Надежность технической системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

технический надежность жизненный цикл

Курсовой проект: 36 с., 9 рис., 1 табл., 5 источников.

надежность, частота отказа, схема, отказ, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, интенсивность отказа.

Курсовой проект включает в себя решение двух заданий:

Первое задание связано с построением структурной схемы надежности ТС (технологического процесса). Так же производится расчет надежности данной системы.

Второе задание связано с преобразованием заданной согласно варианту структурной схемы и определением показателей надежности. А так же разработка вариантов повышения надежности данной схемы.



Содержание

Нормативные ссылки

Введение

1. Проблемы надежности технических систем

1.1 Основные показатели надежности

1.2 Основы расчета надёжности

1.3 Системы с резервированием

2. Расчетная часть

2.1 Построение структурной схемы надёжности

2.2 Преобразование заданной структурной схемы и определение показателей надёжности

Заключение

Список использованных источников



Нормативные ссылки

В данной курсовой работе использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления

ГОСТ 27.301-95-М, 1996 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения

СТП КубГТУ 4.2.6-2004 СМК. Учебно-организационная деятельность. Курсовое проектирование

Введение

Надежностью называют свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки. Расширение условий эксплуатации, повышение ответственности выполняемых техническими системами (ТС) функций, их усложнение приводит к повышению требований к надежности изделий.

Надежность является сложным свойством, и формируется такими составляющими, как безотказность, долговечность, восстанавливаемость и сохраняемость. Основным здесь является свойство безотказности - способность изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени. Потому наиболее важным в обеспечении надежности технических систем является повышение их безотказности.

Особенностью проблемы надежности является ее связь со всеми этапами “жизненного цикла” технической системы от зарождения идеи создания до списания: при расчете и проектировании изделия его надежность закладывается в проект, при изготовлении надежность обеспечивается, при эксплуатации - реализуется. Поэтому проблема надежности - комплексная проблема и решать ее необходимо на всех этапах и разными средствами. На этапе проектирования изделия определяется его структура, производится выбор или разработка элементной базы, поэтому здесь имеются наибольшие возможности обеспечения требуемого уровня надежности технической системы. Основным методом решения этой задачи являются расчеты надежности (в первую очередь - безотказности), в зависимости от структуры объекта и характеристик его составляющих частей, с последующей необходимой коррекцией проекта. Поэтому в данной курсовой работе рассчитывается надежность технической системы.



1. Проблемы надежности технических систем

1.1 Основные показатели надежности

Надежность - это свойство системы или элемента выполнять заданные функции, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

В зависимости от условий решаемой задачи один и тот же объект может именоваться системой или элементом. Под системой понимается совокупность совместно действующих элементов (приборов, аппаратов), выполняющих заданные функции. Системы, а следовательно, и элементы, могут быть восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми.

Для того чтобы произвести оценку свойств надежности (безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость, долговечность), нужно внести количественные показатели надежности.

Количественные характеристики надежности невосстанавливаемых объектов:

- Вероятность безотказной работы р(t). Под вероятностью безотказной работы объекта понимается вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет

,

Математически этот показатель может определяться как вероятность того что время Т безотказной работы является случайной величиной будет больше заданного t:



где N - общее число изделий;

n(t) - число отказавших изделий к началу рассматриваемого промежутка времени.

- Вероятность отказа Q(t). Под вероятностью отказа понимается вероятность того, что отказ объекта произойдёт за время, не превышающие заданной величины t

- Интенсивность отказов (t)- вероятность отказов невосстанавливаемого изделия в единицу времени после данного момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.

- Частота отказа f(t)- число отказов в единицу времени, отнесенная к первоначальному числу элементов:

- Средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки изделия до первого отказа.

Для восстанавливаемых систем, кроме указанных показателей надежности, определяется параметр потока отказа w(t), средняя наработка на отказ ), коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности, параметр потока отказов.

1.2 Основы расчета надежности систем

Задача расчета надежности: определение показателей безотказности системы, состоящей из невосстанавливаемых элементов, по данным о надежности элементов и связях между ними. Цель расчета надежности:

- выбор того или иного конструктивного решения;

- выяснить возможность и целесообразность резервирования;

- выяснить, достижима ли требуемая надежность при существующей технологии разработки и производства.

Расчет надежности состоит из следующих этапов:

1. Определение состава рассчитываемых показателей надежности

2. Составление (синтез) структурной логической схемы надежности (структуры системы), основанное на анализе функционирования системы (какие блоки включены, в чем состоит их работа, перечень свойств исправной системы и т. п.), и выбор метода расчета надежности

3. Составление математической модели, связывающей рассчитываемые показатели системы с показателями надежности элементов

4. Выполнение расчета, анализ полученных результатов, корректировка расчетной модели

Структура системы - логическая схема взаимодействия элементов, определяющая работоспособность системы или иначе графическое отображение элементов системы, позволяющее однозначно определить состояние системы (работоспособное/неработоспособное) по состоянию (работоспособное/ неработоспособное) элементов. По структуре системы могут быть:

· система без резервирования (основная система);

· системы с резервированием.

Для одних и тех же систем могут быть составлены различные структурные схемы надежности в зависимости от вида отказов элементов. Математическая модель надежности - формальные преобразования, позволяющие получить расчетные формулы. Модели могут быть реализованы с помощью:

· метода интегральных и дифференциальных уравнений;

· на основе графа возможных состояний системы;

· на основе логико-вероятностных методов;

· на основе дедуктивного метода (дерево отказов).

Наиболее важным этапом расчета надежности является составление структуры системы и определение показателей надежности составляющих ее элементов. Во-первых, классифицируется понятие (вид) отказов, который существенным образом влияет на работоспособность системы. Во-вторых, в состав системы в виде отдельных элементов могут входить электрические соединения пайкой, сжатием или сваркой, а также другие соединения (штепсельные и пр.), поскольку на их долю приходится 10-50% общего числа отказов. В-третьих, имеется неполная информация о показателях надежности элементов, поэтому приходится либо интерполировать показатели, либо использовать показатели аналогов. Практически расчет надежности производится в несколько этапов:

1. На стадии составления технического задания на проектируемую систему, когда ее структура не определена, производится предварительная оценка надежности, исходя из априорной информации о надежности близких по характеру систем и надежности комплектующих элементов.

2. Составляется структурная схема с показателями надежности элементов, заданными при нормальных (номинальных) условиях эксплуатации.

3. Окончательный (коэффициентный) расчет надежности проводится на стадии завершения технического проекта, когда произведена эксплуатация опытных образцов и известны все возможные условия эксплуатации. При этом корректируются показатели надежности элементов, часто в сторону их уменьшения, вносятся изменения в структуру - выбирается резервирование.

1.3 Системы с резервированием

Работоспособность систем без резервирования требует работоспособности всех элементов системы. В сложных технических устройствах без резервирования никогда не удается достичь высокой надежности даже, если использовать элементы с высокими показателями безотказности. Система с резервированием - это система с избыточностью элементов, т. е. с резервными составляющими, избыточными по отношению к минимально необходимой (основной) структуре и выполняющими те же функции, что и основные элементы. В системах с резервированием работоспособность обеспечивается до тех пор, пока для замены отказавших основных элементов имеются в наличии резервные.

По виду резервирование подразделяют на:

· пассивное (нагруженное) - резервные элементы функционируют наравне с основными (постоянно включены в работу);

· активное (ненагруженное) - резервные элементы вводятся в работу только после отказа основных элементов (резервирование замещением).

При нагруженном резервировании резервные элементы расходуют свой ресурс, имеют одинаковое распределение наработок до отказа и интенсивность отказов основных о и резервных н элементов одинакова (о = н). При нагруженном резервировании различие между основными и резервными элементами часто условное. Для обеспечения нормальной работы (сохранения работоспособности) необходимо, чтобы число работоспособных элементов не становилось меньше минимально необходимого. Разновидностью нагруженного резервирования является резервирование с облегченным резервом, т. е. резервные элементы также находятся под нагрузкой, но меньшей, чем основные. Интенсивность отказов резервных элементов об ниже, чем у основных о, т. е. о > об. При ненагруженном резервировании резервные элементы не подвергаются нагрузке, их показатели надежности не изменяются и они не могут отказать за время нахождения в резерве, т. е. интенсивность отказов резервных элементов х = 0.Резервные элементы включаются в работу только после отказа основных элементов. Переключение производится вручную или автоматически (автоматически - включение резервных машин и элементов в энергетике, в бортовых сетях судов и самолетов и т. д.; вручную - замена инструмента или оснастки при производстве, включение эскалаторов в метро в часы "пик" и т.д.). Разновидностью ненагруженного резервирования является скользящее резервирование, когда один и тот же резервный элемент может быть использован для замены любого из элементов основной системы. При равенстве числа основных и резервных элементов ненагруженный резерв обеспечивает большую надежность. Но это справедливо только тогда, когда перевод резервного элемента в работу происходит абсолютно надежно. Выполнение этого условия связано со значительными техническими трудностями или является иногда нецелесообразным по экономическим или техническим причинам.



2. Расчетная часть

2.1 Построение структурной схемы надёжности

Узел одноступенчатых компрессоров при наличии нескольких температур кипения. Схема узла для трех температур кипения показана на рисунке 1. В схеме изображены поршневые компрессоры. Каждый из трех компрессоров (или группа параллельно включенных компрессоров) предназначен для работы на свою температуру кипения (в соответствии с номером). Пар из каждой испарительной системы проходит через отделитель жидкости 2 и по отдельному для каждой температуры кипения трубопроводу поступает в общий всасывающий трубопровод 3. Вентили на коллекторе позволяют направить пар в компрессор своей температуры кипения и в случае необходимости заменить один компрессор другим или сосредоточить на одной температуре кипения два или даже все три компрессора.

Рисунок 1 - Узел одноступенчатых компрессоров:

1 - компрессор; 2 - отделитель жидкости; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - фильтр; 5 - нагнетательный трубопровод; 6 - щит с измерительными приборами 7 - оттаивательный трубопровод; 8 - маслоотделитель; 9 - масляный трубопровод; 10 - маслособиратель; 11 - 14 - запорные вентили

Соединение сторон всасывания компрессоров общим трубопроводом оказывается полезным и при ремонте, так как позволяет освободить компрессор, подлежащий ремонту, от хладагента путем отсасывания его из этого компрессора другим. На всасывающих трубопроводах перед всасывающим вентилем устанавливают фильтр 4, предназначенный для очистки поступающего пара от механических загрязнений. Сжатый компрессором пар нагнетается в конденсатор по общему нагнетательному трубопроводу 5. Если магистральные трубопроводы и общие коллекторы располагаются выше компрессоров (верхняя разводка), то присоединять всасывающие и нагнетательные трубы от компрессоров к магистральным трубопроводам следует не снизу, а сверху, как показано на рисунке. Это выполняют в связи с тем, что одновременно могут работать не все компрессоры и в трубопроводах, относящихся к неработающим компрессорам, при присоединении труб снизу возможно скопление жидкого агента или масла, что может вызвать гидравлический удар при пуске компрессора.

На нагнетательном трубопроводе каждого компрессора, предназначенного для автоматического пуска с открытым байпасом, поставлен обратный клапан. Обратные клапаны на стороне нагнетания разгружают компрессоры при их остановке от высокого давления на стороне нагнетания. Кроме того, обратные клапаны защищают компрессорное помещение от прорывов хладагента из аппаратов стороны высокого давления при авариях с компрессором. Так как в аппаратах стороны высокого давления (конденсаторах, линейных ресиверах) находится обычно значительное количество хладагента, то наличие обратного клапана между компрессорами и этими элементами позволяет уменьшить последствия аварии.

На пути пара между компрессором и конденсатором устанавливают маслоотделитель 8, предназначенный для освобождения пара хладагента от увлеченного им из компрессора смазочного масла. За маслоотделителем к магистрали присоединяют оттаивательный трубопровод 7 подачи пара с нагнетательной стороны в охлаждающие приборы непосредственного охлаждения для плавления инея (удаления снеговой шубы) с их поверхности. У одного из компрессоров желательно иметь мост переключений с вентилями 3' и 4', позволяющий удалять (отсасывать) пар из нагнетательного трубопровода и конденсатора при их ремонте. Так как любое вскрытие трубопроводов, аппаратов и машин холодильной установки возможно только после того, как давление в них будет понижено до атмосферного, то, чтобы не допустить потерь хладагента, в схемах предусматривают возможность удаления пара из этих элементов установки путем отсасывания компрессором. Например, при ремонте конденсатора жидкое рабочее тело из него удаляется в ресивер или испарительную систему. Оставшийся пар отсасывается компрессором. Для этого закрывают всасывающий Г и нагнетательный 2' вентили компрессора, а вместо них открывают вентили 3' и 4'.

Так как обратный клапан пропускает пар только в одном направлении, то на случай отсасывания пара из конденсатора в обход обратного клапана выполнен обводной мост с вентилем, который при нормальной работе установки должен быть закрыт и запломбирован. Таким образом, в случае необходимости пар из конденсатора отсасывается компрессором 1 по нагнетательному трубопроводу 5, через вентиль 3' поступает в компрессор и через вентиль 4' нагнетается во всасывающий трубопровод 3. Выпускать масло (при ручном обслуживании) непосредственно из аппаратов высокого давления недопустимо, так как это может быть опасным для персонала. Поэтому масло из маслоотделителя аммиачных установок периодически выпускают по трубопроводу 9 в маслособиратель 10, который соединен со стороной низкого давления трубопроводом, врезка которого должна осуществляться до отделителя жидкости, что позволяет понизить давление в маслособирателе до значения, близкого к атмосферному (после того как закрыт вентиль на трубопроводе 9), и выпускать масло через нижний вентиль под небольшим избыточным давлением (20-30 кПа), контролируемым манометром на этом аппарате.

Для того чтобы контролировать давление в испарительных системах разных температур кипения, предусмотрены манометры, соединенные с объектами (отделителями жидкости, циркуляционными ресиверами, испарителями) на каждую температуру кипения, а также манометр, позволяющий контролировать давление конденсации, присоединенный к конденсатору (что более правильно) или к маслоотделителю. Манометры следует присоединять к емкостям (сосудам), а не непосредственно к трубопроводам, так как в сосудах значительно сглаживаются пульсации давления, которые наблюдаются в трубопроводах поршневых компрессоров. Перед манометром необходимо устанавливать вентиль, что позволяет отсоединять манометр при его замене для ремонта или проверки, а также прикрытием вентиля уменьшать колебания стрелки прибора, вызванные пульсацией давления.

Для упрощения представления представим эту схему в виде блоков (рис 2).

Рисунок 2 - Схема узла одноступенчатых компрессоров

В схеме элементы «2», образуют параллельное соединение. Заменяем их квазиэлементом «А»,получим

.(2.1)

Элементы «1», «1» и «1» образуют параллельное соединение. Заменяем их квазиэлементом «В», получим:

.(2.2)

После преобразований схема изображена на рисунке 3

Рисунок 3 - Окончательная преобразованная схема

В преобразованной схеме элементы «10», «А», «В», «8» образуют последовательное соединение. Тогда вероятность безотказной работы всей системы:

,.(2.3)

где - вероятность безотказной работы элемента 10;

-вероятность безотказной работы элемента А;

-вероятность безотказной работы элемента В;

- вероятность безотказной работы элемента 8.

Для повышения вероятности безотказной работы системы можно использовать два метода:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

модель показатель технический надежность

2.2 Преобразование заданной структурной схемы и определение показателей надёжности

Структурная схема надежности приведена на рисунке. Значения интенсивности отказов элементов даны в 1/ч:

л₁ = л₁₃ = л₁₄ =л₁₅ =0,01

л₂ = л₃ = л₈ = л₉ =0,2

л₄ =0,1

л₅ = л₆ =0,3

л₇ =0,5

л₁₀ = л₁₁ = л₁₂ =1

г = 75 %

Рисунок 4 - Исходная схема системы

Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с «1» по «15» (рисунок ) подчиняются экспоненциальному закону:

(2.4)

где р_i - вероятность безотказной работы Я - го элемента;

л_Я - интенсивность отказов Я - го элемента;

t - время наработки.

В исходной схеме элементы «5» и «6» образуют последовательное соединение, которое заменяем квазиэлементом «А». Так как р_{5 =} р₆ , то для определения вероятности безотказной работы элемента «А» получим:

(2.5)

где р_А - вероятность безотказной работы элемента «А»;

р₅ - вероятность безотказной работы элемента «5».

Р₆ - вероятность безотказной работы элемента «6».

Элементы «10», «11» и «12»образуют параллельное соединение. Заменяем их квазиэлементом «B». Так как р_{10 =} р₁₁₌ р_12, то для определения вероятности безотказной работы элемента «В» получим:

(2.6)

где р_B - вероятность безотказной работы элемента «B»;

Q_B - вероятность отказа элемента «B»;

q₁₀ - вероятность отказа элемента «10»;

q₁₁ - вероятность отказа элемента «11»;

q₁₂ - вероятность отказа элемента «12»;

р₁₀ - вероятность безотказной работы элемента «10».

Элементы «13», «14» и «15» образуют последовательное соединение. Заменяем их квазиэлементом «С». Так как р_{13 =} р₁₄₌ р_15, то для определения вероятности безотказной работы элемента «С» получим:

(2.7)

где р_С - вероятность безотказной работы элемента «С»;

р₁₃ - вероятность безотказной работы элемента «13»;

р₁₄ - вероятность безотказной работы элемента «14»;

р₁₅ - вероятность безотказной работы элемента «15».

Элементы «4», «7» и квазиэлемент «А» образуют параллельное соединение. Заменяем их квазиэлементом «D».

. (2.8)

где р_D - вероятность безотказной работы элемента «D»;

Q_D - вероятность отказа элемента «D»;

q₄ - вероятность отказа элемента «4»;

q_А - вероятность отказа элемента «А»;

q₇ - вероятность отказа элемента «7»;

р₄ - вероятность безотказной работы элемента «4»;

р_А - вероятность безотказной работы квазиэлемента «А»;

р₇ - вероятность безотказной работы элемента «7»;

После преобразований промежуточная схема изображена на рисунке 5

Рисунок 5 - Промежуточная схема

Элементы «2», «3», «8», «9» и квазиэлемент «D» образуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом «Е».

Для расчёта вероятности безотказной работы воспользуемся матодом разложения относительно особого элемента. В качестве особого элемента выберем квазиэлемент «D», тогда

(2.9)

где - вероятность безотказной работы мостиковой схемы при абсолютно надежном элементе «D» (рис а);

- вероятность безотказной работы мостиковой схемы при отказавшем элементе «D» (рис. б).

(а) (б)

Рисунок 6 - Преобразование мостиковой схемы

; (2.10)

; (2.11)

.(2.12)

После преобразованья схема изображена на рисунке 7

Рисунок 7 - Преобразованная схема

В преобразованной схеме (рисунок 7 ) элементы «p1», «Е» «B» и «С» образуют последовательное соединение. Тогда вероятность безотказной работы всей системы:

(2.13)

Рассчитаем вероятности элементов и вероятность безотказной работы всей системы по формулам (2.1)-(2.10).



При наработке t = 0,4·10⁶ ч.:

При наработке t = 0,6·10⁶ ч.:



При наработке t = 0,8·10⁶ ч.:

При наработке t = 1·10⁶ ч.:



При наработке t = 1,5·10⁶ ч.:

При наработке t = 2·10⁶ ч.:



При наработке t = 2,5·10 ч.:

Результаты расчетов вероятностей безотказной работы элементов с «1» по «15» исходной схемы по формуле (2.1) для наработки до 2,510⁶ часов представлены в таблице 1.

Результаты расчетов вероятностей безотказной работы квазиэлементов «A», «B», «C», «D», «Е» и всей системы также представлены в таблице 1.

На рисунке представлен график зависимости вероятности безотказной работы системы «P» от времени (наработки) t.

По графику (рисунок, кривая P) находим для () - процентную наработку системы ч.

Проверочный расчет при ч показывает (таблица 1), что.

По условиям задания повышенная - процентная наработка системы ч.

Расчет показывает (таблица 1), что при ч для элементов преобразованной схемы, изображенной на рисунке p₁=0,987416, p_Е=0,900587, p_B=0,629616 ,p_C=0,962721, P=0,53902. Следовательно, из последовательно соединенных элементов минимальное значение вероятности безотказной работы имеет квазиэлемент «В», и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.

Для того чтобы при ч система в целом имела вероятность безотказной работы, необходимо, чтобы квазиэлемент «В» имел вероятность безотказной работы (см. формулу (2.13))

(2.14)

где - вероятность безотказной работы элемента «В»;

- вероятность безотказной работы системы, 0,75.

Очевидно, значение, полученное по формуле (2.14), является минимальным для выполнения условия увеличения наработки не менее, чем в полтора раза, при более высоких значениях увеличение надежности системы будет большим.

Для определения минимально необходимой вероятности безотказной работы элементов c 10 по 12 (рисунок ) необходимо решить уравнение относительно при.



Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону (2.), то для элементов с «10» по «12» при ч находим:

где - интенсивность отказов элементов «10», «11», «12».

Рассчитаем вероятности безотказной работы данных элементов, квазиэлемента «В?» и всей системы «P?» при разной наработке.

При наработке t = 0,4·10⁶ ч.:

При наработке t = 0,6·10⁶ ч.:

При наработке t = 0,8·10⁶ ч.:

При наработке t = 1·10⁶ ч.:



При наработке t = 1,5·10⁶ ч.:

При наработке t = 2·10⁶ ч.:

При наработке t=2,5·10⁶

Таким образом, для увеличения - процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов «10», «11», «12» и снизить интенсивность их отказов с 1 до 0,4·10^-6 ч, т.е. в 2,5 раза. Результаты расчетов для системы с увеличенной надежностью элементов «10», «11», «12» приведены в таблице 1. Там же приведены расчетные значения вероятности безотказной работы квазиэлемента «В`» и системы в целом «P`». При t=1,275·10⁶ ч вероятность безотказной работы системы , что соответствует условиям задания. График приведен на рисунке.

Для второго способа увеличения вероятности безотказной работы системы - структурного резервирования - по тем же соображениям (см. выше) также выбираем квазиэлемент «В», вероятность безотказной работы которого после резервирования должна быть не ниже (см. формулу (2.14)).

Для элемента «В» - резервирование означает увеличение общего числа элементов. Аналитически определить минимально необходимое количество элементов невозможно, т.к. число элементов должно быть целым и функция дискретна.

Для повышения надежности системы «В» добавляем к ней элементы, идентичные по надежности исходным элементам «10», «11», «12», до тех пор, пока вероятность безотказной работы квазиэлемента «В» не достигнет заданного значения.

Для расчета воспользуемся комбинаторным методом:

- добавляем элемент «16», получаем систему из 4 параллельно соединенных элементов:

- добавляем элементы «17,18» получаем систему из 6 параллельно соединенных элементов:

- добавляем элемент «19» получаем систему из 7 параллельно соединенных элементов:



Таким образом, для повышения надежности до требуемого уровня необходимо в исходной схеме (рисунок 1) систему 3 параллельных элементов достроить элементами «16-19» до системы из 7 параллельных элементов (рисунок ).

Рисунок 8 - Структурная схема системы после структурного резервирования

Тогда, вероятность безотказной работы квазиэлемента «В??» и вероятность безотказной работы всей системы:

При наработке t = 0,4·10⁶ ч. равна:

При наработке t = 0,6·10⁶ ч.:

При наработке t = 0,8·10⁶ ч.:



При наработке t = 1·10⁶ ч.:

При наработке t = 1,5·10⁶ ч.:

При наработке t =2·10⁶ ч.:

При наработке t =2,5·10⁶ ч.:

Результаты расчетов вероятностей безотказной работы квазиэлемента «В``» и системы в целом «P``» представлены в таблице 1.

Расчеты показывают, что при ч. , что соответствует условию задания.

Таблица 1

Расчет вероятности безотказной работы системы

Элемент	лx10-6 ч-1	Наработка t*106 ч
		0.4	0,6	0,8	1	1.5	2	2.5
1,13,14,15	0.01	0.996035	0.994058	0.992085	0.990117	0.985212	0.980331	0.975474
2,3,8,9	0.2	0.923615	0.887639	0.853064	0.819836	0.742321	0.672132	0.608581
4	0.1	0.961049	0.942146	0.923613	0.905448	0.861581	0.819836	0.780116
5,6	0.3	0.887639	0.836285	0.787903	0.742321	0.639567	0.551038	0.474763
7	0.5	0.819836	0.74232	0.672132	0.608581	0.474763	0.370372	0.288932
10,11,12	1	0.672132	0.551038	0.451761	0.370372	0.225404	0.137174	0.083482
A	-	0.787903	0.699373	0.620791	0.551312	0.409046	0.303624	0.225391
В	-	0.964755	0.909504	0.835218	0.750460	0.535345	0.367702	0.231024
C	-	0.988152	0.982284	0.976442	0.970643	0.956289	0.942146	0.928212
D	-	0.998513	0.995522	0.990501	0.983381	0.957042	0.921014	0.878893
E	-	0.988351	0.974823	0.956987	0.935412	0.868467	0.788889	0.703311
P	-	0.938482	0.865717	0.774286	0.677430	0.438339	0.266096	0.147116
10',11',12'	0,4	0.853064	0.787903	0.727719	0.672132	0.551038	0.451761	0.370370
B'	-	0.996828	0.990459	0.979814	0.964755	0.909504	0.835218	0.750393
P'	-	0.969682	0.942775	0.908333	0.867292	0.744178	0.608565	0.477858
B"	-	0.999593	0.996323	0.985114	0.960772	0.832682	0.643992	0.456766
P"	-	0.972172	0.948354	0.913246	0.863711	0.681279	0.469234	0.290873

На рисунке 9 нанесены кривые зависимостей вероятности безотказной работы системы после повышения надежности элементов с «10» по «12» (кривая ) и после структурного резервирования (кривая ).

Рисунок 9 - Изменение вероятности безотказной работы систем

Выводы:

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

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

- повышение надежности элементов «10», «11», «12» и уменьшение их отказов;

- нагруженное резервирование основных элементов «10», «11», «12» идентичными по надежности резервными элементами c «16» по «19» (рисунок 8).

в) анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) (рис.9 ) показывает, что первый способ повышения надежности системы (уменьшение интенсивности отказов элементов) предпочтительнее второго, так как в период наработки до 1,27510⁶ часов вероятность безотказной работы системы (кривая ) выше, чем при структурном резервировании (кривая ).



Заключение

При выполнении данной курсовой работы были выполнены два задания. Первое задание связано с построением структурной схемы надежности установки подготовки нефти и расчетом надежности данной системы.

Второе задание - преобразование заданной согласно варианту структурной схемы и определение показателей надежности. А так же разработка вариантов повышения надежности данной схемы.

Анализ зависимостей вероятности безотказной работы системы от времени (наработки) (рисунок 9) показывает, что первый способ повышения надежности системы (уменьшение интенсивности отказов элементов) предпочтительнее второго (структурное резервирование), так как в период наработки до 1,275·10⁶ часов вероятность безотказной работы системы при увеличении надежности элементов (кривая Р") ниже, чем при структурном резервировании (кривая Р).



Список использованных источников

1. 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

2. 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.

3. Острейковский, В.А. Теория надежности. Учеб. Для вузов [Текст]/ В.А. Острейковский. - М.: Высш. шк., 2003. - 463 с. ISBN 5 - 06 - 004053 - 4

4. Нечипоренко, В.И. Структурный анализ систем (эффективность и надежность) [Текст] / В.И. Нечипоренко - М.: Сов. Радио, 1977. - 214 с. ISBN 5 - 06 - 0042211

5.Рябинин И.А., Черкесов Г.Н. Логико-вероятностный метод исследования надежности систем.- М.: Радио и связь, 1981 - 216 с.

Размещено на Allbest.ru