Расчет структурной надежности системы

Практическая работаПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Элементы 11−13 также соединены параллельно. Заменяем элементы 11−13 на элемент D. Интенсивности отказов элементов 11−13 также равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента D определяется по формуле: Элементы 5−7 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным… Читать ещё >

Расчет структурной надежности системы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Федеральное агентство по образованию Новомосковский институт (филиал) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Российский химико-технологический университет

имени Д.И. Менделеева"

Кафедра: ВТИТ

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ

«РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ»

Предмет: Надежность, эргономика, качество АСОИУ

Вариант 3

Группа: АС-06−3

Студент: Володин С.Н.

Преподаватель:

Прохоров В.С.

Новомосковск 2010

Задание

По структурной схеме надежности технической системы в соответствии с вариантом задания, требуемому значению вероятности безотказной работы системы и значениям интенсивностей отказов ее элементов требуется:

1. Построить график изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0.1 — 0.2.

2. Определить — процентную наработку технической системы.

3. Обеспечить увеличение — процентной наработки не менее, чем в 1.5 раза за счет:

а) повышения надежности элементов;

б) структурного резервирования элементов системы.

Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации (простейший поток отказов). Резервирование отдельных элементов или групп элементов осуществляется идентичными по надежности резервными элементами или группами элементов. Переключатели при резервировании считаются идеальными.

На схемах, обведенные пунктиром m элементы, являются функционально необходимыми из n параллельных ветвей.


№ вар.	%	Интенсивность отказов элементов,

		0,03	0,5	0,2	1,0	0,03	0,1

Расчетная часть

Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 2−4 соединены параллельно. Заменяем элементы 2−4 на элемент A.

По условию, интенсивности отказов элементов 2−4 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента A определяется по формуле:

Элементы 5−7 образуют соединение «2 из 3». Интенсивность отказов этих элементов равна. Следовательно, для определения вероятности безотказной работы можно воспользоваться комбинаторным методом:

Элементы 8−10 соединены параллельно. Заменяем элементы 8−10 на элемент C. Интенсивности отказов элементов 8−10 равны, поэтому вероятность безотказной работы элемента C определяется по формуле:

После замены элементов структурная схема системы примет вид:

Элементы 1, A, B, C, D и 14 соединены последовательно, следовательно, вероятность безотказной работы всей системы определяется по формуле:

Согласно расчетам в Microsoft Excel и исходным данным наименее надежными элементами являются 8−10.

Наработку необходимо увеличить с г=0,9298*10⁶ ч. до 1,3947*10⁶ ч.

Повышение надежности системы можно провести двумя способами:

1) Заменой малонадежных элементов на более надежные.

2) Структурным резервированием элементов.

Первый способ

Заменяем элементы 8−10, имеющие л=1*10^-6 1/ч, на элементы с л=0,5*10^-6 1/ч. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356 271 899 до 0,541 566 249.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента C. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,356 271 899 до 0,610 117 356.

Расчет вероятности безотказной работы системы


*Элемент*	*л· 10*Ї?	*Наработка*
		0,8	0,85	0,9	0,95		1,05	1,1	1,15	1,2	1,25	0,9298	1,3947
	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
2−4	0,5	0,670 320 046	0,653 769 785	0,637 628 152	0,621 885 056	0,60 653 066	0,59 155 536	0,57 694 981	0,562 704 869	0,548 811 636	0,53 526 143	0,628 197 922	0,497 903
4−7	0,2	0,852 143 789	0,843 664 817	0,835 270 211	0,826 959 134	0,818 730 753	0,81 058 425	0,8 025 188	0,794 533 603	0,786 627 861	0,77 880 078	0,830 306 807	0,756 585 297
8−10		0,449 328 964	0,427 414 932	0,40 656 966	0,386 741 023	0,367 879 441	0,34 993 775	0,33 287 108	0,316 636 769	0,301 194 212	0,2 865 048	0,394 632 629	0,247 907 397
11−13	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
	0,1	0,923 116 346	0,918 512 284	0,913 931 185	0,909 372 934	0,904 837 418	0,90 032 452	0,89 583 414	0,891 366 144	0,886 920 437	0,8 824 969	0,911 211 724	0,869 819 117
A	;	0,964 167 458	0,958 495 528	0,952 415 736	0,945 940 562	0,939 083 816	0,9 318 604	0,92 428 609	0,91 637 735	0,908 151 161	0,89 962 486	0,948 603 276	0,873 420 645
B	;	0,940 880 328	0,934 319 811	0,927 532 473	0,92 053 335	0,913 336 866	0,90 595 686	0,89 840 659	0,890 698 798	0,882 845 663	0,87 485 887	0,923 385 556	0,851 092 839
C	;	0,833 015 292	0,81 227 589	0,791 017 827	0,769 361 534	0,747 419 542	0,72 529 609	0,70 308 694	0,680 879 413	0,658 752 498	0,63 677 714	0,778 151 229	0,574 583 871
D	;	0,99 998 666	0,99 998 404	0,999 981 097	0,999 977 817	0,999 974 185	0,99 997 018	0,99 996 579	0,999 961 002	0,999 955 789	0,99 995 014	0,999 979 184	0,999 931 191
P	;	0,681 031 834	0,651 317 488	0,621 614 724	0,592 091 521	0,562 898 769	0,53 417 008	0,50 602 202	0,478 554 554	0,451 851 851	0,42 598 314	0,60	0,356 271 899
*Повышение надежности путем замены самых ненадежных элементов*
		0,8	0,85	0,9	0,95		1,05	1,1	1,15	1,2	1,25	0,9298	1,3947
	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
2−4	0,5	0,670 320 046	0,653 769 785	0,637 628 152	0,621 885 056	0,60 653 066	0,59 155 536	0,57 694 981	0,562 704 869	0,548 811 636	0,53 526 143	0,628 197 922	0,497 903
4−7	0,2	0,852 143 789	0,843 664 817	0,835 270 211	0,826 959 134	0,818 730 753	0,81 058 425	0,8 025 188	0,794 533 603	0,786 627 861	0,77 880 078	0,830 306 807	0,756 585 297
8−10	0,5	0,670 320 046	0,653 769 785	0,637 628 152	0,621 885 056	0,60 653 066	0,59 155 536	0,57 694 981	0,562 704 869	0,548 811 636	0,53 526 143	0,628 197 922	0,497 903
11−13	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
	0,1	0,923 116 346	0,918 512 284	0,913 931 185	0,909 372 934	0,904 837 418	0,90 032 452	0,89 583 414	0,891 366 144	0,886 920 437	0,8 824 969	0,911 211 724	0,869 819 117
A'		0,964 167 458	0,958 495 528	0,952 415 736	0,945 940 562	0,939 083 816	0,9 318 604	0,92 428 609	0,91 637 735	0,908 151 161	0,89 962 486	0,948 603 276	0,873 420 645
B'		0,940 880 328	0,934 319 811	0,927 532 473	0,92 053 335	0,913 336 866	0,90 595 686	0,89 840 659	0,890 698 798	0,882 845 663	0,87 485 887	0,923 385 556	0,851 092 839
C'		0,964 167 458	0,958 495 528	0,952 415 736	0,945 940 562	0,939 083 816	0,9 318 604	0,92 428 609	0,91 637 735	0,908 151 161	0,89 962 486	0,948 603 276	0,873 420 645
D'		0,999 986 664	0,99 998 404	0,999 981 097	0,999 977 817	0,999 974 185	0,99 997 018	0,99 996 579	0,999 961 002	0,999 955 789	0,99 995 014	0,999 979 184	0,999 931 191
P'		0,788 255 317	0,768 562 636	0,748 447 917	0,72 798 465	0,707 245 521	0,68 630 171	0,6 652 223	0,644 073 746	0,622 919 509	0,60 181 969	0,73 628 909	0,541 566 249
*Повышение надежности путем структурного резервирования*
		0,8	0,85	0,9	0,95		1,05	1,1	1,15	1,2	1,25	0,9298	1,3947
	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
2−4	0,5	0,670 320 046	0,653 769 785	0,637 628 152	0,621 885 056	0,60 653 066	0,59 155 536	0,57 694 981	0,562 704 869	0,548 811 636	0,53 526 143	0,628 197 922	0,497 903
4−7	0,2	0,852 143 789	0,843 664 817	0,835 270 211	0,826 959 134	0,818 730 753	0,81 058 425	0,8 025 188	0,794 533 603	0,786 627 861	0,77 880 078	0,830 306 807	0,756 585 297
8−10	0,5	0,670 320 046	0,653 769 785	0,637 628 152	0,621 885 056	0,60 653 066	0,59 155 536	0,57 694 981	0,562 704 869	0,548 811 636	0,53 526 143	0,628 197 922	0,497 903
11−13	0,03	0,97 628 571	0,974 822 379	0,973 361 242	0,971 902 294	0,970 445 534	0,96 899 096	0,96 753 856	0,96 608 834	0,964 640 293	0,96 319 442	0,972 491 445	0,959 022 253
	0,1	0,923 116 346	0,918 512 284	0,913 931 185	0,909 372 934	0,904 837 418	0,90 032 452	0,89 583 414	0,891 366 144	0,886 920 437	0,8 824 969	0,911 211 724	0,869 819 117
A''		0,964 167 458	0,958 495 528	0,952 415 736	0,945 940 562	0,939 083 816	0,9 318 604	0,92 428 609	0,91 637 735	0,908 151 161	0,89 962 486	0,948 603 276	0,873 420 645
B''		0,940 880 328	0,934 319 811	0,927 532 473	0,92 053 335	0,913 336 866	0,90 595 686	0,89 840 659	0,890 698 798	0,882 845 663	0,87 485 887	0,923 385 556	0,851 092 839
C''		0,998 716 029	0,998 277 379	0,997 735 738	0,997 077 577	0,996 289 218	0,99 535 699	0,9 942 674	0,993 007 252	0,991 563 791	0,98 992 483	0,997 358 377	0,983 977 667
D''		0,999 986 664	0,99 998 404	0,999 981 097	0,999 977 817	0,999 974 185	0,99 997 018	0,99 996 579	0,999 961 002	0,999 955 789	0,99 995 014	0,999 979 184	0,999 931 191
P''		0,816 500 509	0,800 461 423	0,78 406 226	0,767 339 091	0,750 328 219	0,73 306 604	0,71 558 888	0,6 979 329	0,680 133 943	0,66 222 742	0,774 131 937	0,610 117 356

Вывод: После построения графиков видно, что замена элементов более эффективна для повышения надежности. Особенно если систему необходимо использовать в течение долгого промежутка времени.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой