933

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Воронежская государственный лесотехническийуниверситет

им. Г. Ф. Морозова

Основы теории надежности

Методические указания для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по направлению подготовки

23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Воронеж 2016

1

УДК 621.01

Кадырметов, А. М. Основы теории надежности [Электронный ресурс] :методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов / А. М. Кадырметов, А. В. Макаренко ; ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2015. – 15 с.

Издается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от ____________ г.)

2

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по выполнению самостоятельных работ по созда-

ны 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 рабо-

ты по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за само-

стоятельнуюработуВы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе выполнения заданий для самостоятельной работы возникают вопросы, разрешить которые не удается, необходимо обра-

титься к преподавателю для получения разъяснений.

3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Цель самостоятельной работы по дисциплине «Основы теории надежно-

сти» – 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.

В результате выполнения самостоятельной работы студент должен:

– знать: показатели надежности машин и оборудования лесного комплек-

са; причины возникновения и физическую сущность отказов; технологические и эксплуатационные мероприятия, направленные на обеспечение и поддержа-

ние работоспособного состояния машин и оборудования; методы проведения испытаний на надежность и обработки полученной информации; методы расче-

та 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 статисти-

ческим данным, полученным в процессе проведения стендовых и эксплуатаци-

онных испытаний; разрабатывать и внедрять мероприятия, направленные на обеспечение надежности при разработке и изготовлении автотранспортной тех-

ники и ее поддержание в процессе эксплуатации;

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

В результате освоения данной дисциплины студент должен обладать сле-

дующими компетенциями:

4

готовностью применять систему фундаментальных знаний (математических, естественнонаучных, инженерных и экономических) для идентификации, формулирования и решения технических и технологических проблем эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов (ОПК-3);

владением знаниями технических условий и правил рациональной эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования, причин и последствий прекращения их работоспособности (ПК-15);

готовностью изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы по совершенствованию технологических процессов эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования различного назначения, их агрегатов, систем и элементов, проводить необходимые расчеты, используя современные технические средства (ПК-22);

способностью использовать в практической деятельности данные оценки технического состояния транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования, полученные с применением диагностической аппаратуры и по косвенным признакам (ПК-39).

5

1 СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Рабочая программа дисциплины отводит 50 % трудоемкости курса на са-

мостоятельную работу студентов. Самостоятельная работы является обязатель-

ным для выполнения видом работы, при этом студент приобретает новые тео-

ретические знания, учится принимать самостоятельные решения, работать с пе-

риодической 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, предусмот-

ренные данными методическими указаниями и согласованные с преподавате-

лем. 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, приведен-

ные в настоящих методических указаниях после каждого практического заня-

тия.

3. Выполнить отчет по работе с периодикой.

Самостоятельная работа выполняется на основе учебно-методических ма-

териалов 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 графи-

ком самостоятельной работы.

2.2 Содержание разделов и тем лекционного курса

Раздел 1ВВЕДЕНИЕ Актуальность обеспечения надежности машин. Задачи дисциплин. Общие

понятия и определения. Состояния, повреждения и отказы объектов надежно-

сти. Схема процесса изменения технического состояния объекта надежности.

Временные понятия. Категории объектов надежности. Показатели безотказно-

сти и долговечности. Показатели ремонтопригодности. Комплексные показате-

ли.

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

7

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 дис-

кретных 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 математиче-

ской статистики при расчетах надежности машин. Цели и задачи системы сбора и обработки информации о надежности изделия. Этапы составления структурной схемы элементов надежности.

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

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

ствие старения материалов. Другие причины отказов. Физико-механические ос-

новы усталости. Характеристики сопротивления усталости. Факторы, влияю-

щие на сопротивление усталости. Технологические методы поверхностного уп-

рочнения деталей машин. Виды коррозии по механизму образования. Химиче-

ские 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 опре-

деления износа деталей машин.

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

Раздел 4 ИСПЫТАНИЕ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ НА НАДЕЖ-

НОСТЬ

8

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.

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

Раздел 5 МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ МАШИН И ОБО-

РУДОВАНИЯ Качество и надежность выпускаемого оборудования. Мероприятий по от-

работке оборудования на надежность на различных стадиях.

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].

Тематика практических занятий

Занятие 1 Составление и исследование структурной схемы элементов на-

дежности.

Контрольные вопросы:

1 Виды структурных схем.

2 Методика составления структурной схемы

9

3 Свойства последовательной и параллельной (нагруженный резерв)

структурной схем.

Занятие 2 Расчет надежности сложной системы.

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 определе-

ниепоказателей надежностиили параметров распределения характе-

ристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом

Занятие 3 Установление законов распределения отказов.

Контрольные вопросы:

1Законы распределения дискретных случайных величин.

2Законы распределения непрерывных случайных величин.

Занятие 4 Построение кривой НЗР для наработок деталей машин.

Контрольные вопросы:

1Применение НЗР для расчетов количественных характеристик надежности.

2 Кривая распределения закона Гаусса.

Занятие 5 Определение вероятности безотказной работы при заданных законах распределения.

Контрольные вопросы:

1 Функция распределения времени безотказной работы объекта.

2Выражение вероятностиотказовивероятностьбезотказнойработычерезплотность вероятно-

стиотказов.

Занятие 6 Исследование абразивного изнашивания материалов о закреп-

ленный абразив на машине трения Х4-Б.

10