Расчёт структурной надежности системы
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-30634.zip (235kb [zip], Скачиваний: 40) 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 9
Студент: Медведев С.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¯, ч¯¹
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9
85
0,01
1
1
5
5
5
5
5
0,2
0,2
5
5
5
0,1
-
2,4 элементы объединяем в квазиэлемент А, а 3,5 элементы в квазиэлемент B
Элементы А, B, 6, 7, 8 образуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом C.
Так каки преобразуем формулу
Элементы 9, 10 объединяем в квазиэлемент D
Так какпреобразуем формулу
Элементы 11, 12, 13 объединяем в квазиэлемент E
Так какпреобразуем формулу
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= 85%(Р
= 0.85) γ- процентную наработку системы Тγ =0.051263 *10
ч.
По условиям задания повышеннаяγ - процентная наработка системы
=1.5•T. = 1.5•0.051263•10 = 0,07689•10 ч.
Расчет показывает, что при t=0,07689•10ч для элементов преобразованной схемы p1=0,999231, pС = 0,743801, pD = 0,999767, pE = 0,967480616 и p14=0,99234. Следовательно, из пяти последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент С (мостиковая система) и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.
Для того, чтобы при 
= 0,07689•10ч система в целом имела вероятность безотказной работы Рg =0.85, необходимо, чтобы элемент С имел вероятность безотказной работы
Элемент С состоит из элементов 6, 7, 8, A и В. Используя формулу
решим данное уравнение в Excel получим
= 0,71378
Т. к. в уравнении появились 2 неизвестные, 
и
будем считать равными
Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 4 - 8 при t=0,07689•10 находим
Таким образом, для увеличения g - процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 4, 5, 6, 7 и 8 и снизить интенсивность их отказов с 5 до 4.385×10
, т.е. в 1.15 раза.
Второй способ
Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:
Система с резервированием
При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента С. Новые значения рассчитаны в Excel.
При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,85 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 0.051263 *10 ч часов вероятность безотказной работы системы при стpyктурном резервировании выше нежели при замене элементов