3.4. Показатели долговечности объектов
Для введенного в п. 1.2 понятия «долговечность» используются следующие показатели: срок службы Тсл, ресурс Тр, назначенный ресурс Тн.р, средний ресурс Тр.ср, гамма-процентный ресурс Тγ.
Срок службы Тсл – календарная продолжительность эксплуатации объекта от её начала до наступления предельного состояния.
Ресурс Тр – наработка объекта от начала эксплуатации до наступления предельного состояния (может быть расстояние и время).
Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов. Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.
Назначенный ресурс Тн.р – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от технического состояния (есть ряд объектов, которые снимаются с эксплуатации при выработке назначенного ресурса).
На рис. 3.3 приведена графическая интерпретация перечисленных показателей, при этом:
t0 = 0 – начало эксплуатации;
t1, t5 – моменты отключения по технологическим причинам;
t2, t4, t6, t8 – моменты включения объекта;
t3, t7 – моменты вывода объекта в ремонт, соответственно, средний и капитальный;
t9 – момент прекращения эксплуатации;
t10 – момент отказа объекта.
рис. 3.3. Схема эксплуатации объекта
Технический ресурс (наработка до отказа):
ТР = t1+ (t3 – t2 ) + (t5 – t4) + (t7 – t6) + (t10 – t8). (3.34)
Назначенный ресурс:
Тн.р = t1 + (t3 – t2) + (t5 – t4) + (t7 – t6) + (t9 –t8). (3.35)
Срок службы объекта Тсл = t10.
Для большинства объектов в качестве критерия долговечности чаще всего используется технический ресурс.
Средний ресурс Тр.ср (средний срок службы Тсл.ср) – среднее значение ресурса (срока службы) совокупности объектов одного типа, размера и использования:
,
(3.36)
.
(3.37)
Гамма-процентный ресурс Тγ – наработка, с течением которой изделие не достигает предела состояния с заданной вероятностью :
.
(3.38)
рис. 3.4. Функции F(Tγ) и fp(t)
Гамма-процентный ресурс Т = 90 % означает, что данное изделие проработает до своего предельного состояния с вероятностью более 90 % либо выйдет из строя с вероятностью 10 %.
Пример 3.3. Для протяжного станка задан гамма-процентный ресурс
Т = 99 %. Определить необходимый показатель интенсивности отказов, время эксплуатации (срок службы) Т = 12 000 ч.
Решение:
Р(t)
=
e
–t;
;Р(t)
= 0,99;
ч–1.
Пример 3.4. Наработка до отказа t для 10 персональных компьютеров составила в часах: 21, 42, 68, 36, 18, 49, 16, 22, 74, 18. Вычислить надёжность персонального компьютера в течение 40 ч и определить интенсивность отказов в период между 20 и 50 ч работы и среднюю наработку до отказа.
Решение:
ч,
ч–1.
Считается, что компьютеры работают в течение периода нормальной эксплуатации, для которого выполняются условия:
,
При
(t)
= const
.
Значение Т0 находят путём подстановки f(t) в последнее уравнение:
ч;
ч–1;
.