7Расчет надежности проектируемого устройства
Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации в течение определенного времени при сохранении эксплуатационных характеристик в допустимых пределах.
Данное определение надежности и последующие определения свойств и количественных показателей надежности установлены ГОСТ 13.377 - 75 и являются обязательными для применения в учебном процессе в высших и средних учебных заведениях.
Надежность является комплексным свойством, которое обусловливается безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохранностью. Определения этих свойств смотри в [Л. 8].
Основными количественными показателями надежности невосстанавливаемых изделий являются:
вероятность безотказной работы P(t) ;
средняя наработка до первого отказа Тср;
интенсивность отказов (λ).
Вероятностью безотказной работы P(t) называется вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет ни одного отказа.
Средняя наработка до первого отказа - это среднее значение наработки изделий в партии до первого отказа.
Интенсивностью отказов называется отношение числа отказавших изделий за единицу времени к среднему числу изделий, исправно работающих на данный отрезок времени.
На практике интенсивность отказов изделий является величиной постоянной при нормальной эксплуатации, и в этом случае справедливы соотношения:
,
где е - основание натурального логарифма (е = 2,72); t - заданное время работы, ч.
7.1Влияние внешних воздействий и электрической нагрузки на интенсивность отказов
Значение интенсивности отказов называют номинальным (λ0), если оно определяется при нормальных условиях эксплуатации: температуре +25±100С, относительной влажности 45 - 80%, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст., при отсутствии механических воздействий и номинальном электрическом режиме. Номинальное значение интенсивности отказов λ0 можно взять из таблицы [Л. 8, с. 27].
Реальные условия эксплуатации ЭВА (электронной вычислительной аппаратуры) отличаются от нормальных, а интенсивность отказов радиоэлементов отличается от номинальной. Интенсивность отказов радиоэлементов в реальных условиях (λi) равна номинальной интенсивности отказов (λ0), умноженной на поправочные коэффициенты Кλ и а:
где Кλ - результирующий поправочный коэффициент, учитывающий механические и климатические воздействия;
а - поправочный коэффициент, учитывающий влияние электрического режима и температуры внутри аппаратуры.
Этот коэффициент определяется по графикам как функция температуры и коэффициента нагрузки (Кн). Графики приведены в приложении 3 [Л. 8].
Таблица 2 Результирующий поправочный коэффициент Кλ
Условия эксплуатации ЭВА |
Кλ |
Лабораторные |
1,0 |
Стационарные (полевые) |
2,7 |
Корабельные |
3,4 |
Автофургонные |
3,7 |
Железнодорожные |
3,9 |
Самолетные |
6,0 |
Коэффициенты нагрузки рассчитываются по формулам, приведенным в [Л. 8, с. 13] Если коэффициент нагрузки нельзя рассчитать, то он принимается равным единице (КН=1).