856

0,96608834

0,964640293

0,96319442

0,972491445

0,959022253

14

0,1

0,923116346

0,918512284

0,913931185

0,909372934

0,904837418

0,90032452

0,89583414

0,891366144

0,886920437

0,8824969

0,911211724

0,869819117

A

-

0,964167458

0,958495528

0,952415736

0,945940562

0,939083816

0,9318604

0,92428609

0,91637735

0,908151161

0,89962486

0,948603276

0,873420645

B

-

0,940880328

<td style=«border-right: 1pt solid windowtext; padding: 0cm 5.4pt; height: 15pt; border: medium 1pt 1pt medium none solid solid none -moz-use-text-col
еще рефераты
Еще работы по теории систем управления