2015

2

УДК 621.01

Основы теории надежности [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование / составители В. И. Посметьев, В. О. Никонов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ имени Г. Ф. Морозова». – Воронеж, 2018. – 18 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от ___ декабря 2018 г.)

Рецензент: заведующий кафедрой эксплуатации транспортных и технологических машин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», д-р техн. наук, доцент Е.В. Пухов

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ……………………………………………………………… ..4

1.СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ…………………………….. ..6

2.МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА………………………………………….....7

2.1.Общие указания……………………………………………………………….. ..7

2.2.Содержание разделов и тем лекционного курса……………………………. ..7

2.3.Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических за-

нятий………………………………………………………………………………... ..9

2.4.Работа с периодикой и интернетом………………………………………….. 14

2.5.Подготовка к тестированию………………………………………………….. 14

3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ……….. 15

4

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.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

–изучить основные положения теории надежности (физические основы, математические методы расчета надежности, методы испытания и контроля); теоретические основы формирования показателей надежности технологических машин и оборудования лесного комплекса;

–ознакомиться с общими вопросами надежности технологических машин

иоборудования лесного комплекса, действующими нормативно-техническими документами, перспективами повышения надежности и современными методами оценки и обеспечения надежности машин;

–уяснить технологию и организацию мероприятий, направленных на обеспечение и поддержание работоспособного состояния технологических машин и оборудования лесного комплекса.

В результате 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.

5

В результате освоения данной дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями: общекультурной ОК-7 – способностью к самоорганизации и самообразованию; общепрофессиональной ОПК-1 – способностью к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий; профессиональной ПК-9 – умением применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов и разрабатывать мероприятия по их предупреждению.

6

1. СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Рабочая программа дисциплины отводит 54 ч на самостоятельную работу студентов (табл. 1). 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:

–самостоятельное изучение теоретического курса;

–теоретическую подготовку к выполнению и защите практических заданий;

–подготовку краткого отчета по работе с периодикой и интернетом;

–подготовку 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.

7

2. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА

2.1. Общие указания

При изучении теоретического курса студентам необходимо: самостоятельно изучить темы теоретического курса в соответствии с учебной программой дисциплины; подготовиться к устным ответам на контрольные вопросы, приведенные в настоящих методических указаниях после каждого практического занятия; выполнить отчет по работе с периодикой.

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

2.2.1.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 – 2 ч (0,055 з. е.), самостоятельная работа не предусмотрена.

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

2.2.2. 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

8

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 – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная рабо-

та – 4 ч (0,11 з.е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

2.2.3. 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 – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная рабо-

та – 4 ч (0,11 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

2.2.4. 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 – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная рабо-

та – 4 ч (0,11 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

9

2.2.5. Методы обеспечения надежности машин и оборудования Качество и надежность выпускаемого оборудования. Мероприятий по от-

работке оборудования на надежность на различных стадиях.

Трудоемкость лекционного курса – 2 ч (0,055 з. е.), самостоятельная работа – 2 ч (0,055 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

2.3. Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических занятий

2.3.1.Целью практических занятий является закрепление теоретических знаний по дисциплине. Практические занятия проводятся по тематике учетной программы в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса.

Трудоемкость самостоятельной работы по подготовке к выполнению и защите практических занятий составляет 32 ч (0,88 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-9].

2.3.2.Тематика практических занятий

Практическое занятие № 1. «Исследование практической реализации основных распределений дискретных случайных величин».

Трудоемкость занятия – 2 ч (0,055 з. е.), самостоятельная работа – 2 ч (0,055 з. е.).

Контрольные вопросы:

Приведите основные расчетные показатели и формулы Биноми-нального распределения.

Приведите примеры применения распределения Пуассона. Перечислите свойства распределения Пуассона.

Практическое занятие № 2. «Исследование практической реализации основных законов распределения непрерывных случайных величин».

Трудоемкость занятия – 2 ч (0,055 з. е.), самостоятельная работа – 2 ч (0,055 з. е.).

Контрольные вопросы:

Приведите основные расчетные показатели и формулы для закона нормального распределения случайной величины, а также приведите примеры

10

применения закона нормального распределения случайной величины. Приведите основные расчетные показатели и формулы для закона экспо-

ненциального распределения случайной величины.

Приведите основные расчетные показатели и формулы для закона распределения случайной величины Вейбулла, а также приведите примеры применения для закона распределения случайной величины Вейбулла.

Практическое занятие № 3. «Первичная обработка экспериментального материала».

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

з. е.).

Контрольные вопросы:

Назовите семь простых методов контроля качества. Как производится расслоение данных?

Дайте пояснения к гистограмме эмпирической функции распределения. Практическое занятие № 4. «Определение характеристик надежности из-

делий по методу однократной выборки».

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

з. е.).

Контрольные вопросы:

Что такое ошибки первого и второго рода?

Какие необходимы действия, если в результате расчетов приемочное число получается больше, чем браковочное?

В каких случаях целесообразно применять метод однократной выборки? Практическое занятие № 5. «Планы наблюдений за объектами». Трудоемкость занятия – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11

з. е.).

Контрольные вопросы:

Что означают планы испытаний [NUN], [NUT], [NUr], [NRT], [NRr], [NMT], [NMr], [NUZ], [NUz]?

Какие основные планы испытаний используются для восстанавливаемых и какие для невосстанавливаемых изделий?

Что понимается под цензурированием при определенных видах испытаний?