Определение показателей надёжности по результатам испытаний и эксплуатации изделий
Изучение методов определения основных показателей надежности изделий на основные экспериментальных данных. Статистическая оценка интенсивности отказов и плотности их распределения. Определение функции надежности изделия (вероятности безотказной работы).
Рубрика | Математика |
Вид | лабораторная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.04.2019 |
Размер файла | 237,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ”
Отчет о лабораторной работе
Лабораторная работа №1 Определение показателей надёжности по результатам испытаний и эксплуатации изделий
по дисциплине: ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА
СТУДЕНТКА ГР. 1634
Хорошилова В.
РУКОВОДИТЕЛЬ
Доц., к.т.н С.Ф. Скорина
Санкт-Петербург 2019
1. Цель работы:
Изучение методов определения основных показателей надежности изделий на основе экспериментальных данных; разработка программного обеспечения обработки статистических данных по отказам изделий в процессе испытаний на надёжность или в процессе их эксплуатации.
2. Рабочие формулы:
2.1. Статистическая оценка интенсивности отказов, соответствующая каждому i-му интервалу времени, вычисляется по формуле:
, |
2.2. Общее числа отказов наблюдаемых изделий в интервале времени (0,) вычисляется с помощью соотношения вида:
2.3. Статистическая оценка плотности распределения отказов (частота отказов) определяется как
, |
2.4. Статистическая оценка функции надежности изделия (вероятности безотказной работы) вычисляется как
, , |
где - число объектов, отказавших в интервале времени (0,).
2.5. Для проверки правильности определения оценок показателей надежности используется связь между показателями (t), p(t) и б(t) вида:
, |
2.6. Также надёжность характеризует средняя наработка на отказ. Статистическая оценка такого показателя имеет вид:
3. Начальные данные:
Вариант №19
518,63 |
265,05 |
584,06 |
688,48 |
508,93 |
269,53 |
96,95 |
904,35 |
998,56 |
952,23 |
|
1055,55 |
424,90 |
185,65 |
513,64 |
931,58 |
630,15 |
553,41 |
559,52 |
552,41 |
565,66 |
|
1625,92 |
509,55 |
518,99 |
629,68 |
505,55 |
545,06 |
663,25 |
360,90 |
680,13 |
936,45 |
|
215,51 |
945,80 |
1062,93 |
30,55 |
312,64 |
56,35 |
459,95 |
509,01 |
603,94 |
845,13 |
|
569,26 |
294,00 |
580,49 |
893,31 |
438,84 |
925,46 |
901,56 |
595,82 |
513,55 |
865,85 |
|
2,54 |
388,89 |
353,89 |
535,54 |
532,06 |
865,64 |
1211,25 |
901,13 |
450,00 |
595,60 |
|
505,55 |
661,32 |
514,51 |
352,05 |
622,35 |
538,09 |
539,83 |
431,53 |
1468,56 |
465,38 |
|
693,63 |
592,10 |
663,09 |
918,65 |
564,55 |
401,11 |
550,93 |
112,68 |
919,56 |
464,46 |
|
505,26 |
638,50 |
692,36 |
233,26 |
383,54 |
151,58 |
1458,88 |
511,41 |
316,24 |
1058,54 |
|
653,24 |
1032,35 |
1026,10 |
1012,63 |
480,89 |
669,00 |
406,29 |
955,86 |
1021,82 |
81568 |
4. Подготовка данных к работе:
4.1. Упорядочить данные в таблице от tmin до tmax:
2,54 |
30,55 |
56,35 |
96,95 |
112,68 |
151,58 |
185,65 |
215,51 |
233,26 |
265,05 |
|
269,53 |
294,00 |
312,64 |
316,24 |
352,05 |
353,89 |
360,90 |
383,54 |
388,89 |
401,11 |
|
406,29 |
424,90 |
431,53 |
438,84 |
450,00 |
459,95 |
464,46 |
465,38 |
480,89 |
505,26 |
|
505,55 |
505,55 |
508,93 |
509,01 |
509,55 |
511,41 |
513,55 |
513,64 |
514,51 |
518,63 |
|
518,99 |
532,06 |
535,54 |
538,09 |
539,83 |
545,06 |
550,93 |
552,41 |
553,41 |
559,52 |
|
564,55 |
565,66 |
569,26 |
580,49 |
584,06 |
592,10 |
595,60 |
595,82 |
603,94 |
622,35 |
|
629,68 |
630,15 |
638,50 |
653,24 |
661,32 |
663,09 |
663,25 |
669,00 |
680,13 |
688,48 |
|
692,36 |
693,63 |
815,68 |
845,13 |
865,64 |
865,85 |
893,31 |
901,13 |
901,56 |
904,35 |
|
918,65 |
919,56 |
925,46 |
931,58 |
936,45 |
945,80 |
952,23 |
955,86 |
998,56 |
1012,63 |
|
1021,82 |
1026,10 |
1032,35 |
1055,55 |
1058,54 |
1062,93 |
1211,25 |
1458,88 |
1468,56 |
1625,92 |
4.2. Выбранные интервалы времени:
?t = , n=30; 40; 50
tmax, ч |
n |
?t |
|
1625,92 |
30 |
54,19 |
|
1625,92 |
40 |
40,64 |
|
1625,92 |
50 |
32,52 |
5. Результаты расчётов:
5.1. Для n = 30:
Интервалы |
Кол-во отказов |
Интенсивность отказов |
Плотность распределения |
Функция надёжности |
Контроль |
||
(ti, ti+1) |
?ri |
л*i |
б*i |
p*i |
л*I p*i-б*I = 0 |
||
0 |
54,19 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
54,19 |
108,38 |
3 |
0,000210 |
0,0002039 |
0,97 |
0 |
|
108,38 |
162,57 |
4 |
0,000189 |
0,0001812 |
0,93 |
-0,0000057 |
|
162,57 |
216,76 |
4 |
0,000142 |
0,0001359 |
0,91 |
-0,0000071 |
|
216,76 |
270,95 |
3 |
0,000084 |
0,0000816 |
0,86 |
-0,0000092 |
|
270,95 |
325,14 |
6 |
0,000145 |
0,0001359 |
0,8 |
-0,0000202 |
|
325,14 |
379,33 |
7 |
0,000146 |
0,0001359 |
0,73 |
-0,0000292 |
|
379,33 |
433,52 |
4 |
0,000071 |
0,0000680 |
0,69 |
-0,0000191 |
|
433,52 |
487,71 |
5 |
0,000079 |
0,0000755 |
0,64 |
-0,0000246 |
|
487,71 |
541,9 |
6 |
0,000087 |
0,0000816 |
0,58 |
-0,0000312 |
|
541,9 |
596,09 |
9 |
0,000122 |
0,0001112 |
0,49 |
-0,0000513 |
|
596,09 |
650,28 |
6 |
0,000072 |
0,0000680 |
0,43 |
-0,0000369 |
|
650,28 |
704,47 |
2 |
0,000021 |
0,0000209 |
0,41 |
-0,0000122 |
|
704,47 |
758,66 |
3 |
0,000030 |
0,0000291 |
0,38 |
-0,0000177 |
|
758,66 |
812,85 |
4 |
0,000038 |
0,0000362 |
0,34 |
-0,0000234 |
|
812,85 |
867,04 |
5 |
0,000045 |
0,0000425 |
0,29 |
-0,0000295 |
|
867,04 |
921,23 |
7 |
0,000060 |
0,0000560 |
0,22 |
-0,0000427 |
|
921,23 |
975,42 |
9 |
0,000075 |
0,0000680 |
0,13 |
-0,0000583 |
|
975,42 |
1029,61 |
4 |
0,000030 |
0,0000286 |
0,09 |
-0,0000259 |
|
1029,61 |
1083,8 |
3 |
0,000021 |
0,0000204 |
0,06 |
-0,0000191 |
|
1083,8 |
1137,99 |
2 |
0,000013 |
0,0000129 |
0,04 |
-0,0000124 |
|
1137,99 |
1192,18 |
2 |
0,000013 |
0,0000124 |
0,02 |
-0,0000121 |
|
1192,18 |
1246,37 |
1 |
0,000006 |
0,0000059 |
0,01 |
-0,0000059 |
|
1246,37 |
1300,56 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1300,56 |
1354,75 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1354,75 |
1408,94 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1408,94 |
1463,13 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1463,13 |
1517,32 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1517,31 |
1571,51 |
0 |
0 |
0 |
0,01 |
0 |
|
1571,51 |
1625,7 |
1 |
0,000005 |
0,0000045 |
0 |
-0,0000045 |
Средняя наработка на отказ = 900,48 (ч)
5.2. Для n = 40:
надежность изделие интенсивность вероятность
Интервалы |
Кол-во отказов |
Интенсивность отказов |
Плотность распределения |
Функция надёжности |
Контроль |
||
(ti, ti+1) |
?ri |
л*i |
б*i |
p*i |
л*I p*i-б*I = 0 |
||
0 |
0 |
0 |
0,0000000 |
1 |
0 |
||
4 |
0,000378 |
0,0003625 |
0,96 |
0 |
|||
0 |
0 |
0,0000000 |
0,96 |
0 |
|||
165,51 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,96 |
0 |
||
220,68 |
275,85 |
2 |
0,000074 |
0,0000725 |
0,94 |
-0,0000030 |
|
275,85 |
331,02 |
4 |
0,000126 |
0,0001208 |
0,9 |
-0,0000076 |
|
331,02 |
386,19 |
8 |
0,000225 |
0,0002072 |
0,82 |
-0,0000225 |
|
386,19 |
441,36 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,82 |
0,0000000 |
|
441,36 |
496,53 |
3 |
0,000062 |
0,0000604 |
0,79 |
-0,0000112 |
|
496,53 |
551,7 |
3 |
0,000056 |
0,0000544 |
0,76 |
-0,0000118 |
|
551,7 |
606,87 |
4 |
0,000069 |
0,0000659 |
0,72 |
-0,0000165 |
|
606,87 |
662,04 |
2 |
0,000031 |
0,0000302 |
0,7 |
-0,0000086 |
|
662,04 |
717,21 |
9 |
0,000138 |
0,0001255 |
0,61 |
-0,0000414 |
|
717,21 |
772,38 |
5 |
0,000068 |
0,0000647 |
0,56 |
-0,0000266 |
|
772,38 |
827,55 |
3 |
0,000037 |
0,0000363 |
0,53 |
-0,0000164 |
|
827,55 |
882,72 |
4 |
0,000047 |
0,0000453 |
0,49 |
-0,0000222 |
|
882,72 |
937,89 |
6 |
0,000068 |
0,0000640 |
0,43 |
-0,0000347 |
|
937,89 |
993,06 |
4 |
0,000042 |
0,0000403 |
0,39 |
-0,0000239 |
|
993,06 |
1048,23 |
2 |
0,000019 |
0,0000191 |
0,37 |
-0,0000119 |
|
1048,23 |
1103,4 |
4 |
0,000038 |
0,0000363 |
0,33 |
-0,0000238 |
|
1103,4 |
1158,57 |
3 |
0,000027 |
0,0000259 |
0,3 |
-0,0000179 |
|
1158,57 |
1213,74 |
3 |
0,000025 |
0,0000247 |
0,27 |
-0,0000178 |
|
1213,74 |
1268,91 |
3 |
0,000024 |
0,0000236 |
0,24 |
-0,0000178 |
|
1268,91 |
1324,08 |
1 |
0,000008 |
0,0000076 |
0,23 |
-0,0000058 |
|
1324,08 |
1379,25 |
2 |
0,000015 |
0,0000145 |
0,21 |
-0,0000114 |
|
1379,25 |
1434,42 |
2 |
0,000014 |
0,0000139 |
0,19 |
-0,0000112 |
|
1434,42 |
1489,59 |
3 |
0,000021 |
0,0000201 |
0,16 |
-0,0000168 |
|
1489,59 |
1544,76 |
2 |
0,000013 |
0,0000129 |
0,14 |
-0,0000111 |
|
1544,76 |
1599,93 |
1 |
0,000006 |
0,0000063 |
0,13 |
-0,0000054 |
|
1599,93 |
1655,1 |
3 |
0,000019 |
0,0000181 |
0,1 |
-0,0000163 |
|
1655,1 |
1710,27 |
3 |
0,000018 |
0,0000175 |
0,07 |
-0,0000163 |
|
1710,27 |
1765,44 |
3 |
0,000018 |
0,0000170 |
0,04 |
-0,0000163 |
|
1765,44 |
1820,61 |
3 |
0,000017 |
0,0000165 |
0,01 |
-0,0000163 |
|
1820,61 |
1875,78 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
1875,78 |
1930,95 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
1930,95 |
1986,12 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
1986,12 |
2041,29 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2041,29 |
2096,46 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2096,46 |
2151,63 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2151,63 |
2206,8 |
1 |
0,000005 |
0,0000045 |
0 |
-0,0000045 |
Средняя наработка на отказ = 900,48 (ч)
5.3. Для n = 50:
Интервалы |
Кол-во отказов |
Интенсивность отказов |
Плотность распределения |
Функция надёжности |
Контроль |
||
(ti, ti+1) |
?ri |
л*i |
б*i |
p*i |
л*I p*i-б*I = 0 |
||
0 |
44,14 |
0 |
0 |
0,0000000 |
1 |
0 |
|
44,14 |
88,28 |
2 |
0,000231 |
0,0002266 |
0,98 |
0 |
|
88,28 |
132,42 |
1 |
0,000076 |
0,0000755 |
0,97 |
-0,0000015 |
|
132,42 |
176,56 |
1 |
0,000057 |
0,0000566 |
0,96 |
-0,0000017 |
|
176,56 |
220,7 |
1 |
0,000046 |
0,0000453 |
0,95 |
-0,0000018 |
|
220,7 |
264,84 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,95 |
0,0000000 |
|
264,84 |
308,98 |
11 |
0,000400 |
0,0003560 |
0,84 |
-0,0000200 |
|
308,98 |
353,12 |
2 |
0,000058 |
0,0000566 |
0,82 |
-0,0000092 |
|
353,12 |
397,26 |
3 |
0,000078 |
0,0000755 |
0,79 |
-0,0000140 |
|
397,26 |
441,4 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,79 |
0,0000000 |
|
441,4 |
485,54 |
1 |
0,000021 |
0,0000206 |
0,78 |
-0,0000044 |
|
485,54 |
529,68 |
4 |
0,000079 |
0,0000755 |
0,74 |
-0,0000173 |
|
529,68 |
573,82 |
4 |
0,000073 |
0,0000697 |
0,7 |
-0,0000189 |
|
573,82 |
617,96 |
1 |
0,000016 |
0,0000162 |
0,69 |
-0,0000049 |
|
617,96 |
662,1 |
3 |
0,000047 |
0,0000453 |
0,66 |
-0,0000145 |
|
662,1 |
706,24 |
11 |
0,000175 |
0,0001558 |
0,55 |
-0,0000595 |
|
706,24 |
750,38 |
1 |
0,000013 |
0,0000133 |
0,54 |
-0,0000061 |
|
750,38 |
794,52 |
2 |
0,000026 |
0,0000252 |
0,52 |
-0,0000118 |
|
794,52 |
838,66 |
2 |
0,000024 |
0,0000238 |
0,5 |
-0,0000117 |
|
838,66 |
882,8 |
3 |
0,000035 |
0,0000340 |
0,47 |
-0,0000175 |
|
882,8 |
926,94 |
1 |
0,000011 |
0,0000108 |
0,46 |
-0,0000058 |
|
926,94 |
971,08 |
6 |
0,000066 |
0,0000618 |
0,4 |
-0,0000355 |
|
971,08 |
1015,22 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,4 |
0 |
|
1015,22 |
1059,36 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,4 |
0 |
|
1059,36 |
1103,5 |
1 |
0,000009 |
0,0000091 |
0,39 |
-0,0000055 |
|
1103,5 |
1147,64 |
7 |
0,000066 |
0,0000610 |
0,32 |
-0,0000400 |
|
1147,64 |
1191,78 |
2 |
0,000017 |
0,0000168 |
0,3 |
-0,0000116 |
|
1191,78 |
1235,92 |
1 |
0,000008 |
0,0000081 |
0,29 |
-0,0000057 |
|
1235,92 |
1280,06 |
1 |
0,000008 |
0,0000078 |
0,28 |
-0,0000056 |
|
1280,06 |
1324,2 |
3 |
0,000023 |
0,0000227 |
0,25 |
-0,0000168 |
|
1324,2 |
1368,34 |
3 |
0,000023 |
0,0000219 |
0,22 |
-0,0000170 |
|
1368,34 |
1412,48 |
5 |
0,000037 |
0,0000354 |
0,17 |
-0,0000291 |
|
1412,48 |
1456,62 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,17 |
0 |
|
1456,62 |
1500,76 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,17 |
0 |
|
1500,76 |
1544,9 |
2 |
0,000013 |
0,0000129 |
0,15 |
-0,0000110 |
|
1544,9 |
1589,04 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,15 |
0,0000000 |
|
1589,04 |
1633,18 |
3 |
0,000019 |
0,0000184 |
0,12 |
-0,0000161 |
|
1633,18 |
1677,32 |
2 |
0,000012 |
0,0000119 |
0,1 |
-0,0000107 |
|
1677,32 |
1721,46 |
1 |
0,000006 |
0,0000058 |
0,09 |
-0,0000053 |
|
1721,46 |
1765,6 |
1 |
0,000006 |
0,0000057 |
0,08 |
-0,0000052 |
|
1765,6 |
1809,74 |
1 |
0,000006 |
0,0000055 |
0,07 |
-0,0000051 |
|
1809,74 |
1853,88 |
3 |
0,000017 |
0,0000162 |
0,04 |
-0,0000155 |
|
1853,88 |
1898,02 |
3 |
0,000016 |
0,0000158 |
0,01 |
-0,0000156 |
|
1898,02 |
1942,16 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
1942,16 |
1986,3 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
1986,3 |
2030,44 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2030,44 |
2074,58 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2074,58 |
2118,72 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2118,72 |
2162,86 |
0 |
0 |
0,0000000 |
0,01 |
0 |
|
2162,86 |
2207 |
1 |
0,000005 |
0,0000045 |
0 |
-0,0000045 |
Средняя наработка на отказ = 900,48 (ч)
6. Графики:
6.1. Для n = 30:
6.2. Для n = 40:
6.3. Для n = 50:
7. Выводы
· Величина n не влияет на значения показателей надежности, это следует из графиков. Изменение величины n влияет на количество интервалов, на которое разбито максимальное время работы изделия. Это даёт больше контрольных точек исследования отказов, что помогает точнее составить график распределения во времени интенсивности и плотности отказов, а также графика надежности.
· На основании полученных результатов по формулам были определены: - интенсивность отказов, - плотность распределения отказов (частота отказов), - вероятность безотказной работы и ?ri(t) - кол-во отказов. По этим результатам были построены графики.
· По графику распределения отказов можно сделать вывод, что основная часть отказов наблюдается в середине периода испытаний.
· По графику функции безотказной работы видно, что с течением времени вероятность безотказной работы уменьшается.
· По графику интенсивности отказов видно, что с течение времени интенсивность отказов постепенно уменьшается достигая своего минимального значения.
· По графику частоты отказов видно, что частота отказов уменьшается с течением времени.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Вычисление накопленных частостей и построение эмпирических функций вероятности отказов, безотказной работы пресса для силикатного кирпича и гистограмму плотности распределения. Статистическая оценка параметров теоретического распределения ресурса.
контрольная работа [137,8 K], добавлен 11.01.2012Расчет показателей надежности невосстанавливаемой системы с постоянными во времени интенсивностями отказов элементов в Марковских процессах. Поиск вероятности безотказной работы системы методом разложения структуры относительно базового элемента.
контрольная работа [334,9 K], добавлен 15.01.2014Определение точечной оценки средней наработки до отказа, вероятности безотказной работы. Построение функции распределения, верхней и нижней доверительной границы. Показатели надежности при известном и неизвестном виде закона распределения наработки.
контрольная работа [79,9 K], добавлен 01.05.2015Характеристика надежности объекта: исправность, работоспособность, предельное состояние, повреждение, отказ и критерий отказа. Выбор моделей и методов анализа надежности. Вероятность разрыва электрической цепи, отказа тиристора из партии изделий.
курсовая работа [37,2 K], добавлен 02.08.2009Анализ данных эксплуатационных наблюдений за отказами изделий. Оценка показателей безотказности параметрическим методом для однократно цензурированной выборки. Точечные оценки вероятности безотказной работы за непрерывный беспосадочный полёт самолёта.
контрольная работа [20,7 K], добавлен 07.12.2013Определение вероятности появления события в каждом из независимых испытаний. Случайные величины, заданные функцией распределения (интегральной функцией), нахождение дифференциальной функции (плотности вероятности), математического ожидания и дисперсии.
контрольная работа [59,7 K], добавлен 26.07.2010Построение статистического ряда исходной информации. Определение среднего значения показателя надежности и среднеквадратического отклонения. Проверка информации на выпадающие точки. Определение доверительных границ при законе распределения Вейбулла.
контрольная работа [65,7 K], добавлен 31.01.2014Технические системы, их разновидности, характеристика. Система электроснабжения, ее свойства и надежность. Определение показателей оценки надежности "готовности". Составление модели структуры сети, анализ надежности логико-вероятным методом, ее значение.
курсовая работа [102,1 K], добавлен 05.03.2009Изучение сути и выдвижение предположения о законе распределения вероятности экспериментальных данных. Понятие и оценка асимметрии. Принятие решения о виде закона распределения вероятности результата. Переход от случайного значения к неслучайной величине.
курсовая работа [126,0 K], добавлен 27.04.2013Расчет параметров экспериментального распределения. Вычисление среднего арифметического значения и среднего квадратического отклонения. Определение вида закона распределения случайной величины. Оценка различий эмпирического и теоретического распределений.
курсовая работа [147,0 K], добавлен 10.04.2011