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.