Міністерство освіти
Кафедра Конструювання
Курсовий проект
З дисципліни:
"Теоретичні основи технології, конструювання та надійності ".
по темі:
"Оцінка показників безвідмовної роботи радіоелектронного пристрою "
Виконала: Котова С.М.
Перевірив: к.т.н. Романов П.І.
Зміст
Введення
1. Уточнення вихідних даних
2. Визначення випадкового часу до відмови й характер відмови елементів
3. Визначення показників безпеки
4. Обгрунтування методу резервування для функціонального вузла РЕУ
5. Оцінка впливу способу з'єднання елементів у вузлі резервування
6. Опис робіт, що виконуються із застосуванням ЕОМ
Висновок
Література
Додатка
Додаток 1. Схема електрична принципова
Додаток 2. Графік залежності ймовірності без відмовний роботи P (t) від часу
Додаток 3. Вибір елементної бази
Введення
В даний час проблема надійності радіоелектронних систем є найбільш важливою в теорії конструювання. Засоби, за допомогою яких можна забезпечити гарантоване функціонування радіоелектронної системи протягом достатньо тривалого часу деколи обмежені певними економічними, масогабаритними, схемотехнической параметрами. В той же час радіоелектронні пристрої стали значно складніше з точки зору схемотехніки; з'явилася потреба в приладах з більшою точністю роботи, підвищилася В«цінаВ» відмови РЕУ (деколи останній може призвести до значних матеріальних втрат і людських жертв) і, нарешті, умови в яких експлуатується сучасна апаратура найчастіше є позамежними (великі перепади температури, високий тиск, механічні дії, хімічно агресивні середовища, ізольованість від людини-оператора). Тому рівень надійності системи, як правило, стає її визначальною характеристикою.
Існуючі методи розрахунку показників надійності радіоелектронних пристроїв розрізняються ступенем точності обліку електричного режиму і умов експлуатації елементів. Відповідно існують наближений (Орієнтовний) і уточнений розрахунки.
При орієнтовному розрахунку облік електричного режиму і умов експлуатації елементів виконується наближено, з допомогою узагальнених експлуатаційних коефіцієнтів. Цей розрахунок виконується на початкових стадіях проектування радіоелектронних пристроїв, коли ще не вибрані типи і експлуатаційні характеристики елементів, не спроектована конструкція і, природно, відсутні результати конструкторських розрахунків (теплового режиму, віброзащіщенності і т.д.). Уточнений розрахунок, навпаки, виконують на заключних етапах проектування радіоелектронних пристроїв, коли обрані типи та типорозміри елементів, спроектована конструкція і отримані результати вищеперелічених конструкторських розрахунків. Розрахунок виконується при тих же припущеннях, що і орієнтовний, але електричний режим і умови експлуатації елементів враховується більш точно і, крім того, беруться до увагу конструктивні елементи пристрою (шасі, корпус, проводи) с.5-6 [1].
1. Уточнення вихідних даних
Таблиця 1. Вихідні дані до розрахунку
Тип елемента
Коефіцієнти навантажень
Активні елементи
0,6
Резистор
0,7
Конденсатор
0,8
Інші елементи
0,8
Заданий час роботи до 10.000 годин.
2. Визначення випадкового часу до відмови і характер відмови елементів
При проектуванні РЕЗ виникає питання: "Чи буде створювана система володіти достатньою надійністю? ". Тому на самих ранніх етапах проектування необхідно орієнтовна оцінка очікуваної надійності.
Така оцінка дозволяє зіставити результати розрахунку з технічним завданням та вжити заходів схемотехнічного, конструкторського і технологічного характеру для підвищення надійності.
Надійність - здатність виробу виконувати певні завдання в певних умовах експлуатації за необхідний час з мінімальними витратами.
Надійність - комплексне властивість, яка залежно від призначення виробу і умов його експлуатації може включати безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність і збереженість окремо або певне поєднання цих властивостей як виробу в цілому, так і його частин.
Основне поняття, що використовується в теорії надійності, - відмова, тобто втрата працездатності, наступаючої раптово або поступово.
Працездатність - стан виробу, при якому воно відповідає вимогам, що пред'являються до його основних параметрів.
Безвідмовність - властивість об'єкта безупинно зберігати працездатність протягом даного часу.
Довговічність - властивість виробу довго (з можливими в процесі експлуатації перервами) зберігати працездатність у певних режимах і умовах експлуатації до повного виходу з ладу.
Ремонтопридатність - це властивість об'єкта, полягає в пристосуванні об'єкта до ремонту та технічного обслуговування.
Справність - це стан об'єкта, при якому він відповідає всім вимогам технічного завдання.
Сохраняемость - властивість виробу безупинно зберігати справний і працездатний стан протягом, і після зберігання і транспортування. Для визначення та прогнозування надійності необхідні критерії і кількісні показники надійності.
Ймовірність безвідмовної роботи - імовірність того, що за даний період часу не відбудеться жодної відмови. Щоб визначити ймовірність безвідмовної роботи, потрібно знати функцію відмов у часі f (t), яка являє собою частоту відмов. При цьому ймовірність безвідмовної роботи P (t), ми можемо визначити P відмови:
(1)
Якщо f (t) - частота відмови, то
(2)
(3)
Крім даної формули ймовірності безвідмовної роботи можна визначити, виходячи зі статистичних даних:
(4)
де N - початкове число елементів у виробі, ni - число елементів, відмовили за заданий час.
Інтенсивність відмов - це відношення відмов в одиницю часу, віднесених до числа елементів, що залишилися справними, до початку розглянутого проміжку часу:
(5)
де О”ni - число відмов за О”t.
ni - загальне число відмовили елементів до початку розглянутого
проміжку часу.
N - початкове число елементів.
Співвідношення між і P (t) має вигляд:
(6)
Для експоненціального закону:
(7)
Існує кілька методів розрахунку надійності РЕЗ.
Вибір того чи іншого методу залежить від того, якими вихідними даними ми маємо в своєму розпорядженні і на якій стадії проектування проводиться розрахунок.
Розрізняють два основні методи розрахунку:
наближений (орієнтовний)
повний (або остаточний)
Обидва види розрахунку припускають розрахунок ймовірності безвідмовної роботи P (t), яка повинна враховувати три види відмов:
раптовий;
поступовий;
перемежовується.
У випадки незалежності вищеназваних відмов:
(8)
Для систем РЕЗ:
(9)
Можемо знехтувати і Pпост (t), тобто Pпост (t) = 1, якщо розрахунок будемо робити для області нормального функціонування системи.
Наближений розрахунок надійності проводиться на початковій стадії проектування з метою визначення грубої оцінки рівня надійності розроблюваної системи.
Отримують кілька різновидів наближеного розрахунку надійності:
а) розрахунок по среднегрупповой інтенсивностями відмови елементів.
б) коефіцієнтний метод розрахунку
в) розрахунок надійності з використанням даних дослідів і ек...
