Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра «Организация перевозок

и управление на транспорте»

Методические указания

к выполнению практических занятий

по дисциплине «Основы теории надежности

и диагностики»

Специальность

190701 – Организация перевозок и управление

на транспорте (автомобильном)

Новокузнецк

2010

УДК 656.3:519.2(075)

Расчет показателей надежности сложных производственных систем на автомобильном транспорте: Метод. Указ./ Сост. И.В. Воскресенский, Т.П. Воскресенская – СибГИУ, 2010. - …. с., ил.

Изложены основные теоретические положения и приведены теоретические зависимости теории надежности сложных транспортно-производственных систем для самостоятельного решения студентами задач по названной дисциплине. Даны примеры расчетов.

Предназначены для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения по специальности 190701- «Организация перевозок и управления на транспорте (автомобильном).

Рецензент – кафедра прикладной информатики Сибирского государственного индустриального университета (зав. кафедрой профессор Павлова Лариса Дмитриевна)

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

Введение. Значение теории надежности в современной технике.

Основные понятия и определения теории надежности.

Современный период развития техники характеризуется разработкой и внедрением сложных технических систем и комплексов.

Основными понятиями, которые используются в данной дисциплине, являются понятия сложной динамической системы и технического устройства или элемента, входящего в состав системы. Под сложностью обычно понимается сложенность системы из отдельных элементов, при этом рассматривается не просто сумма элементов, а их взаимодействие. Взаимодействие элементов и их свойства изменяются во времени. Сложность взаимодействия элементов и их количество являются двумя аспектами понятия сложной динамической системы. Сложность системы определяется не столько количеством элементов, сколько количеством связей между самими элементами и между системой и средой.

Сложные динамические системы – это системы, перенасыщенные внутренними связями элементов и внешними связями со средой.

Сложные динамические системы являются существенно нелинейными системами, математическое описание которых на современном этапе не всегда возможно.

При проектировании технических систем необходимо предусмотреть вопросы обслуживания в процессе предполагаемой эксплуатации. Среди других проблем проектирования и создания комплекса:

- соответствие заданным техническим требованиям;

- экономичность комплекса, учитывая испытания и условия предполагаемой эксплуатации;

- разработка технических средств обслуживания комплекса и математическое обеспечение к ним и т.д.

Таким образом, уже при проектировании комплекса следует сосредоточить внимание на всех отмеченных, связанных между собой вопросах в целом, а не на каждом отдельном из них.

В предлагаемых методических указаниях по дисциплине «Основы теории надежности и диагностики» рассматривается решение частных задач обслуживания сложных систем и их элементов аналитическим методом, и отмечаются особенности решения более сложных задач эксплуатации методом статистического моделирования.

Теория надежности – наука о методах обеспечения и сохранения надежности при проектировании, изготовлении и эксплуатации систем.

Способность любого изделия или системы сохранять свои первоначальные технические характеристики в процессе эксплуатации определяются их надежностью. Физический смысл надежности состоит в способности технического устройства сохранять свои характеристики во времени.

Эксплуатационными характеристиками являются также готовность к применению, восстанавливаемость, параметры технического обслуживания. Надежность может определяться как самостоятельной эксплуатационной характеристикой технического устройства, так и служить составляющей других эксплуатационных характеристик.

Под надежностью понимается свойство технического устройства выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки в определенных условиях эксплуатации.

У любого изделия много эксплуатационных показателей и необходимо строго оговаривать в каждом случае, когда технические параметры или свойства технического устройства следует учитывать при определении его надежности.

В связи с этим вводится понятие «работоспособность», которое определяется как состояние технического устройства, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

В теории надежности вводятся понятия элемента и системы. Различие между ними чисто условное и состоит в том, что при определении надежности элемент считают неделимым, а систему представляют в виде совокупности отдельных частей, надежность каждой из которых определяют отдельно.

Количественно определить или измерить надежность технического устройства гораздо сложнее, чем измерить любые его технические характеристики. Как правило, измеряется только надежность элементов, для чего проводятся специальные, иногда довольно сложные и длительные испытания или используются результаты наблюдений за их поведением в эксплуатации.

Надежность систем рассчитывается на основании данных о надежности элементов. В качестве отправных данных при определении количественных значений надежности используются события, состоящие в нарушении работоспособности технического устройства и называемые отказами.

Под отказом понимается событие, после которого техническое устройство перестает выполнять (частично или полностью) свои функции. Понятие отказа является основным в теории надежности, и правильное уяснение его физической сущности является важнейшим условием успешного решения вопросов обеспечения надежности.

В некоторых случаях система продолжает выполнять заданные функции, но с некоторых элементах появляются нарушения технических характеристик. Такое состояние элемента называют неисправностью.

Неисправность – состояние элемента, при котором он в данный момент не соответствует хотя бы одному их требований, установленных как в отношении основных, так и второстепенных параметров.

Свойство технического устройства сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов до предельного состояния, определенного в технической документации, называется долговечностью. Предельными состояниями технического устройства могут явиться: поломка, предельный износ, падение мощности или производительности, снижение точности и т.д.

Сохраняемость – это свойство технического устройства иметь обусловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного в технической документации.

Срок службы – это календарная продолжительность эксплуатации технического устройства до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации.

Под наработкой понимается продолжительность (в часах или циклах) или объем работы технического устройства (в литрах, килограммах, т·км и т.д.) до появления отказа.

Ресурс – это суммарная наработка технического устройства до предельного состояния, оговоренного в технической документации.