ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ (РОСОБРАЗОВАНИЕ)
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
М.Ю. Рудюк
Надежность технических систем и ее прогнозирование
Лекционный курс
Пенза,
2009
Содержание
Лекция 1. Общие сведения 3
1.1. Основные термины и определения 3
1.1. Случайные величины и их характеристики 4
1.2. Законы распределения вероятностей 4
1.3. Классический метод обработки статистических данных и нахождения закона распределения 8
1.4. Область применения и виды методов малых выборок 11
1.5. Метод прямоугольных вкладов 12
1.6. Метод уменьшения неопределенности 14
1.7. Использование бутстреп-метода 18
1.8. Характеристики эмпирических законов распределения 18
1.9. Нахождение доверительного интервала 21
1.10. Вероятность попадания в интервал 22
1.11. Функционал энтропии 22
Лекция 2. Показатели надежности объектов 23
2.1. Основная формула оценки надежности 23
2.2. Временные понятия 24
2.3. Показатели надежности 25
2.4. Показатели безотказности 26
2.5. Показатели долговечности 28
2.6. Показатели ремонтопригодности 28
2.7. Показатели сохраняемости 28
2.8. Комплексные показатели надежности 29
2.9. Надежность систем при последовательном и параллельном соединении элементов 29
2.10. Понятие резервирования 30
2.11. Нагруженный резерв 30
2.12. Раздельное резервирование 32
2.13. Отказы 34
2.14. Зависимость интенсивности отказов от времени 35
2.15. Влияние дефектных элементов и их замены на надежность 37
2.16. Вероятность безотказной работы с учетом нагрузки и несущей способности 38
Лекция 3. Прогнозирование показателей надежности 41
3.1. Общие принципы прогнозирования 41
3.2. Особенности методов оценки показателей надежности изделий на основе форсированных испытаний 41
3.3. Особенности методов оценки показателей надежности изделий на основе прогнозирования 43
3.4. Прямой экспертный метод 44
3.5. Косвенный экспертный метод 45
3.6. Прогнозирование показателей надежности 47
3.7. Оценка достоверности прогноза 48
3.8. Правило цензурирования испытаний 50
Лекция 4. Учет вопросов надежности при конструировании 53
4.1. Учет надежности при конструировании 53
4.2. Закон взаимной связи сроков службы деталей 53
4.3. Закон рационального числа сроков службы деталей 54
4.4. Закон рационального стоимостного распределения деталей по группам их сроков службы 55
4.5. Требования к срокам службы деталей 55
Лекция 1. Общие сведения
1.1. Основные термины и определения
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность – комплексное свойство, которое в зависимости от вида объекта может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Для объектов, являющихся потенциальными источниками опасности, важными понятиями являются «безопасность» и «живучесть».
Безопасность – свойство объекта при изготовлении и эксплуатации в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни, здоровья людей и для окружающей среды.
Живучесть – способность объекта противостоять развитию критических отказов и дефектов при установленной системе технического обслуживания и ремонта или способность объекта сохранять ограниченную работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации или при наличии дефектов и повреждений определенного вида, а также при отказе некоторых компонентов. К примеру, живучесть здания подразумевает сохранение несущей способности элементами конструкции при возникновении в них усталостных трещин, размеры которых не превосходят заданных значений.
Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или наработки.
Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в течении и после хранения и транспортирования.
Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.