Расчёт показателей надёжности рэу при разных законах распределения времени до отказа элементов

Для расчёта пользуются выражением:

но при этом вероятности вида pi(tЗ) находят с учётом закона распределения времени до отказа i-го элемента.

Понятие параметрической надёжности устройств

Под параметрической надёжностью понимают свойство изделия, состоящее в отсутствии в нём постепенных отказов при работе в заданных условиях эксплуатации в течение времени tЗ. Понятие параметрической надёжности прямо связано с понятием постепенных отказов.

Причины появления постепенных отказов

Основными причинами, вызывающими появление постепенных отказов устройств, являются:

- производственный разброс выходного параметра устройства, вызываемый действием производственных погрешностей параметров элементов;

- отклонения выходного параметра от номинального значения под воздействием дестабилизирующих факторов(температуры, влажности и т.д.);

· уход выходного параметра от номинального значения из-за процессов старения элементов.

Ввиду наличия производственного(технологического) разброса параметров элементов выходной параметр устройства может заметно отклониться от номинального значения. В процессе эксплуатации, а также под воздействием дестабилизирующих факторов может происходить дальнейшее изменение выходного параметра. В итоге его значение может достигнуть критической границы и затем выйти за неё. Наступит постепенный отказ.

Оценка параметрической надёжности

Пусть допуск на выходной параметр y задан, исходя из служебного назначения РЭУ, нижней y н и верхней y в границами. Тогда вероятность, с которой гарантируется отсутствие постепенного отказа в течение промежутка времени (0…tз) Pпар(tз), численно равна заштрихованной площади на рис:

 

 

Предварительный(ориентировочный) расчёт показателей надёжности проектируемых электронных устройств.

При ориентировочном расчёте этот учёт выполняется прибли-женно, с помощью обобщённых эксплуатационных коэффициентов.

Значения этих коэффициентов зависят от вида РЭУ и условий их эксплуатации.

Ориентировочный расчёт выполняется на начальных стадияхпроектирования РЭУ, когда ещё не выбраны типы и эксплуатацион-ные характеристики элементов, не спроектирована конструкция и, естественно, отсутствуют результаты конструкторских расчётов(те-плового режима, виброзащищённости и т.п.).

Исходными данными при ориентировочном расчёте являются: электрическая схема РЭУ(принципиальная, а для цифровых РЭУ вряде случаев функциональная), заданное время работы tЗ, условияэксплуатации или вид РЭУ.

Ориентировочный расчёт выполняют для периода нормальной эксплуатации РЭУ, т.е. для периода, когда общая интенсивность от-каза устройства примерно постоянна во времени. В этом случае для определения интенсивности отказов РЭУ пользуются значениями интенсивностей отказов элементов. Общая интенсивность отказов РЭУ определяется путем простого суммирования последних.

При ориентировочном расчёте пользуются следующими допу-щениями(предпосылками):

а) отказы элементов случайны и независимы;

б) для элементов РЭУ справедлив экспоненциальный закон на-дёжности;

в) принимаются во внимание только внезапные отказы, т.е. ве-роятность с точки зрения отсутствия постепенных отказов равна единице;

г) учитываются только элементы электрической схемы, а также монтажные соединения, если вид соединений заранее определен;

д) учёт электрического режима и условий эксплуатации элемен-тов выполняется приближенно.

Последовательность ориентировочного расчёта:

1. На основе анализа электрической схемы РЭУ формируются

группы однотипных элементов.

Признаком объединения элементов в одну группу является функциональное назначение элемента и, в определенной степени, эксплуатационная электрическая характеристика. Например, мало-мощные транзисторы объединяют в одну группу, мощные– в другую и т.д.

Монтажные соединения составляют отдельную группу. Если вид монтажа(печатный, объёмный) определён заранее, то отдельную группу составляют также несущие конструкции(печатная плата и т.д.). Отдельную группу составляют также точки паек(в дальнейшем– пайки).

2. Для элементов каждой группы по справочникам(ТУ, катало-гам и т.п.) определяют среднегрупповое значение интенсивности от-казов. Если группу образуют элементы одного типа, то необходи-мость усреднять значения интенсивностей отказов отпадает.

3. Подсчитывают значение суммарной интенсивности отказов элементов устройства, используя выражени

где λ_0j – среднегрупповое значение интенсивности отказов элемен-тов j-й группы, найденное с использованием справочников,

j = 1, …, k;

n_j– количество элементов в j-й группе, j = 1, …, k;

k– число сформированных групп однотипных элементов.

4. С использованием обобщённого эксплуатационного коэффи-циента выполняют приближённый учёт электрического режима и ус-ловий эксплуатации элементов.

Суммарную интенсивность отказов элементов РЭУ с учётомэлектрического режима и условий работы определяют как

где Kэ– обобщённый эксплуатационный коэффициент, выбираемый по таблицам в зависимости от вида РЭУ или условий его эксплуатации

5. С использованием гипотезы об экспоненциальном законе на-дёжности подсчитывают другие показатели надёжности.

Наработка на отказ

 

Вероятность безотказной работы за заданное время t_З

 

Среднее время безотказной работы устройства(средняя нара-ботка до отказа)

 

Гамма-процентная наработка до отказа Tγ определяется, как решение уравнения

 

В случае экспоненциального распределения времени до отказа