Целевое назначение и классификация методов расчета

АННОТАЦИЯ

Л.Н. Листунов. Надежность электрооборудования наземных транспортных средств. – Челябинск: ЮУрГУ, 2016, 40 с., 14 рисунков, 4 таблицы. Библиографический список – 4 наименования.

Цель курсовой работы - преобразование заданной структурной схемы для дальнейших расчетов. Определение показателей надежности системы. Построение зависимости P(t) в диапазоне наработки от 0 до 1,5 Т. Определение значения гамма-процентной наработки до отказа при показателе . Рассмотреть вопрос повышения данного значения в 1,5 раза двумя способами: за счет повышения надежности отдельных элементов; за счет использования резервирования. Построить зависимости P(t) модернизированных схем.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ.. 1

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 5

1.1 Целевое назначение и классификация методов расчета. 5

1.2 Последовательность расчета систем. 7

1.3 Расчет надежности, основанный на использовании параллельно-последовательных структур. 9

1.4 Система с последовательным соединением элементов. 9

1.5 Система с параллельным соединением элементов. 13

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 15

2.1 Преобразование заданной структурной схемы для дальнейших расчетов. 15

2.2 Определение показателей надежности системы (P(t), Т, λ). Построение зависимости P(t) в диапазоне наработки от 0 до 2,5 Т. 17

2.3 Определение значения гамма-процентной наработки до отказа при. 26

показателе . 26

3. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ, 33

ИЗМЕНЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗА. 33

ВЫВОД.. 37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 38

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 39

 

 

Вариант 224

Исходные данные проектирования:

1. Схема

 

 

Рисунок 1.1 – Структурная схема надежности

2. Аналитическая часть: «Основы расчета надежности систем»

3. Содержание расчетной части:

 

Таблица 1 – Исходные значения λ для элементов схемы.

λ1, 1/ч	λ2, 1/ч	λ3, 1/ч	λ4, 1/ч	λ5, 1/ч	λ6, 1/ч	λ7, 1/ч	λ8, 1/ч	λ9, 1/ч	λ10, 1/ч
1 ∙10^-5	0,5∙10^-5	0,6∙10^-5	1∙10^-5	0,8∙10^-5	0,6∙10^-5	0,9∙10^-5	0,7∙10^-5	0,3∙10^-5	0,9∙10^-5

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современная теория надежности охватывает широкий круг вопросов, а именно: разработка технических условий и требований, предъявляемых к техническим системам; построение этих систем; организация их эксплуатации, технического обслуживания и ремонта; замена изношенных и др.

Проблемы, охватываемые теорией надежности, условно можно разделить на два взаимосвязанных направления:

1) физические основы надежности (связанные с изучением физико-химических свойств и параметров элементов изделий, происходящих в них физико-химических процессах, приводящих к отказам);

2) математическая теория надежности (основана на изучении статистических, вероятностных закономерностей отказов).

В данном курсовом проекте необходимо определить показатели надежности системы, построить графики зависимостей в диапазоне наработки, определить значение гамма-процентной наработки.

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Преобразование заданной структурной схемы для дальнейших расчетов

Рисунок 2.1 – Исходная схема установки

Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с «1» по «10» (рисунок 2) подчиняются экспоненциальному закону:

(2.1)

где p_i – вероятность безотказной работы ί - го элемента;

λ – интенсивность отказа ί - го элемента (1/ч);

t – время наработки (ч).

В исходной схеме элементы «1», «2» и «3» образовывают параллельное соединение, которое заменяем эквивалентом «А»:

(2.2)

где где р_А - вероятность безотказной работы элемента «А»;

р₁ - вероятность безотказной работы элемента «1»;

Р₂ - вероятность безотказной работы элемента «2»;

Р₃ - вероятность безотказной работы элемента «3».

 

В исходной схеме элементы «4», «5» образовывают параллельное соединение, которое заменяем эквивалентом «В»:

(2.3)

где где р_В - вероятность безотказной работы элемента «В»;

р₄ - вероятность безотказной работы элемента «4»;

Р₅- вероятность безотказной работы элемента «5»;

Р₆- вероятность безотказной работы элемента «5»;

 

В исходной схеме элементы «7», «8» образовывают параллельное соединение, которое заменяем эквивалентом «С»:

(2.4)

где где р_С - вероятность безотказной работы элемента «С»;

р₇ - вероятность безотказной работы элемента «7»;

Р₈- вероятность безотказной работы элемента «8»;

 

В исходной схеме элементы «9» и «10» образовывают параллельное соединение, которое заменяем эквивалентом «D»:

(2.5)

где где р_D - вероятность безотказной работы элемента «D»;

Р₉- вероятность безотказной работы элемента «9»;

Р₁₀- вероятность безотказной работы элемента «10»;

 

В итоге получаем преобразованную промежуточную систему:

А

В

D

C

 

 

Рисунок 2.2 – Промежуточная схема

 

В промежуточной схеме эквиваленты «А», «В», «С», «D», образуют последовательную схему. Тогда вероятность безотказной работы всех системы:

(2.6)

2.2 Определение показателей надежности системы (P(t), Т, λ). Построение зависимости P(t) в диапазоне наработки от 0 до 2,5 Т.

 

Рассчитаем вероятности элементов и вероятность безотказной работы каждого элемента по формулам (2.1)-(2.5).

При наработке t = 0,1·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

 

Вероятность безотказной работы всей системы

 

При наработке t = 0,2·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

 

Вероятность безотказной работы всей системы

 

При наработке t = 0,4·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

 

При наработке t = 0,6·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

 

При наработке t = 0,8·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

При наработке t = 1·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей систем

 

 

При наработке t = 1,5·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

 

При наработке t = 2·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

При наработке t = 2,5·10⁵ ч.:

Вероятность безотказной работы элементов 1-10

 

Вероятность безотказной работы квазиэлементов A, B, C, D

Вероятность безотказной работы всей системы

 

 

ВЫВОД

а) на рисунке 2.3 представлена зависимость вероятности безотказной работы системы (кривая ). Из графика видно, что 75% - наработка исходной системы составляет 5.72*10⁴ часов;

б) для повышения надежности и увеличения 75% - наработки системы в полтора раза (до часов) предложены два способа:

повышение надежности элементов «8», «10» и уменьшение их отказов;

нагруженное резервирование основных элементов «8», «10» идентичными по надежности резервными элементами c «11» по «12» (рисунок 2.4).

в) анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) (рисунок 2.7) показывает, что первый способ повышения надежности системы (уменьшение интенсивности отказов элементов) предпочтительнее второго, вероятность безотказной работы системы (кривая , рис. 2.4) выше, чем при структурном резервировании (кривая , рис. 2.6).

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе раскрыли вопрос о способе резервирования систем. Преобразовали заданную структурную схему и определили показатели надежности каждого элемента схемы и системы в целом. Построили зависимость вероятности безотказной работы системы от наработки. Рассмотрели вопрос повышения гамма-процентной наработки до отказа при показателе в 1,5 раза двумя способами: за счет повышения надежности отдельных элементов; за счет использования резервирования. Построили зависимости модернизированных схем.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. http://www.obzh.ru/nad/4-3.html

2. Лекции надежность электрооборудования НТС1. Левин, В.И. Логическая теория надежности сложных систем [Текст] / В.И. Левин. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 608с.- Библиогр.: с.602-605. - 15000 экз. ISBN 5-8333-0147-5

3. Маринин, С.Ю. Надежность технических систем и техногенный риск. Методические указания по выполнению курсовой работы [Текст] / С.Ю. Маринин; М-во образования Рос. Федерации, ГОУ ВПО КубГТУ.- Краснодар, 2004.-37 с.

4. Лекции по дисциплине «Надежность электрооборудования НТС».

 

АННОТАЦИЯ

Л.Н. Листунов. Надежность электрооборудования наземных транспортных средств. – Челябинск: ЮУрГУ, 2016, 40 с., 14 рисунков, 4 таблицы. Библиографический список – 4 наименования.

Цель курсовой работы - преобразование заданной структурной схемы для дальнейших расчетов. Определение показателей надежности системы. Построение зависимости P(t) в диапазоне наработки от 0 до 1,5 Т. Определение значения гамма-процентной наработки до отказа при показателе . Рассмотреть вопрос повышения данного значения в 1,5 раза двумя способами: за счет повышения надежности отдельных элементов; за счет использования резервирования. Построить зависимости P(t) модернизированных схем.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ.. 1

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 5

1.1 Целевое назначение и классификация методов расчета. 5

1.2 Последовательность расчета систем. 7

1.3 Расчет надежности, основанный на использовании параллельно-последовательных структур. 9

1.4 Система с последовательным соединением элементов. 9

1.5 Система с параллельным соединением элементов. 13

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 15

2.1 Преобразование заданной структурной схемы для дальнейших расчетов. 15

2.2 Определение показателей надежности системы (P(t), Т, λ). Построение зависимости P(t) в диапазоне наработки от 0 до 2,5 Т. 17

2.3 Определение значения гамма-процентной наработки до отказа при. 26

показателе . 26

3. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ, 33

ИЗМЕНЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗА. 33

ВЫВОД.. 37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 38

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 39

 

 

Вариант 224

Исходные данные проектирования:

1. Схема

 

 

Рисунок 1.1 – Структурная схема надежности

2. Аналитическая часть: «Основы расчета надежности систем»

3. Содержание расчетной части:

 

Таблица 1 – Исходные значения λ для элементов схемы.

λ1, 1/ч	λ2, 1/ч	λ3, 1/ч	λ4, 1/ч	λ5, 1/ч	λ6, 1/ч	λ7, 1/ч	λ8, 1/ч	λ9, 1/ч	λ10, 1/ч
1 ∙10^-5	0,5∙10^-5	0,6∙10^-5	1∙10^-5	0,8∙10^-5	0,6∙10^-5	0,9∙10^-5	0,7∙10^-5	0,3∙10^-5	0,9∙10^-5

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современная теория надежности охватывает широкий круг вопросов, а именно: разработка технических условий и требований, предъявляемых к техническим системам; построение этих систем; организация их эксплуатации, технического обслуживания и ремонта; замена изношенных и др.

Проблемы, охватываемые теорией надежности, условно можно разделить на два взаимосвязанных направления:

1) физические основы надежности (связанные с изучением физико-химических свойств и параметров элементов изделий, происходящих в них физико-химических процессах, приводящих к отказам);

2) математическая теория надежности (основана на изучении статистических, вероятностных закономерностей отказов).

В данном курсовом проекте необходимо определить показатели надежности системы, построить графики зависимостей в диапазоне наработки, определить значение гамма-процентной наработки.

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Целевое назначение и классификация методов расчета

Расчеты надежности - расчеты, предназначенные для определения количественных показателей надежности. Они проводятся на различных этапах разработки, создания и эксплуатации объектов.
На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемой системы. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполага-емого проекта, а также для решения организационно-технических вопросов:
- выбора оптимального варианта структуры;

-способа резервирования;
-глубины и методов контроля;
-количества запасных элементов;
-периодичности профилактики.
На этапе испытаний и эксплуатации расчеты надежности проводятся для оценки количественных показателей надежности. Такие расчеты носят, как правило, характер констатации. Результаты расчетов в этом случае показывают, какой надежностью обладали объекты, прошедшие испытания или используемые в некоторых условиях эксплуатации. На основании этих расчетов разрабатываются меры по повышению надежности, определяются слабые места объекта, даются оценки его надежности и влияния на нее отдельных факторов.
Многочисленные цели расчетов привели к большому их разнообразию. На рис. 1.2 изображены основные виды расчетов.
Элементный расчет - определение показателей надежности объекта, обусловленных надежностью его комплектующих частей (элементов). В результате такого расчета оценивается техническое состояние объекта (вероятность того, что объект будет находиться в работоспособном состоянии, средняя наработка на отказ и т.п.).

 

 

Рисунок 1.2 Классификация расчетов надежности

Расчет функциональной надежности - определение показателей надежности выполнения заданных функций (например, вероятность того, что система очистки газа будет работать заданное время, в заданных режимах эксплуатации с сохранением всех необходимых параметров по показателям очистки). Поскольку такие показатели зависят от ряда действующих факторов, то, как правило, расчет функциональной надежности более сложен, чем элементный расчет.

Выбирая на рис 1.2 варианты перемещений по пути, указанному стрелками, каждый раз получаем новый вид (случай) расчета.

Самый простой расчет - расчет, характеристики которого представлены на рис. 1.2 слева: элементный расчет аппаратурной надежности простых изделий, нерезервированных, без учета восстановлений работоспособности при условии, что время работы до отказа подчинено экспоненциальному распределению.

Самый сложный расчет -расчет, характеристики которого представлены на рисунке 1.1 справа: функциональной надежности сложных резервированных систем с учетом восстановления их работоспособности и различных законов распределения времени работы и времени восстановления.

Выбор того или иного вида расчета надежности определяется заданием на расчет надежности. На основании задания и последующего изучения работы устройства (по его техническому описанию) составляется алгоритм расчета надежности, т.е. последовательность этапов расчета и расчетные формулы.