Вопрос 35. Планирование испытаний на надежность.
При планировании испытаний на надежность одним из основных вопросов является установление необходимого и достаточного объема испытаний. Для получения достоверных и достаточно точных результатов необходим, как показывают расчеты с применением методов математической статистики, достаточно большой объем и длительное время испытаний.
Для объектов, выполняемых в небольшом числе, подобные объемы испытаний оказываются часто неосуществимыми.
В этом случае необходимо иметь суждение о надежности на основании ограниченного числа испытаний и при их ограниченной длительности. Это возможно сделать лишь при сочетании статистических методов с оценкой физической сущности процессов, приводящих к отказам, с применением ускоренных испытаний, с использованием методов моделирования, а также при сочетании испытаний с прогнозированием и расчетом надежности.
Если же возможно и необходимо получение достаточного числа данных для их обработки методами математической статистики, то результаты испытания дадут полную информацию для определения всех основных показателей надежности. В этом случае для сокращения времени испытаний помимо применения методов ускоренных испытаний одновременно исследуют возможно большее число объектов. Это достигается либо за счет использования специальных многоместных стендов, где одновременно находятся в режиме испытания N изделий, либо проведением испытаний сразу на нескольких стендах (машинах).
Все варианты испытаний регламентируются заранее выбранным планом.
ГОСТ 16504—74 предусмотрены различные планы испытания на надежность, когда при испытании N объектов они при отказах
могут не заменяться (объекты U)
либо заменяться (объекты R)
или восстанавливаться (объекты М).
Прекращение испытания может производиться при достижении заданного времени испытания Т при достижении числа отказавших объектов установленному значению r или при достижении r или Т в зависимости от того, какое из этих условий выполнено ранее.
Таким образом, возможны следующие 9 основных планов испытания:
Например, план N, U, r означает, что одновременно начинают испытания N объектов, отказавшие во время испытаний объекты заменяют новыми, испытания прекращают, когда число отказавших объектов, суммарное по всем позициям, достигнет установленного значения r. Каждый из вариантов имеет свои преимущества и недостатки, связанные с простотой испытаний и быстрейшим получением информации.
Вопрос 36. Сокращенные испытания.
Для своевременного получения необходимой информации по надежности изделий большое значение имеют ускоренные испытания.
Сокращение длительности испытаний без интенсификации процессов старения и разрушения может быть достигнуто различными методами.
1. Наиболее простой метод заключается в уплотнении испытаний по времени — в сокращении холостых ходов и простоев, в круглосуточной непрерывной работе изделия и т. п. Однако использовать этот метод ускорения испытаний можно только после анализа влияния перерывов в работе изделия на интенсивность процесса разрушения.
2. Сокращение длительности испытаний будет также при одновременном испытании возможно большего числа изделий, что достижимо для сравнительно простых изделий.
3. Для быстрейшего получения информации о надежности сложных машин без искажений условий эксплуатации часто выделяют лидера — машину, которая эксплуатируется непрерывно в заданных, как правило, наиболее тяжелых условиях. При испытании производят измерение всех ее основных параметров и характеристик. В результате такого испытания данные о надежности машины-лидера накапливаются значительно быстрее, чем для аналогичных машин, находящихся в эксплуатации.
При испытании сложных изделий сокращенные испытания проводятся только для некоторых характеристик надежности, например запаса надежности. В этом случае испытание изделия сводится к оценке его области состояний без определения ее изменения в процессе эксплуатации. Поэтому время, затрачиваемое на испытание изделия, включает лишь оценку его работоспособности при различных режимах и условиях работы и не учитывает процессов старения. Для более полного суждения о надежности изделия здесь необходимо прогнозирование процесса изменения выходных параметров или моделирование этих процессов.
Достоинство перечисленных методов — малое искажение тех явлений, которые имеют место в машине при ее эксплуатации. Однако достоверность суждений о надежности изделий в сильной степени зависит от правильности построения модели отказов и от совершенства методов прогнозирования и моделирования.