6. СВОЙСТВА ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Все рассмотренное выше относится к конкретному объекту в конкретный момент времени. Однако у каждого элемента есть свой жизненный цикл, и он, в свою очередь, является частью другого, более сложного элемента.

В работе технического устройства выделяют три основных этапа:

-период приработки, когда при испытаниях происходит выбраковка конструктивных, технологических и производственных дефектов;

-период нормальной эксплуатации, характеризующийся внезапными отказами приблизительно постоянной интенсивности;

-период износа, когда появляются отказы возрастающей интенсивности, вызываемые износом устройства (см. рис. 11).

Рис. 12. Элементы системы молоток

27

На рис. 12 представлена система «молоток», которая состоит из трех элементов. Считаем, что безотказная работа каждого из элементов не зависит друг от друга, тогда безотказная работа такой системы (всех трех элементов) будет равна произведению [2, 3, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 15]

или в общем виде

˙

Если вероятности безотказной работы элементов одинаковы, тогда вероятность безотказной работы всей системы [2, 3, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 15]

СовместныеСсобытия характерны для систем, где элементы соединены параллельно. Например, на рис. 14 представлена система «дверь», включающая три элемента, два из которых соединены параллельно. Используя теорему о вероятности появления хотя бы одного из двух совместных событий равной сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного появления, после ряда преобразований, получим вероятность безотказной работы системы

или в общем виде [2, 3, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 15]

˙

28

Резервирование – повышение надежности объекта введением избыточности, т.е. введением дополнительных элементов сверх минимально необходимых [2, 3, 6, 8, 9, 11, 14, 15].

На рисунках 17 и 18 представлены основные виды резервирования.

Рис. 18. Виды резервирования по способу замещения

Нагруженный резерв – резервный элемент, находящийся в том же режиме, что и основной [2, 3, 6, 8, 9, 11, 14, 15].

30

Облегченный резерв – резервный элемент, находящийся в менее нагруженном режиме, чем основной [2, 3, 6, 8, 9, 11, 14, 15].

Ненагруженный резерв – резервный элемент, практический не несущий нагрузок [2, 3, 6, 8, 9, 11, 14, 15].

На рисунке 19 представлены схематичные представления основных видов резервирования элементов и подсистем технических систем.

вибАДИ

–система с поэлементным резервированием

Вслучаях, когда комб н рованную систему не удается свести к последовательнойСили параллельной (см. рис. 20), используют теорему полной вероятности Байеса [10, 13]. Вероятность отказа такой системы определяется выражением вида

Q=Q (X работоспособен)Рх+Q (X неработоспособен)Qх,

где Рх, Qх – вероятности работоспособности и неработоспособности элемента X, соответственно, здесь Рх, Qх следует понимать как доли времени при работоспособном и неработоспособном элементе X системы.

Рис. 20. Система со сложным резервированием

31

Вероятность отказа системы при работоспособном элементе X определяется как произведение вероятности отказов обоих элементов:

Q (X работоспособен) =

.

Вероятность отказа системы при неработоспособном элементе X

Q (X неработоспособен) =

.

Таким образом, вероятность отказа всей системы будет иметь вид

.

Эволюция резервируемой системы из одного состояния в другое (вероятность безотказной работы резервируемой системы) при наличии переключающего устройства (системы контроля) описывается выражением вида [9]

Р с. 21. Резервируемая система

В случае идеального переключающего устройства [9]

˙

ГОСТ 15467–79 определяет следующие виды дефектов (см. рис. 22): Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции

установленным требованиям.

Явный дефект – дефект, для выявления которого в нормативной документации, обязательной для данного вида контроля, предусмотрены соответствующие правила, методы и средства.

Скрытый дефект – дефект, для выявления которого в нормативной документации, обязательной для данного вида контроля, не предусмотрены соответствующие правила, методы и средства.

32

Рис. 22. Виды ДдефектовИ

Критический дефект – дефект, при наличии которого использование продукции по назначению практически невозможно или недопустимо.

Значительный дефект – дефект, который существенно влияет на

Устранимый дефект – дефект, устранение которого технически возможно и экономически целесообразно.

Неустранимый дефект – дефект, устранение которого технически невозможно или экономически нецелесообразно.

Физические причины, приводящие к отказам: внезапные и постепенные [2, 3, 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15] (см. табл. 3). Большинство постепенных отказов связывают с процессами износа и старения.

Износ – это результат процесса постепенного изменения размеров детали по ее поверхности при трении [2, 3, 6, 8, 9, 11, 14, 15].

Виды износа:

–абразивное изнашивание;

–усталостное;

–молекулярное адгезионное;

–коррозионно-механическое;

–кавитационное изнашивание.

33

Рис. 23. Фрагмент полимерной плитки до износа (х300)

– затем в процессе эксплуатации колесно-транспортных средств формируют удлиненные параллельные борозды глубиной 0,1 и менее мм. (рис. 24). Ширина борозд – 0,01 мм; при этом структура материала исключает возможность поглощения горюче-смазочных материалов и других токсических элементов, легко удаляется опилками и ветошью;

34