9.4.1. Надежностные модели рэс

Вид надежностной модели РЭС зависит от принятого критерия отказа и должен отражать существующие связи между компонентами изделия (на схеме или чертеже) с точки зрения возникающих последствий при отказе любого из них. Другими словами, надежностная модель однозначно не отождествляет последовательное или параллельное соединение компонентов на схеме или чертеже. Например, последовательный и параллельный колебательные контуры имеют одинаковую надежностную модель, так как отказ любого компонента в них приводит к отказу контура в целом.

В зависимости от принятого критерия отказа надежностные модели РЭС могут быть последовательными, параллельными и смешанными

Рис. 9.5. Надежностные модели РЭС:

а — последовательная;

б — параллельная;

в — смешанная

.

Если отказ РЭС наступает при отказе любого его компонента (1, 2, п), то надежностная модель — последовательная (рис. 9.5, а).

Если отказ РЭС наступает только при отказе всех его компонентов, надежностная модель — параллельная (рис. 9.5, б).

Во всех других случаях отказа РЭС надежностная модель — смешанная (рис. 9.5, в).

Характер отказа (внезапный или постепенный) практически не влияет на вид надежностной модели, однако от него зависит вид математической модели, описывающей поток отказов.

9.4.2. Выбор математической модели потока отказов

Поток внезапных отказов может быть описан экспоненциальным или усеченным нормальным распределением. Сравнив графики Р_ЭКСП(Т_ср) и –Р_ус.н (Т_ср) на рис. 9.6, видим, что вероятность отработать среднее время Т_ср у изделия с усеченным нормальным распределением вероятности безотказной работы больше, чем у изделия с экспоненциальным распределением .

Действительно, если Т_ср = ^∞∫₀P(t)dt, то для экспоненциального распределе-ния Т_ср = 1/λ: где λ — параметр распределения, а Р(Т_ср)= 0,37;

для усеченного нормального распределения P(t)= 1-F[(t -Tср) /σ_t], а Р(Т_СР) = 0,5.

0,1T_ср T_ср t • .

Рис. 9.6. Пояснение выбора математической модели потока отказов

Однако для относительно малых отрезков времени t < 0,1T_ср различия между распределениями становятся несущественными. В то же время описание экспоненциального распределения проще, что и определило его широкое применение для оценочных расчетов.

При описании же постепенных отказов предпочтительно использование усеченного нормального распределения, так как значения функции интенсивности отказов λ(t) увеличиваются со временем, что отражает реальное изменение состояния изделия, т. е. происходящие в нем процессы деградации. У экс-поненциального же распределения функция интенсивности отказов λ(t) не зависит от времени: λ(t)) = λ = const, что характерно для «нестареющих» изделий.

9.4.3. Надежность эрк

Надежность ЭРК характеризует его показатель безотказности λ₍₎ (или Т_ср), значение которого, приводимое в справочной литературе, справедливо для нормальных условий эксплуатации: температуре окружающей среды t= (20 ± 5)°С, относительной влажности φ = (65 ± 15)%, давлении р= (101 ± 10)кПа и коэффициенте нагрузки по основному электрическому параметру (току, напряжению или мощности) К_н = 1.

При отклонении условий эксплуатации от нормальных показатель безотказности ЭРК λ = λ₀α₀α(К_н, t),

где α₀ = 0,5...4 — коэффициент, учитывающий объект установки РЭС (лаборатория, автомобиль, самолет, ракета);

a(K_н,t) — поправочный коэффициент, учитывающий реальную электричес-кую и тепловую нагрузки )РК.

Рис. 9.7. Семейство характеристик α =f(K_н)

Значения поправочного коэффициента находят по графикам; семейства характеристик α =f(K_H), построенным для разных значений температуры (рис. 9.7). Службы надежности предприятии располагают такими семействами характеристик для основным видов ЭРК.