3.3 Расчет надежности устройства

Исходными данными для расчета являются значения интенсивностей отказов всех радиоэлементов и элементов конструкции, их коэффициенты эксплуатации и времена восстановления. Эти данные связаны в таблицу 1, в которой радиоэлементы и элементы конструкции классифицируются по группам. Также имеются и дополнительные данные:

• время непрерывной работы изделия 1000 часов;

• заданное время восстановления изделия 0,5 часа;

• достаточное число отказов 12.

Таблица 1. – Справочные данные об элементах конструкции

Обозначение	Наименование, тип элемента	Ni	גoi∙10-6 ч-1	Кэкст.	I, ч
1	2	3	4	5	6
Конденсаторы С4 С1, С2, С5 С3, С6, С7	КМ-6 КМ К50-24	1 3 3	0,05 0,05 0,06	0,3 0,4 0,2	0,3 0,2 0,2
Микросхемы DD1	К561ТМ2	1	1	0,7	0,6
Резисторы R1- 15	С2 Н33	15	0,1	0,2	0,2
Прочие изделия	Соединения пайкой Плата печатная	75 1	0,04 0,2	0,8 0,5	0,1 0,3

Примечания:

• N_i – число элементов I-ой группы.

• ג_oi – априорная номинальная интенсивность отказов при температуре окружающей среды 20⁰С и коэффициенте нагрузки К_нi = 1, час^-1.

• К_эскпл. – коэффициент эксплуатации элементов конструкции.

• _I – время восстановления i-го элемента.

Расчет надежности устройства составит из следующих этапов, рассмотренных далее.

Определяем значение суммарной интенсивности отказов ג_∑ () с учетом К_экспл.:

_∑ ()=К_экспл.∙ _oi∙ N_i, (час^-1) (6.41)

Определяем средняя наработка на отказ Т_о:

T_o=1/_∑ (), (час) (6.42)

Определяем вероятность безотказной работы Р_∑(t_з):

Р_∑(t_з)=e^-t_з^_^(), (6.43)

где t_з – заданное время непрерывной работы изделия, t_з =1000 (ч).

Определяем среднее время восстановления Т_в:

Т_в= (6.44)

Определяем вероятность восстановления V():

V()=1-е^-_зад ^/Тв , (6.45)

где _зад – заданное время восстановления изделия, _зад = 0,5 (ч).

Определяем коэффициент готовности К_г:

К_г=Т_о/( Т_о+ Т_в) (6.46)

Определяем коэффициент ремонтопригодности К_р:

К_р=1- К_г (6.47)

Определяем вероятность нормального функционирования Р(t)_норм:

Р(t)_норм =К_г∙Р_∑(t_з) (6.48)

Определяем вероятность безотказной работы с учетом восстановления Р(t,) по формуле:

Р(t,)= e^{-[(1-v())/ T}_o^]∙t_з (6.49)

Определяется доверительные границы для наработки на отказ T_o по формуле:

, (6.50)

где m – достаточное число отказов, m=12;

=0,9- коэффициент достоверности определения границ;

r – число степеней свободы, r=2m;

^ =(1)/2 –доверительная вероятность;

²_^(r) – функция ²;

Расчет выполняется для периода нормальной эксплуатации при следующих основных допущениях:

• отказы элементов случайны и независимы;

• учитываются только внезапные отказы;

• имеет место экспоненциальный закон надежности устройства.

Расчет надежности проводился на ПЭВМ при помощи программы “SNAD”. Полученное значение средней наработки на отказ, равное 47698 часов, превышает заданное, равное 15000 часов, что гарантирует надежную работу разрабатываемого устройства.