Выполнил: студент гр. 2111105 Афанасьева Ксения Андреевна Проверил:

Выполнил: студент гр. 2111105 Афанасьева Ксения Андреевна Проверил: доцент Ахметсагиров Рамиль Ильясович

Надежность – это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования (ГОСТ 13377 -75). В это определение входят три основных составляющих: • выполнение заданных функций; • время их выполнения; • условия эксплуатации. Рассмотрим эти составляющие подробнее. Что касается выполнения заданных функций, то здесь необходимо сказать о двух понятиях тесно связанных с теорией и практикой надежности: работоспособность и исправность.

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации. Неверно отождествлять работоспособность и исправность потому, что исправность – это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям технической документации.

Вторым важнейшим элементом, входящим в понятие надежности, является время. Это – естественно, так как физическая сущность надежности состоит в том, что изделие должно сохранять свои технические характеристики во времени.

Сравним для примера две технические системы: Очевидно, что система 1 более надежна, чем система 2, так как при одинаковых значениях времени t всегда справедливо соотношение: P 1 (t) > P 2 (t). Если же рассматривать произвольные промежутки времени для каждой системы, то можно прийти к ложному выводу (см. рисунок).

Третьим элементом в определении надежности являются условия эксплуатации. Для технических систем, работающих в разных условиях, время до появления первого отказа может оказаться различным. В термин «надежность» интуитивно вкладывается широкий смысл, включающий большой диапазон качеств без конкретного выделения их свойств и количественной оценки. Однако при определении надежности какого-либо конкретного объекта или технической системы, возникает необходимость раскрыть те свойства и понятия, которые включает в себя комплексный показатель «надежность» . Например, для оборудования электростанций к числу таких понятий относятся – безотказность, ремонтопригодность, долговечность, в определенной степени зависящие от его качества, живучести и безопасности.

Качество – совокупность свойств, определяющих степень пригодности технического устройства для использования по назначению. Качество зависит от способа его использования. Например, если паротурбинный блок, спроектированный для несения базовых нагрузок, использовать в маневренном режиме, то подобная эксплуатация окажет существенное влияние на его состояние и как результат на его надежность и живучесть. Живучесть – это способность технического устройства противостоять крупным возмущениям, исключающая процесс развития аварий и поломку оборудования. Безопасность – это свойство технического устройства, которое предполагает исключение возможности возникновения ситуаций, опасных для людей и окружающей среды. При рассмотрении вопросов надежности функционирования сложных систем используется понятие – устойчивость в связи с отказами отдельных элементов системы.

В отдельных случаях может применяться понятие сохранности. Сохранность – это свойство оборудования находиться в исправном состоянии в процессе хранения. Как и надежность, сохранность есть свойство изделия сохранять свои технические характеристики в определенных пределах. Если полагать, что хранение есть неотъемлемая часть эксплуатации, то понятие сохранности отождествляется с понятием надежности в специфических условиях – условиях хранения. Этот параметр достаточно сложен, и оценить его одной лишь характеристикой не представляется возможным. Критериями сохранности могут быть все критерии надежности. Особенностью сохранности является преобладание постоянных отказов из-за ухудшения характеристик элементов вследствие их старения. Сохранность является важным техническим понятием и вместе с понятием надежности определяет надежность оборудования в их различных состояниях. Это тем более важно, что большое количество оборудования имеет сроки хранения, сравнимые или даже большие, чем сроки работы.

Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в пределах заданий наработки отказ объекта не возникает. На практике этот показатель определяется статистической оценкой (2. 1) где No - число однотипных объектов (элементов), поставленных на испытания (находящихся под контролем); во время испытаний отказавший объект не восстанавливается и не заменяется исправным; n(t) - число отказавших объектов за время t. Из определения вероятности безотказной работы видно, что эта характеристика является функцией времени, причем она является убывающей функцией и может принимать значения от 1 до 0. График вероятности безотказной работы объекта изображен на рис. 2. 1.

Как видно из графика, функция P(t) характеризует изменение надежности во времени и является достаточно наглядной оценкой. Например, на испытания поставлено 1000 образцов однотипных элементов, то есть No = 1000 изоляторов. При испытании отказавшие элементы не заменялись исправными. За время t отказало 10 изоляторов. Следовательно P(t) = 0, 99 и наша уверенность состоит в том, что любой изолятор из данной выборки не откажет за время t с вероятностью P(t) = 0, 99.

Средняя наработка до отказа Средней наработкой до отказа называется математическое ожидание наработки объекта до первого отказа T 1. Статистическая оценка для средней наработки до отказа определяется по формуле где No - число работоспособных однотипных невосстанавливаемых объектов при t = 0 (в начале испытания); tj - наработка до отказа j-го объекта. Отметим, что как и в случае с определением P(t) средняя наработка до отказа может оцениваться не только в часах (годах), но и в циклах, километрах пробега и другими аргументами.

Интенсивность отказов - это условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не наступил. Из вероятностного определения следует, что Статистическая оценка интенсивности отказов имеет вид : где - число отказов однотипных объектов на интервале , для которого определяется ; число работоспособных объектов в середине интервала (см. рис. 2. 2).

Если при статистической оценке время эксперимента разбить на достаточно большое количество одинаковых интервалов D t за длительный срок, то результатом обработки опытных данных будет график, изображенный на рис. 2. 3. Линеаризованная обобщенная зависимость l (t) представляет собой сложную кривую с тремя характерными интервалами (I, III). На интервале II (t 2 - t 1) l = const. Этот интервал может составлять более 10 лет [8], он связан с нормальной эксплуатацией объектов. Интервал I (t 1 - 0) час. На интервале III (t > t 2) по причинам, обусловленным естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и т. д. , интенсивность отказов резко возрастает, увеличивается число деградационных отказов. то называют периодом приработки элементов. Он может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от уровня организации отбраковки элементов на заводе-изготовителе, где элементы с внутренними дефектами своевременно изымаются из партии выпускаемой продукции.

Средняя наработка на отказ Этот показатель относится к восстанавливаемым объектам, при эксплуатации которых допускаются многократно повторяющиеся отказы. Эксплуатация таких объектов может быть описана следующим образом: в начальный момент времени объект начинает работу и продолжает работу до первого отказа; после отказа происходит восстановление работоспособности, и объект вновь работает до отказа и т. д. На оси времени моменты отказов образуют поток отказов, а моменты восстановлений - поток восстановлений. Средняя наработка на отказ объекта (наработка на отказ) определяется как отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к числу отказов, происшедших за суммарную наработку: , (2. 13) где ti - наработка между i-1 и i-м отказами, ч; n(t) - суммарное число отказов за время t.

Параметр потока отказов Этот показатель также характеризует восстанавливаемый объект и по статистическим данным определяется с помощью формулы: Параметр потока отказов представляет собой плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого объекта. Отказы объектов возникают в случайные моменты времени и в течение заданного периода эксплуатации наблюдается поток отказов. Существует множество математических моделей потоков отказов. Наиболее часто при решении задач надежности электроустановок используют простейший поток отказов - пуассоновский поток [13, 15]. Простейший поток отказов удовлетворяет одновременно трем условиям: стационарности, ординарности, отсутствия последствия.