Расчёт структурной надежности системы

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

По полученным графикам видно, что структурное резервирование элементов более эффективно для повышения надежности, если систему планируется использовать в течение продолжительного времени. Рисунок 2.1 — Преобразованная схема По условию, интенсивности отказов элементов 9−12 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента, А равна: Для того, чтобы при = 0,0789*10ч система в целом имела… Читать ещё >

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

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева»

Новомосковский институт (филиал) Кафедра ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Расчетное задание

Предмет: «Надежность, эргономика и качество АСОИУ»

Вариант № 6

Студент: Кирюхин В.И.

Группа: АС-06−2

Преподаватель: Прохоров В. С.

Новомосковск 2010 г.

1. 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.


Вар.	Y, %	Интенсивность отказов элементов, л*10^-6 ч ^-1

		0,02	0,1	1,0	2,0	0,1	0,05

2. Расчетная часть

Расчет начинаем с упрощения исходной схемы.

Элементы 9−12 соединены последовательно. Заменяем элементы 9−12 на элемент A.

Рисунок 2.1 — Преобразованная схема По условию, интенсивности отказов элементов 9−12 равны. Следовательно, вероятность безотказной работы элемента, А равна:

Элементы 4, 5, 6, 7 и 8 образуют мостиковую систему, которую можно заменить квазиэлементом B. Для расчета вероятности безотказной работы воспользуемся методом разложения относительно особого элемента, в качестве которого выберем элемент 5. Тогда:

где — вероятность безотказной работы мостиковой схемы при абсолютно надежном элементе B:

— вероятность безотказной работы мостиковой схемы при отказавшем элементе B:

Т.к., данная формула преобразуется в следующую формулу:

Рисунок 2.2 — Преобразованная схема Элементы, А и В соединены последовательно. Заменяем элементы, А и В на элемент С.

Рисунок 2.3 — преобразованная схема Вероятность безотказной работы элемента C равна:

По условию, интенсивности отказов элементов 2, 3, 13 и 14 равны. Элементы 2, 3 и 13, 14 соединены параллельно. Заменяем элементы 2 и 3 элементом D, а элементы 13 и 14 элементом E. Вероятность безотказной работы элементов D и E равна:

Рисунок 2.4 — преобразованная схема Так как по условию все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации, то вероятность безотказной работы элементов с 1 по 15 подчиняются экспоненциальному закону:

Первый способ:

По графику находим для г= 65% (Р = 0.65 048) гпроцентную наработку системы Тг =0.0526 *10 ч.

По условиям задания повышенная г — процентная наработка системы =1.5*T. = 1.5*0.0526*10 = 0,0789*10 ч.

Расчет показывает, что при t=0,0789*10ч для элементов преобразованной схемы p₁=0,99 842, p_D = 0,99 994, p_C = 0,52 545, p_E = 0,99 994 и p₁₅=0,99 606. Следовательно, из пяти последовательно соединенных элементов, минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент С. Элемент C, в свою очередь, раскладывается на 2 элемента: p_B=0,98 778, и p_A=0,53 195. Т.о., из двух последовательно соединенных элементов, минимальное значение вероятности безотказной работы имеет элемент A, и именно увеличение его надежности даст максимальное увеличение надежности системы в целом.

Для того, чтобы при = 0,0789*10ч система в целом имела вероятность безотказной работы Р =0.65 048, необходимо, чтобы элемент A имел вероятность безотказной работы:

Элемент, А состоит из элементов 9, 10, 11 и 12. Используя формулу решим данное уравнение в Excel получим:

= 0,9021

Так как по условиям задания все элементы работают в периоде нормальной эксплуатации и подчиняются экспоненциальному закону, то для элементов 9 — 12 при t=0,0789*10 находим Таким образом, для увеличения — процентной наработки системы необходимо увеличить надежность элементов 9, 10, 11 и 12 и снизить интенсивность их отказов с 210^-6 до 1,30 610, т. е. в 1.53 раза.

Второй способ

Используем постоянно включенный резерв. Подключаем параллельно дополнительные элементы:

Система с резервированием При этом увеличивается вероятность безотказной работы квазиэлемента A. Новые значения рассчитаны в Excel.

При этом вероятность безотказной работы системы вырастет с 0,65 до 0,964 841.

Расчет вероятности безотказной работы системы


Элемент	л· 10Ї?	Наработка
		0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,1	0,0526	0,0789
	0,02	0,9998	0,9996	0,9994	0,9992	0,999	0,998 801	0,998 601	0,998 401	0,998 202	0,998 002	0,998 949	0,998 423
2,3	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
4,5,6,7,8		0,99 005	0,980 199	0,970 446	0,960 789	0,951 229	0,941 765	0,932 394	0,923 116	0,913 931	0,904 837	0,948 759	0,924 132
9,10,11,12		0,980 199	0,960 789	0,941 765	0,923 116	0,904 837	0,88 692	0,869 358	0,852 144	0,83 527	0,818 731	0,900 144	0,854 021
13,14	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
	0,05	0,9995	0,999	0,998 501	0,998 002	0,997 503	0,997 004	0,996 506	0,996 008	0,99 551	0,995 012	0,997 373	0,996 063

A	;	0,923 116	0,852 144	0,786 628	0,726 149	0,67 032	0,618 783	0,571 209	0,527 292	0,486 752	0,449 329	0,656 521	0,531 953
B	;	0,9998	0,999 201	0,998 205	0,996 816	0,995 039	0,992 878	0,990 342	0,987 438	0,984 174	0,980 559	0,994 513	0,987 775
C	;	0,922 932	0,851 463	0,785 216	0,723 837	0,666 994	0,614 377	0,565 693	0,520 669	0,479 049	0,440 594	0,652 919	0,52 545
D, E	;	0,999 999	0,999 996	0,999 991	0,999 984	0,999 975	0,999 964	0,999 951	0,999 937	0,99 992	0,999 901	0,999 972	0,999 938
P	;	0,922 284	0,850 265	0,783 555	0,72 179	0,664 631	0,611 758	0,562 873	0,517 695	0,475 964	0,437 434	0,650 484	0,522 492
Повышение надежности путем замены самых ненадежных элементов
	0,02	0,9998	0,9996	0,9994	0,9992	0,999	0,998 801	0,998 601	0,998 401	0,998 202	0,998 002	0,998 949	0,998 423
2,3	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
4,5,6,7,8		0,99 005	0,980 199	0,970 446	0,960 789	0,951 229	0,941 765	0,932 394	0,923 116	0,913 931	0,904 837	0,948 759	0,924 132
9', 10', 11', 12'	1,36	0,986 492	0,973 167	0,960 021	0,947 053	0,93 426	0,921 641	0,909 191	0,89 691	0,884 794	0,872 843	0,930 963	0,898 253
13,14	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
	0,05	0,9995	0,999	0,998 501	0,998 002	0,997 503	0,997 004	0,996 506	0,996 008	0,99 551	0,995 012	0,997 373	0,996 063
A'	;	0,947 053	0,89 691	0,849 421	0,804 447	0,761 854	0,721 517	0,683 315	0,647 135	0,612 871	0,580 422	0,751 154	0,651 019
B	;	0,9998	0,999 201	0,998 205	0,996 816	0,995 039	0,992 878	0,990 342	0,987 438	0,984 174	0,980 559	0,994 513	0,987 775
C'	;	0,946 864	0,896 193	0,847 897	0,801 886	0,758 074	0,716 378	0,676 715	0,639 006	0,603 172	0,569 138	0,747 033	0,643 061
D, E	;	0,999 999	0,999 996	0,999 991	0,999 984	0,999 975	0,999 964	0,999 951	0,999 937	0,99 992	0,999 901	0,999 972	0,999 938
P	;	0,946 199	0,894 932	0,846 103	0,799 618	0,755 388	0,713 325	0,673 342	0,635 357	0,599 288	0,565 056	0,744 247	0,63 944
Повышение надежности путем структурного резервирования
	0,02	0,9998	0,9996	0,9994	0,9992	0,999	0,998 801	0,998 601	0,998 401	0,998 202	0,998 002	0,998 949	0,998 423
2,3	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
4,5,6,7,8		0,99 005	0,980 199	0,970 446	0,960 789	0,951 229	0,941 765	0,932 394	0,923 116	0,913 931	0,904 837	0,948 759	0,924 132
9'', 10'', 11'', 12''		0,980 199	0,960 789	0,941 765	0,923 116	0,904 837	0,88 692	0,869 358	0,852 144	0,83 527	0,818 731	0,900 144	0,854 021
13,14	0,1	0,999	0,998 002	0,997 004	0,996 008	0,995 012	0,994 018	0,993 024	0,992 032	0,99 104	0,99 005	0,994 754	0,992 141
	0,05	0,9995	0,999	0,998 501	0,998 002	0,997 503	0,997 004	0,996 506	0,996 008	0,99 551	0,995 012	0,997 373	0,996 063
A''	;	0,994 089	0,978 139	0,954 472	0,925 006	0,891 311	0,854 674	0,816 138	0,776 548	0,736 577	0,696 761	0,882 022	0,780 932
B	;	0,9998	0,999 201	0,998 205	0,996 816	0,995 039	0,992 878	0,990 342	0,987 438	0,984 174	0,980 559	0,994 513	0,987 775
C''	;	0,99 389	0,977 357	0,952 759	0,922 061	0,886 889	0,848 587	0,808 256	0,766 793	0,72 492	0,683 216	0,877 183	0,771 386
D, E	;	0,999 999	0,999 996	0,999 991	0,999 984	0,999 975	0,999 964	0,999 951	0,999 937	0,99 992	0,999 901	0,999 972	0,999 938
P	;	0,993 193	0,975 982	0,950 743	0,919 453	0,883 746	0,84 497	0,804 227	0,762 414	0,720 251	0,678 316	0,873 911	0,767 042

Графики

Вывод

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой