368

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования Воронежская государственная лесотехническая академия

Методические указания для самостоятельной работы

по дисциплине «Основы теории надежности» для студентов по направлению подготовки 151000 – Технологические машины и оборудование

Воронеж 2014

1

УДК 621.01

Макаренко, А. В. Основы теории надежности [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы по дисциплине «Основы теории надежности» для студентов по направлению подготовки 151000 – Технологические машины и оборудование / А. В. Макаренко ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 15 с.

Издается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО

«ВГЛТА» (протокол № __ от ____________ г.)

2

ВВЕДЕНИЕ

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

Методические указания по выполнению самостоятельных работ по созданы Вам в помощь для работы на занятиях и во внеаудиторное время.

Наличие положительной оценки (отметки о выполнении) каждого вида самостоятельной работы необходимо для получения допуска к экзамену по дисциплине Основы теории надежности, поэтому в случае невыполнения работы по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за самостоятельную работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе выполнения заданий для самостоятельной работы возникают вопросы, разрешить которые Вам не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений.

3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Цель самостоятельной работы по дисциплине «Основы теории надежности» – освоение теоретических знаний по курсу, приобретение практических навыков расчетов параметров машин и оборудования лесного комплекса, при его проектировании и эксплуатации.

К задачам изучения дисциплины относятся: изучение теоретических основ по курсу;

изучение отечественных и зарубежных методик оценивания качества; формирование умений и навыков использования существующих методик

для практического определения количественной оценки качества.

Врезультате выполнения самостоятельной работы студент должен:

–знать: показатели надежности машин и оборудования лесного комплекса; причины возникновения и физическую сущность отказов; технологические

иэксплуатационные мероприятия, направленные на обеспечение и поддержание работоспособного состояния машин и оборудования; методы проведения испытаний на надежность и обработки полученной информации; методы расчета и обеспечения надежности машин на этапах проектирования, изготовления и эксплуатации;

–уметь: количественно оценивать значения показателей надежности в будущем (прогнозировать) и в прошедшем (анализ ретроспекций) по статистическим данным, полученным в процессе проведения стендовых и эксплуатационных испытаний; разрабатывать и внедрять мероприятия, направленные на обеспечение надежности при разработке и изготовлении автотранспортной техники и ее поддержание в процессе эксплуатации;

–владеть: навыками количественно оценивать показатели надежности по вероятностным и статистическим моделям.

Врезультате освоения данной дисциплины студент должен обладать сле-

дующими компетенциями:

4

общекультурными (ОК)

способен к целенаправленному применению базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности (ОК-9).

5

1 СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Рабочая программа дисциплины отводит 50 % трудоемкости курса на самостоятельную работу студентов. Самостоятельная работы является обязательным для выполнения видом работы, при этом студент приобретает новые теоретические знания, учится принимать самостоятельные решения, работать с периодической литературой.

Программа предусматривает следующие виды самостоятельной работы: 1 Самостоятельное изучение теоретического курса.

2 Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических зада-

ний.

3 Подготовка краткого отчета по работе с периодикой и интернетом. 4 Подготовка к итоговому тестированию

По каждому виду работы студент должен выполнить задания, предусмотренные данными методическими указаниями и согласованные с преподавателем. Выполненные задания сдаются преподавателю в соответствии с графиком самостоятельной работы.

6

2 МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА

2.1 Общие указания При самостоятельном изучении теоретического курса студентам необхо-

димо:

1 Самостоятельно изучить темы теоретического курса в соответствии с учебной программой дисциплины.

2 Подготовиться к устным ответам на контрольные вопросы, приведенные в настоящих методических указаниях после каждого практического занятия.

3. Выполнить отчет по работе с периодикой.

Самостоятельная работа выполняется на основе учебно-методических материалов дисциплины. Самостоятельно изучаемые вопросы курса включаются в экзаменационные билеты.

Темы на самостоятельное изучение и контрольные задания преподаватель выдает на лекционных занятиях в соответствии с учебной программой и графиком самостоятельной работы.

2.2 Содержание разделов и тем лекционного курса Раздел 1 ВВЕДЕНИЕ

Актуальность обеспечения надежности машин. Задачи дисциплин. Общие понятия и определения. Состояния, повреждения и отказы объектов надежности. Схема процесса изменения технического состояния объекта надежности. Временные понятия. Категории объектов надежности. Показатели безотказности и долговечности. Показатели ремонтопригодности. Комплексные показатели.

Трудоемкость лекционного курса – 4 часа (0,11 з.е.), самостоятельная работа не предусмотрена.

7

Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].

Раздел 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ Случайные события. Аксиомы сложения и умножения вероятностей собы-

тий. Случайные величины и понятия закона распределения случайной величины. Характеристики распределения случайных величин. Законы распределения дискретных случайных величин. Закон нормального распределения (закон Гаусса). Закон экспоненциального распределения. Закон распределения Вейбулла. Задачи математической статистики при расчетах надежности машин. Вероятностное или статическое описание основных показателей надежности. Задачи математической статистики при расчетах надежности машин. Цели и задачи системы сбора и обработки информации о надежности изделия. Этапы составления структурной схемы элементов надежности.

Трудоемкость лекционного курса – 6 часов (0,17 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).

Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].

Раздел 3 ФИЗИКА ОТКАЗОВ Основные причины отказов. Отказы вследствие кавитации. Отказы вслед-

ствие старения материалов. Другие причины отказов. Физико-механические основы усталости. Характеристики сопротивления усталости. Факторы, влияющие на сопротивление усталости. Технологические методы поверхностного упрочнения деталей машин. Виды коррозии по механизму образования. Химические виды коррозии. Электрохимическая коррозия. Виды коррозии по степени воздействия и форме проявления. Трибологические отказы. Виды фрикционных связей при трении. Классификация видов трения деталей машин. Методы определения износа деталей машин.

Трудоемкость лекционного курса – 14 часов (0,39 з.е.), самостоятельная работа – 9 часов (0,25 з.е.).

8

Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].

Раздел 4 ИСПЫТАНИЕ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ

Общая характеристика методов получения информации о надежности оборудования. Техническая диагностика, контроль и испытания как средства поддержания надежности. Общая схема, цели и задачи диагностики, контроля и испытаний на стадиях изготовления и эксплуатации оборудования. Постановка задачи технического диагностирования. Управление техническим состоянием машин. Диагностика и безопасность автомобиля.

Трудоемкость лекционного курса – 6 часов (0,17 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).

Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].

Раздел 5 МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

Качество и надежность выпускаемого оборудования. Мероприятий по отработке оборудования на надежность на различных стадиях.

Трудоемкость лекционного курса – 6 часов (0,17 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).

Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].

2.3 Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических заданий Целью практических занятий является закрепление теоретических знаний по дисциплине. Практические занятия проводятся по тематике учетной про-

граммы в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса. Трудоемкость самостоятельной работы по подготовке к выполнению и

защите практических занятий составляет 27 часов (0,75 з.е.).

Материалы по подготовке к практическим занятиям приведены [1-6].

9

Тематика практических занятий Занятие 1 Составление и исследование структурной схемы элементов на-

дежности.

Трудоемкость занятия – 6 часов (0,17 з.е.), самостоятельная работа – 5

часов (0,14 з.е.).

Контрольные вопросы:

1Виды структурных схем.

2Методика составления структурной схемы

3Свойства последовательной и параллельной (нагруженный резерв) структурной схем.

Занятие 2 Расчет надежности сложной системы.

Трудоемкость занятия – 6 часов (0,17 з.е.), самостоятельная работа – 4

часов (0,11 з.е.).

Контрольные вопросы:

1Обоснование количественных требований к надежности объекта или его составным частям.

2Определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности

объекта и/или его составных частей, в том числе расчетное определение показателей надежности или параметров распределения характеристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом

Занятие 3 Установление законов распределения отказов.

Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 3

часов (0,083 з.е.).

Контрольные вопросы:

1Законы распределения дискретных случайных величин.

2Законы распределения непрерывных случайных величин.

10