Ориентировочная оценка надежности ИЭТ и полный расчет с учетом режимов эксплуатации

Эта оценка учитывает влияние на надежность количества и типов примененных элементов, а также особенностей эксплуатации.

Известно, что блок, для которого далее производится расчёт надёжности, состоит из элементов, приведённых в таблице 1.1, устройство работает при автофургонных условиях эксплуатации: высота до 1500 м над уровнем моря, температура окружающей среды – до +40˚C, относительная влажность – до 98%, нагрузка – вибрация и удар, заданное время наработки – 50 часов.

Для расчёта надёжности при заданных условиях эксплуатации вводится поправочный коэффициент k_λ, который определяется из таблицы.

Таким образом, интенсивность отказов при заданных условиях составляет:

(1.5)

где l_jH – интенсивность отказов элементов в лабораторных условиях работы.

В свою очередь, поправочный коэффициент k_l, определяется тремя коэффициентами k_λi, каждый из которых определяется своей группой факторов:

(1.6)

k _l1 учитывает влияние на ИЭТ механических факторов (удар, вибрации);

k _l2 – климатических (температура, влажность);

k _l3 – влияние пониженного атмосферного давления.

При заданных условиях, согласно табличным данным k_λ1=1,46, k_λ2=2.5, k_λ3=1.3. Результирующий поправочный коэффициент: k_λ=4.745.

Запишем исходные данные: количество элементов данного типа и интенсивности отказов:

 

Полупроводниковая ИМС

Гибридная ИМС

Транзистор НЧ кремниевый

Транзистор ВЧ кремниевый мощный

Кремниевый стабилитрон

Конденсатор электролитический А1

Импульсный трансформатор

Резистор, МЛТ-0,25

Плавкий предохранитель

Соединение пайкой

 

По формуле (1.5) рассчитываем интенсивности отказов для элементов каждого типа. Интенсивность отказов для всех элементов данного типа при заданных условиях равна произведению числа элементов данного типа на интенсивность отказов.

Запишем соответствующие таблицы значений:

 

Рассчитаем интенсивность отказов и ВБР для всей системы с учетом условий эксплуатации и нагруженности, а также других внешних факторов, такие как давление, температура, влажность. Для этого вводится поправочный коэффициент α.

Интенсивность отказов с учётом этого коэффициента для всех однотипных элементов данной системы равна:

(1.7)

Запишем таблицы значений α для каждого типа элементов данной системы и соответствующих значений :

 

 

Таблица 1.1 Данные для расчета надежности блока МЭА с учетом режима работы

№	Наименование, тип элементов	ni, шт.	ljH, 10^-6ч^-1	lj, 10^-6ч^-1	nilj, 10^-6ч^-1	Режимы работы	aj	ljajni, 10^-6ч^-1
kH	t, °C
	Полупроводниковая ИМС		0.02	0.095	18.98	0,8			18.98
	Гибридная ИМС		0.075	0.356	17.79	0,8			17.79
	Транзистор НЧ кремниевый			4.745	18.98	0,6		0,5	9.49
	Транзистор ВЧ кремниевый мощный		1.7	8.066	80.66	0,7		0,45	36.3
	Кремниевый стабилитрон			23.7	94.9	0,8		1,49	141.4
	Конденсатор электролитический А1		2.1	9.96	99.64	0,6		1,24	123.6
	Импульсный трансформатор		0.5	2.37	2.373	0,5		4,2	9.965
	Резистор, МЛТ-0,25		0.4	1.898	18,98	0,4		0,6	11.39
	Плавкий предохранитель		0.5	2.37	16.61	1,0			16.61
	Соединение пайкой		0.01	0.047	142.4	-			142.4

 

Средняя интенсивность отказов системы в целом с учётом коэффициента α для системы в целом рассчитывается по формуле:

 

(1.8)

 

 

 

Среднее время безотказной работы системы с учётом коэффициента α:

(1.9)

 

часов

Вероятность безотказной работы системы за время t_i с учётом α:

(1.10)

 

Заданное время безотказной работы t_i=20 часов, следовательно: