Номер варианта

7.Методические указания при проведении расчетов

иосновные расчетные соотношения

Расчеты показателей надежности, состава ЗИП и точностных характеристик являются одними из главных расчетов при конструировании РЭА, так как определяемые при этом параметры характеризуют важные показатели качества функционирования РЭА, например, вероятность выполнения своих функций. Расчеты показателей надежности и состава ЗИП основываются на одних и тех же исходных данных – интенсивностях отказов комплектующих элементов; в основе расчета точностных характеристик РЭА лежат точностные, температурные и временные характеристики тех же элементов. Ниже приводится порядок проведения каждого из расчетов и основные расчетные соотношения.

7.1. Расчет показателей надежности

Расчет показателей надежности по статистическим характеристикам комплектующих элементов должен содержать краткое теоретическое описание задачи, где приводятся определения рассчитываемых показателей надежности, обозначения и основные расчетные соотношения. Полный расчет показателей надежности рекомендуется проводить в следующем порядке.

7.1.1. Формулировка понятия отказа Четко формулируется, что следует понимать под отказом аналитического

изделия, и на основе этого выбираются элементы, которые должны быть учтены в расчете.

8

7.1.2. Принятые допущения Приводятся основные допущения и предположения, применяемые при рас-

чете, например, отказ изделия происходит при отказе любого из комплектующих элементов.

7.1.3. Вспомогательные расчеты Выбираются коэффициенты, учитывающие условия эксплуатации изделия.

Рассчитываются коэффициенты нагрузки элементов и поправочные коэффициенты, учитывающие режим работы элемента (электрическую нагрузку и температуру). Если расчет точных значений коэффициентов нагрузки затруднителен, рекомендуется качественно определить нагруженность элемента и для слабо нагруженных kн = 0,1 − 0,2, для сильнонагруженных – 0,5 – 0,7. Для микросхем рекомендуется принять kн =1. Точные значения коэффициентов нагрузки не-

обходимо рассчитать только для нескольких элементов, остальные можно принять приближенно. Все рассчитанные характеристики сводятся в таблицы – отдельно для каждого функционального узла, входящего в состав изделия (см. форму в табл. 5).

По табл. 8 выбираются номинальные значения интенсивностей отказов элементов λ j0 . По табл. 9 определяются поправочные коэффициенты α j , учи-

тывающие режимы работы элементов (электрическую нагрузку и температуру). Допускается использовать значения интенсивностей отказов и поправочных коэффициентов, взятые из справочной и учебной литературы или Интернета с обязательным указанием источника.

7.1.2. Основные расчеты

Рассчитывается интенсивность отказов изделия λ:

λ = k1k2k3 ∑k = λ j0α j n j ,

j 1

где n j – число элементов в j-й группе, k – число групп, коэффициенты k1, k2 и k3

выбираются по табл. 10-12 в зависимости от возможных условий эксплуатации устройства. В одну группу включаются элементы с одинаковыми значениями

9

интенсивностей отказов и поправочных коэффициентов. Определяется среднее время безотказной работы Tm:

Тm =1/ λ,

строится график вероятности безотказной работы P(t) =exp(−λt) в интервале времени 0 −Tm и определяется значение P(Tm ) .

7.1.5. Выводы и рекомендации Проводится анализ полученных результатов, выявляются наименее надеж-

ные элементы и узлы и приводятся рекомендации по повышению надежности.

7.2. Расчет комплекта одиночного ЗИП

Расчет комплекта одиночного ЗИП должен содержать краткое теоретическое описание задачи, где даются определения рассчитываемых в работе величин, принятые обозначения и основные расчетные соотношения. Расчет комплекта ЗИП рекомендуется проводить в следующем порядке (при использовании других методик необходимо сослаться на источник).

7.2.1. Составление перечня сменных элементов Составляется перечень групп сменных элементов одного типономинала,

для которых будет рассчитываться комплект ЗИП. Под группой типономинала понимается совокупность элементов одного типа со значениями параметров, отличающихся друг от друга не более чем на 10%. Кроме того, эти элементы должны иметь одинаковые номинальные электрические характеристики, например, мощность рассеивания для резисторов, напряжение для конденсаторов и т.д. Если нет специальных указаний, в перечень включаются все элементы.

10

7.2.2. Принятые допущения Приводятся основные допущения и предположения, принимаемые при

расчете, например, вероятности обеспечения ЗИП для каждой группы сменных элементов одинаковы.

7.2.3. Вспомогательные расчеты Рассчитываются усредненная вероятность необеспечения ЗИП на одну

группу сменных элементов

γ =1 −r α ,

где r – число групп, и среднее ожидаемое число отказов сменных элементов

mi =λiniτp ,

где ni – число элементов в i-й группе; λi –интенсивность отказов элементов i-й

группы. В качестве времени τp , на которое рассчитывается ЗИП, следует при-

нять величину Tm из предыдущего раздела.

7.2.4. Формирование комплекта ЗИП По графику, приведенному на рис. 2 (по горизонтальной оси откладывают-

ся числа mi , по вертикальной – числа γ и γi ), для каждой группы сменных эле-

ментов определяются число запасных элементов ki и фактическая вероятность необеспечения ЗИП γi , для чего выделяется прямая линия, лежащая выше точ-

ки с координатами (γ,mi ) , которая и дает числа ki и γi . Все рассчитанные ха-

рактеристики сводятся в таблицы – отдельно для каждого функционального узла, входящего в состав устройства (см. форму в табл. 6). Допускается результаты расчетов показателей надежности и комплекта ЗИП сводить в одну таблицу.

Рассчитывается значение фактической вероятности обеспечения ЗИП

r

αф 1 − ∑γi . k =1

11