Расчет структурной надежности системы

Язык: русский
Тип документа: Word Doc
0 812
Скачать документ

Федеральное агентство по образованию

Новомосковский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Российский химико-технологический университет

имени Д.И. Менделеева»

 

Кафедра: ВТИТ

 

 

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

Предмет: Надежность, эргономика, качество АСОИУ

 

Вариант 3

 

 

Группа: АС-06-3

Студент: Володин С.Н.

 

Преподаватель:

Прохоров В.С.

 

 

 

 

 

 

Новомосковск 2010

 

Задание

 

По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы  и значениям интенсивностей отказов ее элементов  требуется:

  1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 – 0.2.
  2. Определить – процентную наработку технической системы.
  3. Обеспечить увеличение – процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными.

На схемах, обведенные пунктиром m элементы, являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.

 

 

№ вар., %Интенсивность отказов элементов,
1234567891011121314
3600,030,50,21,00,030,1

 

Расчетная часть

 

Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 2-4 соединены параллельно. Заменяем элементы 2-4 на элемент A.

По условию, интенсивности отказов элементов 2-4 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента A определяется по формуле:

 

 

Элементы 5-7 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным методом:

 

Элементы 8-10 соединены параллельно. Заменяем элементы 8-10 на элемент C. Интенсивности отказов элементов 8-10 равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента C определяется по формуле:

 

 

Элементы 11-13 также соединены параллельно. Заменяем элементы 11-13 на элемент D.  Интенсивности отказов элементов 11-13 также равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента D определяется по формуле:

 

После замены элементов структурная схема системы примет вид:

 

 

Элементы 1, A, B, C, D и 14 соединены последовательно, следовательно, вероятность безотказной работы всей системы определяется по формуле:

 

 

Согласно расчетам в Microsoft Excel и исходным данным наименее надежными элементами являются 8-10.

Наработку необходимо увеличить с γ=0,9298*106 ч. до 1,3947*106 ч.

Повышение надежности системы можно провести двумя способами:

  • Заменой малонадежных элементов на более надежные.
  • Структурным резервированием элементов.

Первый способ

Заменяем элементы 8-10, имеющие λ=1*10-6 1/ч, на элементы с λ=0,5*10-6 1/ч. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356271899 до 0,541566249.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

 

 

8’
10′

 

 

При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента C. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356271899 до 0,610117356.

 

 

Расчет вероятности безотказной работы системы

 

Элементλ·10¯Наработка 
0,80,850,90,9511,051,11,151,21,250,92981,3947
10,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
2-40,50,6703200460,6537697850,6376281520,6218850560,606530660,591555360,576949810,5627048690,5488116360,535261430,6281979220,497903
4-70,20,8521437890,8436648170,8352702110,8269591340,8187307530,810584250,80251880,7945336030,7866278610,778800780,8303068070,756585297
8-1010,4493289640,4274149320,406569660,3867410230,3678794410,349937750,332871080,3166367690,3011942120,28650480,3946326290,247907397
11-130,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
140,10,9231163460,9185122840,9139311850,9093729340,9048374180,900324520,895834140,8913661440,8869204370,88249690,9112117240,869819117
A0,9641674580,9584955280,9524157360,9459405620,9390838160,93186040,924286090,916377350,9081511610,899624860,9486032760,873420645
B0,9408803280,9343198110,9275324730,920533350,9133368660,905956860,898406590,8906987980,8828456630,874858870,9233855560,851092839
C0,8330152920,812275890,7910178270,7693615340,7474195420,725296090,703086940,6808794130,6587524980,636777140,7781512290,574583871
D0,999986660,999984040,9999810970,9999778170,9999741850,999970180,999965790,9999610020,9999557890,999950140,9999791840,999931191
P0,6810318340,6513174880,6216147240,5920915210,5628987690,534170080,506022020,4785545540,4518518510,425983140,600,356271899
Повышение надежности путем замены самых ненадежных элементов
  0,80,850,90,9511,051,11,151,21,250,92981,3947
10,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
2-40,50,6703200460,6537697850,6376281520,6218850560,606530660,591555360,576949810,5627048690,5488116360,535261430,6281979220,497903
4-70,20,8521437890,8436648170,8352702110,8269591340,8187307530,810584250,80251880,7945336030,7866278610,778800780,8303068070,756585297
8-100,50,6703200460,6537697850,6376281520,6218850560,606530660,591555360,576949810,5627048690,5488116360,535261430,6281979220,497903
11-130,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
140,10,9231163460,9185122840,9139311850,9093729340,9048374180,900324520,895834140,8913661440,8869204370,88249690,9112117240,869819117
A’ 0,9641674580,9584955280,9524157360,9459405620,9390838160,93186040,924286090,916377350,9081511610,899624860,9486032760,873420645
B’ 0,9408803280,9343198110,9275324730,920533350,9133368660,905956860,898406590,8906987980,8828456630,874858870,9233855560,851092839
C’ 0,9641674580,9584955280,9524157360,9459405620,9390838160,93186040,924286090,916377350,9081511610,899624860,9486032760,873420645
D’ 0,9999866640,999984040,9999810970,9999778170,9999741850,999970180,999965790,9999610020,9999557890,999950140,9999791840,999931191
P’ 0,7882553170,7685626360,7484479170,727984650,7072455210,686301710,66522230,6440737460,6229195090,601819690,736289090,541566249
Повышение надежности путем структурного резервирования
  0,80,850,90,9511,051,11,151,21,250,92981,3947
10,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
2-40,50,6703200460,6537697850,6376281520,6218850560,606530660,591555360,576949810,5627048690,5488116360,535261430,6281979220,497903
4-70,20,8521437890,8436648170,8352702110,8269591340,8187307530,810584250,80251880,7945336030,7866278610,778800780,8303068070,756585297
8-100,50,6703200460,6537697850,6376281520,6218850560,606530660,591555360,576949810,5627048690,5488116360,535261430,6281979220,497903
11-130,030,976285710,9748223790,9733612420,9719022940,9704455340,968990960,967538560,966088340,9646402930,963194420,9724914450,959022253
140,10,9231163460,9185122840,9139311850,9093729340,9048374180,900324520,895834140,8913661440,8869204370,88249690,9112117240,869819117
A” 0,9641674580,9584955280,9524157360,9459405620,9390838160,93186040,924286090,916377350,9081511610,899624860,9486032760,873420645
B” 0,9408803280,9343198110,9275324730,920533350,9133368660,905956860,898406590,8906987980,8828456630,874858870,9233855560,851092839
C” 0,9987160290,9982773790,9977357380,9970775770,9962892180,995356990,99426740,9930072520,9915637910,989924830,9973583770,983977667
D” 0,9999866640,999984040,9999810970,9999778170,9999741850,999970180,999965790,9999610020,9999557890,999950140,9999791840,999931191
P” 0,8165005090,8004614230,784062260,7673390910,7503282190,733066040,715588880,69793290,6801339430,662227420,7741319370,610117356

 

 

Вывод: После построения графиков видно, что замена элементов более эффективна для повышения надежности. Особенно если систему необходимо использовать в течение долгого промежутка времени.

Похожие документы
Обсуждение
    Заказать реферат
    UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2018