Резервирование. Резервирование – методы повышения надежности систем путем создания в ней некоторой избыточности

Резервирование – методы повышения надежности систем путем создания в ней некоторой избыточности.

Виды: 1) Структурное – в конструкцию вводятся избыточные элементы (запасное колесо).

2) Временное – на выполнение операции дается времени больше, чем положено.

3) Функциональное – одна операция может выполняться принципиально различными способами. Подвид – информ-е.

4) Нагрузочное – повышение надежности за счет преднамеренного увеличения коэффициентов запаса прочности, надежности.

Способ соединения:

1) Общее резервирование

2) Раздельное резервирование

3) Смешанное резервирование.

По способу включения в работу:

- Постоянное, «горячее» - многодвигательная установка (рабочие и резервные, основные) – самолет.

- Динамическое резервирование – замещением (основной работает, резервный не работает), скользящее (по очереди) – холодный.

Кратность резервирования:

- целая

- дробная.

k=m/n

m – резервные элементы, n – всего элементов.

Дробь не сокращается.

Резервирование с дробной кратностью.

р – надежность элементов системы.

- - средняя наработка на отказ системы

Лямбда - интенсивность отказов системы.

По нагруженности резервирование бывает:

1) Нагруженное

2) Облегченное

3) Ненагруженное

По способности восстанавливаться:

1) Восстанавливаемое

2) Невосстанавливаемое.

Случайные величины и их характеристики

Наработки на отказ, значения ресурсов, время восстановления работоспособности для одних и тех же величин имеет большое рассеянье.

Для подшипников, предельных значений ресурсов в 40 раз отличаются, для зубчатых передач до 6 раз, для узлов, отказывающих из-за изнашивания, до 3 раз. Оценить ресурс конкретного объекта часто бывает невозможно. Но оценить ресурс наработки на отказ большого количества одиночных объектов достаточно просто.

Рассеянье характеристик наблюдается на стадии изготовления в пределах допусков, разных условий эксплуатации и разный персонал.

Случайные процессы:

- процесс, который при каждом воспроизведении протекает каждый раз несколько иначе.

Случайные величины – величины, которые при своем появлении принимают значения из некоторого диапазона.

Случайные величины – величины, которые при своем появлении принимают значения из некоторого диапазона.

Случайные величины бывают:

- непрерывные – может принять любое значения из определенного диапазона.

- дискретные – принимают любое конечное или бесконечное, но вполне определенное значение (посещаемость).

Характеристики случайных величин.

1) Вероятность – степень достоверности появления того или иного значения.

2) Самой общей характеристикой СВ является закон распределения. Он устанавливает однозначную связь между значениями СВ и вероятностью ее появления.

3) Точечные характеристики СВ:

- Математическое ожидание

- характеристики рассеянья:

1) Дисперсия

2) Среднее квадратическое отклонение

3) Коэффициент вариации

- Квантиль – значение случайной величины, соответствующая определенной вероятности.

Способы сокращения продолжительности испытаний:

1) Работа любого механизма – машины характеризуется режимом нагружения. (диапазон изменения эксплуатационных нагрузок, температур, давления, частоты вращения).

Как можно сократить:

1) Испытания проводятся непрерывно, с исключением ХХ (с/х техника, дрель).

2) Испытания из спектра нагрузки меньше 50% от max.

3) Испытания машина на условном режиме нагружения:

- по разрушающему воздействию, соответствующему реальному режиму нагружения. Нагрузка постоянна.

4) Испытание на максимальных нагрузках.

5) Форсированный режим нагружения – при нагрузках, превышающих эксплуатационные.

и нагрузки при испытании существенно превышают эксплуатационные.

Испытания проводят при нагрузках, превышающих эксплуатационные, затем результаты испытаний обрабатывают, получают зависимости, подобные (1), связывающие ресурс и режим нагружения. При определении эксплуатационного ресурса в расчетной зависимости подставляют значения эксплуатационных нагрузок.

При форсированном испытании существует опасность перехода на другой критерий отказов (при эксплуатации наблюдаются изнашивания, при испытаниях – поломки).

Сокращение объема испытаний:

(количество объектов на время).

1) За счет уменьшения количества отказов (безотказные испытания).

нижние границы вероятности безотказной работы. 1-альфа – доверительная вероятность.

2) Сокращение объема испытаний за счет увеличения продолжительности каждого испытания. В случае внезапных отказов, объем остается прежним, но пропорционально сокращается число испытуемых объектов. В случае постепенных отказов (износ, усталость), объем можно сократить в несколько раз.

3) Использования результатов подобных испытаний.

4) Использование методов научного планирования экспериментов.

Эксперименты:

- Однофакторные;

- Многофакторные;

- Активные;

- Пассивные.

Пассивные – наблюдаем и фиксируем.

Активные – можем влиять на ход эксперимента.

Однофакторные – один фактор (нагрузка, время или Kсм). В каждом эксперименте меняется только один фактор (Минусы – очень большой объем и продолжительность испытаний, плюсы – обширная информация о поведении испытуемого объекта).

Многофакторные в каждом эксперименте меняется сразу несколько факторов. Объем сокращается в разы, без потери информации.

Дата добавления: 2015-04-30