Как найти средний ресурс

Объекты
и их элементы в теории надёжности делят
на восстанавливаемые
и невосстанавливаемые.
Невосстанавливаемый объект работает
до первого отказа, а восстанавливаемый
после устранения последствий отказа
может использоваться по назначению.
Это деление также в определённой мере
условно так как, например, течь трубной
системы конденсатора является отказом,
в результате которого прекращается
работа турбины и проводятся восстановительные
работы (устранение отказа). Следовательно,
при таком отказе конденсатор и турбоагрегат
в целом выступают как восстанавливаемые
объекты. Но если исследовать безотказность
объекта только до наступления первого
отказа, то в таком случае течь трубной
системы может характеризовать надёжность
данного турбоагрегата как невосстанавливаемого
объекта.

Средний
ресурс


математическое ожидание ресурса.
Статистическая
оценка среднего ресурса

(2.15)

где
Tpi

ресурс i-го
объекта; N
число
объектов, поставленных на испытания
или в эксплуатацию.

Гамма-процентный
ресурс

представляет
собой наработку, в течение которой
объект не достигает предельного состояния
с заданной вероятностью γ, выраженной
в процентах.

Значение
гамма-процентного ресурса определяют
с помощью кривых распределения ресурсов
(рис. 1.1).

Рис.
2.1. Определение значения гамма-процентного
ресурса:

а и
б-кривые
соответственно убыли и распределения
ресурсов

Вероятность
обеспечения ресурса Трγ,
соответствующую
значению γ/100, определяют по формуле

(2.16)

где
ТРγ
наработка
до предельного состояния (ресурса).

Гамма-процентный
ресурс является основным расчетным
показателем для подшипников и других
элементов. Существенное достоинство
этого показателя — возможность его
определения до завершения испытаний
всех образцов. В большинстве случаев
для различных элементов используют 90
%-ный ресурс. Если отказ элемента влияет
на безотказность, то гамма-ресурс
приближается к 100 %.

Назначенный
ресурс


суммарная наработка, при достижении
которой применение объекта по назначению
должно быть прекращено независимо от
его технического состояния.

Под
установленным
ресурсом

понимается
технически обоснованная или заданная
величина ресурса, обеспечиваемая
конструкцией, технологией и эксплуатацией,
в пределах которой объект не должен
достигать предельного состояния.

Средний
срок службы


математическое ожидание срока службы.
Статистическую оценку среднего срока
службы определяют по формуле

(2.17)

где
Тслi

срок службы i-го
объекта.

Гамма-процентный
срок службы

представляет
собой календарную продолжительность
эксплуатации, в течение которой объект
не достигает предельного состояния с
вероятностью γ,
выраженной
в процентах. Для его расчета используют
соотношение

(2.18)

Назначенный
срок службы


суммарная календарная продолжительность
эксплуатации, при достижении которой
применение объекта по назначению должно
быть прекращено независимо от его
технического состояния.

Под
установленным
сроком службы

понимают
технико-экономически обоснованный или
заданный срок службы, обеспечиваемый
конструкцией, технологией и эксплуатацией,
в пределах которого объект не должен
достигать предельного состояния.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

УДК 62.192

1Садыхов Г. С., 2Савченко В.П., 3Казакова О.И.

хФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана», Москва, Россия

2ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», Москва, Россия 3ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева», Королев, Россия РАСЧЕТ СРЕДНИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЕСУРСА В ЗАДАННОМ РЕЖИМЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЧЕРЕЗ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ ДРУГОГО РЕЖИМА

Пусть u(x) — скорость расходования ресурса. Тогда израсходованный ресурс на интервале времени

(t, t+t) будет равен D (A(t)) = A(t+t) — A(t), где

t

A(t) = I u(x)dx. (1)

0

Определим средний остаточный ресурс сверх времени т по формуле [1]:

R(t) = E(Xl (2) где

Xt = (X-t)x>t,

здесь X — наработка изделия до отказа при условии, что £>t, E(*) — математическое ожидание

величины, стоящей внутри скобок.

В частности,

R(0) = г, (3)

где r — средний (безостаточный) ресурс.

Тогда нами доказано следующее утверждение.

Теорема 1. Если процессы утраты работоспособности изделия в заданном режиме применения ф и в базовом режиме фо автомодельны, то справедлива следующая формула расчета показателя (2) в режиме

Ф :

R(f(t) = ~iA- I P(0}(z)x(z)dz, (4)

P(0>(A(t)) A

где P(0)(*) — вероятность безотказной работы изделия в режиме фо ; x = x(z) — решение уравнения A(x) = z; (A(x) > t);

Rf(t) — средний остаточный ресурс изделия сверх времени t в режиме ф .

Формула (4) позволяет пересчитать показатели ресурса изделия из одного режима эксплуатации в другой при заданной скорости u(t) .

Например, при u(t) ° a , где a > 0 — постоянная, имеем

Rft) =1 R(0>(at), (5)

a

где R(~°^(at) — средний остаточный ресурс изделия после времени at в базовом режиме эксплуатации

ф0 .

В самом деле, используя формулу [2]:

R(t=Pt | p(z)dz,

и того, что A(x) = ax,

согласно теореме 1, имеем

Rf)(t) = t) Їp(a>(z)^

a ■ Py ’(at) t

x(z) = 1 a

Откуда получим формулу (5).

В частности, для экспоненциального закона распределения ресурса P(0(t) = exp(-lt) согласно (5), находим

Rf(t) (6)

a ■ і

где l> 0 — интенсивность отказов изделия в режиме эксплуатации ф0 .

Если выбрать в качестве режимов эксплуатации следующие скорости: a°1 для режима Ф0 ; a < 1 для облегченного режима ф, то согласно (6) средний остаточный ресурс в режиме ф будет в Ya раза больше, чем средний ресурс г = Уі в режиме ф0 . И, напротив, если a > 1 — скорость, определяющая форсированный режим по отношению к a ° 1 , то, согласно (6), средний остаточный ресурс в режиме фв Ya раза меньше, чем средний ресурс изделия в режиме ф0 .

Теорема 2. В условиях теоремы 1 справедлива следующая формула для среднего (безостаточного) ресурса изделия в режиме эксплуатации f :

rf = I p((0(z) ■ x(z)dz. (7)

о

Теорема 2 вытекает из формулы (4) с учетом (3).

В частности, при u(t) ° a , где a > 0 — постоянная, из (7) получим

r f = I r(0), (8)

a

где

r(0) = | p(‘°0(z)dz о

— средний ресурс изделия в режиме fo .

Заметим, что формула (8) следует также из (5) с учетом (3).

В процессе штатной эксплуатации режим применения изделия, как правило, переменный. Например, если это изделие радиоэлектронной техники, то это чередование режимов под токовым накалом и режимов ожидания. Предельный ресурс в этом случае расходуется, как минимум, с двумя скоростями. Пусть для определенности эти скорости постоянны, а именно: a> 0 — до момента времени d и a2 > 0 — после времени d, т.е.

(a, если 0 < x £ d;

V(x) = v (9)

[ц, если x > d.

Тогда нами доказано следующее утверждение.

Теорема 3. Если процессы утраты работоспособности изделия в режимах эксплуатации f и f авто-модельны и скорости расходования ресурса определены соотношениями (9), то справедлива следующая формула :

Rif(t) = ЦR(0) (A(t)), (10)

где

A(t) = цd + a2{r-d); t> d. (11)

В качестве примера рассмотрим изделие, ресурс которого распределен равномерно на временном отрезке (0, l) при базовом режиме эксплуатации f0 . Требуется найти средний остаточный ресурс сверх

времени t в автомодельном режиме f , скорости расходования которого заданы соотношениями (9). Решение. Так как [3-5]

і___t

R(0)(T) = _ (te (0,1)),

то, согласно формуле (10), получим

R(f)(t) = 1^(11,

2a2

где значение A(t) рассчитано по формуле (11) .

Заметим, что формула (11) следует из (1) с учетом (9).

В частности, если скорости расходования ресурса равны друг другу, т. е.

ц°а2 °a >0,

то из (10) получим формулу (5).

В общем случае ресурс изделия может расходоваться в n+1 различных режимах с положительными скоростями а , а2 , …, an , an+l , а именно:

u(x) =

a, если 0 < x £ dp; a2, если dp < x £ dp + dy;

(12)

an, если dp + d2 + ••• + dn_ < x £ dx + d2 + + dn_p + dn;

an+i, если x > dp + d2 +… + dn_p + dn.

Тогда нами доказано следующее утверждение.

Теорема 4. Если процессы утраты работоспособности изделия в режимах f и f автомодельны и скорости расходования ресурса определены соотношениями (12), то справедлива следующая формула:

Rf(t) = —L- R(0)( A(t)),

an+i

где

n

A(t) = ad! +a2d2 +… + andn +an+l(t- ^ dt);

І =1

n

t> £ di. i=1

Очевидно, что теорема 3 является частным случаем теоремы 4.

Заметим, что, если A(1) = z , где z — задано, имеет единственное решение

то справедливы формулы

обращения, а именно можно выразить напротив показатель в режиме f0 через характеристики надежно-

сти в режиме f .

Продемонстрируем это, например, на формуле (5) . Положим a-т = z , где а> 0 — постоянная, откуда

найдем t=z/a . Учтем это в (5), тогда

Rf{L) = I R(0)(z), a a

Откуда получим

R(0z) = a ■ R(f-). (13)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

a

Формула (13) выражает показатель ресурса при базовом режиме f через показатель ресурса в режиме ф , а формула (5), напротив, выражает показатель в режиме ф через показатель в режиме f •

В частности из (13) с учетом (3) имеем для средних ресурсов следующее соотношение:

г(0) = a ■ г(ф).

Заметим, что эта формула следует также из (8).

ЛИТЕРАТУРА

1. Sadykhov G.S., Savchenko V.P., Gulyaev Ju. V. Estimation of the Residual Life for Items of Equipment, Based on a Physical Model of Additive Accumulation of Damages // The Smithsonion / NASA Astrophysics Data System, Physics-Doklady, 1995. Vol. 40. Issue 8. P. 397-400.

2. Садыхов Г.С. Показатель остаточного ресурса и его свойства// Изв. АН СССР. Техническая кибернетика , 1985.№4.С.98-102.

3. Садыхов Г.С. Критерии оценок безопасной эксплуатации технических объектов// Проблемы машиностроения и надёжности машин, 2005.№1.С.119-122.

4. Садыхов Г.С. Расчёт среднего остаточного ресурса радиоэлектронной аппаратуры для случая

еременного режима эксплуатации: режима ожидания и рабочего режима (под токовым накалом) /

Г.С. Садыхов, А.А. Артюхов, О.И. Казакова // Надёжность и качество: тр. междунар. симп.: в 2 т. /

под ред. Н.К. Юркова. — Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. — Т. 2. — С.266.

5. Садыхов Г.С. Биномиальный закон распределения отказов в пуассоновском потоке /

Г.С. Садыхов, В.П. Савченко, И.А. Бабаев // Надёжность и качество: тр. междунар. симп.: в 2 т. /

под ред. Н.К. Юркова. — Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. — Т. 1. — С.62-63.

Вопрос 10. Показатели, применяемые для оценки долговечности изделий.

Технический ресурс — это наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние. Наработка может измеряться в единицах времени, длины, площади, объема, массы и других единицах.

Математическое ожидание ресурса называется средним ресурсом.

Различают средний ресурс до первого капитального ремонта, средний межремонтный ресурс, средний ресурс до списания, назначенный ресурс.

«10.1. Основные положения и задачи» — тут тоже много полезного для Вас.

Гамма-процентный ресурс  — наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.  Данный показатель применяется для выбора срока гарантии изделий, определения потребности в запасных частях.

Срок службы — календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Математическое ожидание срока службы называется средним сроком службы. Различают срок службы до первого капитального ремонта, срок службы между капитальными ремонтами, срок службы до списания, средний срок службы, гамма-процентный срок службы и назначенный средний срок службы.

Гамма-процентный срок службы — это календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, в течение которой он не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.

Назначенный срок службы — это календарная продолжительность эксплуатации объекта, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено.

Следует различать также гарантийный срок службы — отрезок календарного времени, в течение которого изготовитель обязуется безвозмездно исправлять все выявляющиеся в процессе эксплуатации изделий недостатки при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации. Гарантийный срок службы исчисляется с момента приобретения или получения изделий потребителем. Он не является показателем надежности изделий и не может служить основой для нормирования и регулирования надежности, а лишь устанавливает взаимоотношения между потребителем и изготовителем.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти мою машину в гта онлайн
  • Как найти лучший антивирус
  • Как найти наибольшую сторону прямоугольника
  • Как составить таблицу для объявления
  • Как правильно найти место для остановки