Расчет структурной надежности системы

Загрузить архив:
Файл: ref-30682.zip (499kb [zip], Скачиваний: 45) скачать

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 15

Студент: Акименко Д.В.

Группа: АС-06-2

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¯, ч¯¹

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

90

0,1

1

1

1

1

0,5

0,5

0,5

2

2

0,5

0,2

0,2

1

1

Элементы 2,3,4,5 объединяем в квазиэлемент А.

Поскольку , то данная формула может быть упрощена и будет иметь вид:

Элементы 12, 13 соединены последовательно, поэтому можем объединить их в квазиэлемент B

Элементы 14, 15 соединены параллельно, поэтому мы можем объединить их в квазиэлемент С

Поскольку , то данная формула может быть упрощена и будет иметь вид:

Элементы 1 и A соединены последовательно, поэтому мы можем объединить их в квазиэлемент D, а элементы 6,7,9,11 и B образуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом E

Таким образом,

Элементы E, 10 объединяем в квазиэлемент F

Элементы 8, Cобъединяем в квазиэлемент G

Элементы Fи Gобъединяем в квазиэлемент H

Элементы D и H

Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с 1 по 14 подчиняются экспоненциальномузакону:

По графику находим дляγ=90%(Р = 0.9) γ- процентную наработку системы Тγ =0,5275*10 ч.

По условиям задания повышеннаяγ - процентная наработка системы=1.5•T. = 1.5•0,5275•10 = 0,79125•10 ч.

Расчет показывает, что при t=0,79125•10ч для элементов преобразованной схемы pD=0,841377, pH = 0,96722. Следовательно, из двух последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент D (последовательное соединение 1 и А) и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.

Для того, чтобы при = 0,79125•10ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg =0.9, необходимо, чтобы элемент D имел вероятность безотказной работы

Элемент D состоит из элементов 1, A. Используя формулу

Поскольку= 0,635358

Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 4 - 8 при t=0,79125•10 находим

Таким образом, для увеличения g - процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 2, 3, 4, 5 и снизить интенсивность их отказов с 1 до 0.573228×10 , т.е. в 1.745 раза.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

Система с резервированием

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

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,813796 до 0,886504

.




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 0.5275 *10 ч часов вероятность безотказной работы системы при структурном резервировании выше, нежели при замене элементов.