15. Допустимые и недопустимые отказы.

Допустимые отказы связаны с процессами старения, которые приводят к постепенному ухудшению выходных параметров изделия. Сюда же следует отнести внезапные отказы, которые вызваны неблагоприятным сочетанием факторов. Иногда конструктор сознательно допускает некоторую (как правило, небольшую) вероятность возникновения отказа, чтобы облегчить и удешевить конструкцию. Это допустимо лишь в тех случаях, когда отказ не вызовет катастрофических последствий. Например, даже в самолетных конструкциях допускается развитие усталостных трещин в некоторых элементах и панелях крыльев.

Недопустимые отказы связаны с нарушением следующих условий производства и эксплуатации:

- нарушения технических условий при изготовлении и сборке изделий;

- нарушения правил и условий эксплуатации и ремонта — превышение режимов работы машины выше допустимых, нарушение правил ремонта, ошибки людей управляющих машиной и т. п. — скрытые причины, неучтенные в технических условиях и нормативах параметры. Изделие может быть выполнено в строгом соответствии с техническими условиями (ТУ), однако сами ТУ не учитывают всех тех объективно существующих факторов, которые влияют на надежность и проявляются в процессе эксплуатации.

16. Допустимая вероятность безотказной работы как мера для оценки последствий отказа.

Стремление к недопущению отказа при эксплуатации машины связано с боязнью последствий отказа могут. Эти последствия связаны с характером самого отказа и с такими факторами как время, необходимое для устранения отказа, возможность ремонта, продолжительность существования отказа, влияние данного отказа на вероятность возникновения других более опасных отказов и т. д.

Все особенности отказа и его последствий характеризуются допустимой вероятностью безотказной работы, которая аккумулирует в себе и численно оценивает опасность последствий отказа. Если отказ существует непродолжительное время и самовосстанавливается и за это время не произойдет необратимых нарушений работы машины, то будет допускаться более низкая вероятность безотказной работы, чем при «полном» отказе и более опасных последствиях. Для различных машин и изделий применяются категории отказов, отражающие их специфику и оценивающие опасность отказа. Для каждой категории устанавливается свое значение допустимой вероятности безотказной работы Р(t).

Особенно важно оценивать параметрические отказы, так как здесь возможен широкий диапазон последствий — от незначительного влияния отказа на работоспособность изделия до катастрофических последствий.

Для выявления параметрических отказов, снижающих работоспособность сложного изделия, например беспилотного самолёта, применяют автоматические методы контроля работоспособности, когда анализ состояния системы ведется на основе алгоритма, оценивающего характер сигнала об отказе и выбирают лишь те категории отказов, которые связаны с основными параметрами изделия.

17. Анализ области работоспособности изделия.

Области работоспособности и состояний изделия:

Границы области G зависят от требований к изделию. Более высокие требования к его выходным параметрам сужают область работоспособности.

Для одного и того же изделия в зависимости от характера выполняемой работы могут предъявляться различные требования к точности его функционирования. На рисунке показаны две области работоспособности изделия G₁ — для обычных и G₂ — для более жестких технических условий на параметры изделия.

В области работоспособности изделий следует различать действительную G, которая определяет требуемую работоспособность изделия, и расчетную которая диктуется требованиями ТУ к отдельным параметрам. При оценке работоспособности сложного изделия во многих случаях трудно точно назначить предельное значение отдельных параметров, определяющих предельное состояние изделия в целом.

Часто о предельном состоянии изделия судят по косвенным показателям, функционально связанным с его работоспособностью. Например, эксплуатационные показатели (выходные параметры) автомобильного двигателя — развиваемая мощность, уровень шума и другие — зависят от износа его сопряжений. О техническом состоянии двигателя часто судят по расходу смазки, что дает весьма приблизительную оценку его работоспособности, так как на этот показатель влияют и многие другие факторы (неисправна вентиляция картера).

Из рисунка видно, что между областями действительной G₁ и расчетной G’₁ работоспособностей изделия имеется разница. В зависимости от соотношения их границ может существовать область неиспользованных возможностей A, когда по ТУ изделие считается потерявшим работоспособность, хотя оно еще может правильно функционировать, и область неучтенных параметров В, когда согласно ТУ можно эксплуатировать изделие, которое в действительности уже стало неработоспособным.

Процесс потери работоспособности характеризуется фазовой траекторией случайного процесса X(t). Например, для процесса X_i(t) i-го изделия при t = t₃ считается, что произошел отказ, согласно требований ТУ, а при t = t₄ изделие действительно потеряло работоспособность. Область, в которой могут с определенной вероятностью находиться реализации процесса X(t), называется областью состояний. Она определяет возможные состояния изделия, которые оцениваются значениями выходных параметров, т. е. в общем виде вектор-функцией .

Для оценки возможного протекания случайного процесса в целом следует применять соответствующие характеристики случайных функций и в первую очередь математическое ожидание М [X(t)], которое дает оценку того, как в среднем будет протекать процесс потери изделием работоспособности.