Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовую работу

Произвести расчет на надежность заданного устройства, обеспечив P(t)=0.99 за t=2400 ч. Найти t2 при P(t2)=0991. Рассчитать ЗИП при Pраб(T)=0,95 за T= 5 лет. Аппаратура наземная.

Аннотация

В данной работе рассмотрен расчет на надежность схемы усилителя. Устройство по условиям технического задания относится к наземной аппаратуре. Расчет на надежность состоит из средне-групповой интенсивности отказов, окончательного расчетов и расчета резервированного устройства. Для длительной эксплуатации РЭС, рассчитан комплект ЗИП, обеспечивающий заданную работоспособность в течение 5 лет.

Содержание

Введение

1. Расчет на надежность

2. Расчет надежности по средне-групповым интенсивностям отказов

3. Окончательный расчет на надежность

4. Резервирование

5. Расчет запасных элементов

Выводы

Список литературы

Введение

Надежность РЭС является одним из свойств, определяющих качество объектов, наряду с такими свойствами, как тактико-технические характеристики, экономические и весогабаритные показатели, дизайн и т.д. Именно надежность «работает» непрерывно после выпуска изделия в эксплуатацию и определяет как долго и каких условиях будут поддерживаться достигнутые ранее (при конструировании и производстве) другие свойства качества объекта. Надежность является комплексным свойством и характеризуется безотказностью долговечностью ремонтопригодностью и сохраняемостью объектов. Однако безотказность - есть основное свойство надежности, так как именно она наиболее полно характеризует надежность объекта и является моделью для рассмотрения двух других свойств надежности-долговечности и сохранности.

Надежность РЭА можно повысить в процессе эксплуатации следующими способами:

1. Применение наиболее надежных и перспективных элементов

2. снижение уровня электрической нагрузки элементов, рациональным выбором номинальных значений, их точности.

3. Защитой элементов и все конструкции от воздействия окружающей среды

4. Резервированием

5. Контролем качества проектирования и производства, прогнозирование отказов с последующим профилактическим воздействием.

электрический сеть резервирование

1. Расчет на надежность

На РЭА одновременно воздействуют как внешние так и внутренние факторы. Отказы подразделяются на внезапные и постепенные. Соответственно вероятность безотказной работы всей системы считается по формуле:

Pc(t)=PВ(t)*Pn(t),

где: PВ(t) - вероятность безотказной работы РЭС по отношению к внезапным отказам в течение времени t;

Pn(t) - вероятность безотказной работы РЭС по отношению к постепенным отказам за тоже время t, при условии, отсутствия внезапных отказов.

В нижеприведенных расчетах будут приняты следующие допущения:

1. Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы

2. Отказы элементов системы являются случайными и независимыми, то есть: Pn(t) =1.

3. Интенсивность отказов всех элементов системы не зависит от времени, то есть время работы до отказа элементов и всей системы распределено по экспоненциальному закону.

Существуют по средне-групповым интенсивностям отказа и окончательному расчету на надежность.

2. Расчет надежности по средне-групповым интенсивностям отказов

Расчет надежности по средне-групповым интенсивностям отказов производится на этапе эскизного проектирования после разработки принципиальной электрической схемы. Он позволяет выявить слабые участки системы и наметить пути повышения надежности системы на этапе эскизного проектирования.

При предварительном расчете надежности целесообразно придерживаться определенного порядка:

1. Определяется количество и типы элементов устройства, а также их усредненные значения лoi интенсивности отказов, полученные по результатам испытаний на надежность i-го типа элемента. Найденные значения лoi, количестно и типы элементов устройства сведены в табл. 1.

Табл. 1. Статистические данные об отказах элементов для расчета надежности по средне-групповым интенсивностям отказов.

2. Вычислим количественные характеристики надежности системы:

1) Интенсивность отказов:

2) Среднее время безотказной работы:

3) Вероятность безотказной работы системы в течении времени t:

4) Вероятность отказа системы:

5) Частота отказов:

6) Гарантийный срок службы:

3. Результаты расчета сравниваются с заданным уровнем надежности

3. Окончательный расчет на надежность

Окончательный расчет надежности производится на этапе технического проектирования после испытания макета изделия всех его узлов, когда известны режимы работы всех элементов системы и условия их эксплуатации. Значения интенсивностей отказов элементов с учетом их режимов работы и условий эксплуатации определяются с помощью графиков, имеющихся в справочной литературе, либо с помощью поправочных коэффициентов или эмпирических формул.

В целях систематизации запишем наши данные в таблице 2.

При расчете теплового режима уточняется рабочая температура среды внутри корпуса устройства. По коэффициентам электрической нагрузки и температуре по соответствующим таблицам или графикам определяются поправочные коэффициенты, показывающие, насколько изменяется интенсивность отказов.

Интенсивность отказов считается по следующей формуле:

,

Где - поправочные коэффициенты в зависимости от и температуры

- обобщенные эксплуатационные коэффициенты для наиболее характерных условии эксплуатации РЭА

- поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов

- поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры окружающей среды

- поправочный коэффициент в зависимости от атмосферного давления

Поправочные коэффициенты находятся из соответствующих таблиц [1], [2].

Коэффициент нагрузки Кн необходимые для определения коэффициента a1, для различных элементов РЭС находятся из таблиц [2]. Для элементов не указанных в таблице Кн=0,95. Результаты вычислений реального значения интенсивности отказов лi приведены в табл. 2.

Табл. 2. Статистические данные об отказах элементов для окончательного расчета

Непосредственные расчеты

1.

2.

3. (полученная вероятность меньше заданной )

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

4. Резервирование

Метод повышения надежности системы введением избыточных (резервных) элементов называется резервированием. Резервный элемент обеспечивает работоспособность устройства при отказе основного элемента. Резервирование может быть двух видов:

· постоянное, когда и основной, и все резервные элементы находятся в одинаковых условиях и одновременно выполняют одни и те же заданные функции;

· замещением, когда отказавший основной элемент заменяется с помощью переключателя, после чего резервный элемент начинает выполнять функции основного элемента. При замещении работоспособность системы с резервированием будет зависеть также и от надежности переключателя.

Вероятность безотказной работы системы при резервировании в течение времени t определяется по формуле:

Вероятность отказа:

Среднее время безотказной работы при резервировании системы:

Интенсивность отказов системы определяется по формуле:

Частота отказа системы:

Гарантийный срок службы при резервировании системы:

5. Расчет запасных элементов

Для РЭА длительного использования часто время эксплуатации Т бывает значительно больше , т.е. Т >>

В этих случаях для обеспечения работоспособности РЭА необходимо иметь комплект ЗИПа. Расчет необходимого количества запасных элементов зависит от их надежности. Характеристикой надежности ЗИПе является работоспособность - свойство аппаратуры выполнять свои функции либо за счет безотказности, либо за счет соответствующих запасных элементов. Количественным критерием является вероятность работоспособности .

Расчет запасных элементов при наличии m типов номиналов проводиться в следующем порядке

1. Определяем вероятность работоспособности i-ого типа элемента по формуле

2. Определяем по формуле:

3. Для найденных и определяем - число запасных элементов i-го типа, путем пересчета по формуле :

Результаты расчетов количества запасных элементов приведены в Табл. 3.

Табл. 3. Таблица данных для расчета запасных элементов

Выводы

Задание РЭС с учетом ЗИПа удовлетворяет условиям задания.

Комплект ЗИП включает в себя довольно большое кол-во элементов. Это связано с низкой надежностью этих элементов, а также высокими требованиями к надежности РЭС в целом в течение длительного периода времени.

Список литературы

1. C.C. Князева “Основы расчета надежности РЭА” Казань, 1979 г.

2. С.С. Князева, М.Ф. Тюхтин «Прогнозирование надежности гибридных интегральных схем» Казань, 1990 г.

3. А.А Яшин «Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА». Москва, 1983 г.

4. ”Надежность радиоэлектронных средств” под ред. Сайткулова В.Г.; сост. Князева С.С. Казань: изд-во КГТУ, 1999. 32с.

Размещено на Allbest.ru