яка може характеризуватися самостійними вхідними і вихідними параметрами. При дослідженні надійності системи елементів не розчленовується на складові частини, і показники безвідмовності і довговічності відносяться до елементу в цілому. При цьому можливе відновлення працездатності елемента незалежно від інших частин і елементів системи.
Аналіз надійності складних систем має свої специфічні особливості. Вплив різних відмов і зниження працездатності елементів системи по-різному позначаться на надійності всієї системи.
При аналізі надійності складної системи всі її елементи і компоненти доцільно розділити на наступні групи.
) Елементи, відмова яких практично не впливає на працездатність системи (деформація огороджуючого кожуха машини, зміна забарвлення поверхні тощо). Відмови (тобто несправний стан) цих елементів можуть розглядатися ізольовано від системи.
) Елементи, працездатність яких за аналізований період часу практично не змінюється (станини і корпусні деталі, малонавантажених елементи з великим запасом міцності).
) Елементи, ремонт або регулювання яких можлива при роботі виробу або під час зупинок, які не впливають на його ефективність (підналагоджує і заміна ріжучого інструменту на верстаті, регулювання холостого ходу карбюратора автомобільного двигуна).
) Елементи, відмова яких призводить до відмов системи.
Таким чином, розгляду та аналізу надійності підлягають лише елементи останньої групи. Як правило, є обмежене число елементів, які в основному і визначають надійність виробу. Ці елементи і підсистеми виявляються при розгляді структурної схеми параметричної надійності.
Працездатність механічних вузлів і металоконструкцій характеризується рядом критеріїв, в якості яких можуть бути: міцність, зносостійкість, втома, точність і т.д. Розрахунок надійності грунтується на порівнянні заданих критеріїв розрахункових параметрів з їх граничними значеннями, які вибирають за нормативними або довідковими даними.
Працездатність деталі або вузла вважається забезпеченою за заданим критерієм, якщо розрахунковий параметр y менше його граничного значення yпр, тобто упр. Таким чином, для забезпечення працездатності задаються коефіцієнтом безпеки:
,
де - розрахунковий параметр працездатності;- Граничне значення розрахункового параметра працездатності.
Розрахункові параметри розглядаються як детерміновані величини, хоча насправді вони мають розсіювання. Тому розрахунок проводиться за найбільш несприятливим значенням параметрів, при цьому справжнє значення коефіцієнта безпеки залишається невідомим.
З переходом на імовірнісні методи розрахунку параметри у і упр розглядаються як випадкові величини і тоді ймовірність безвідмовної роботи визначається за Квантиль нормального закону розподілу від заданого критерію
,
де - середні значення величин і; , - Середні квадратичні відхилення цих величин.
Дане співвідношення можна виразити через коефіцієнти безпеки і варіації, тоді
,
де; ;
У загальному випадку параметр може бути виражений функціональною залежністю
де - випадкові чинники.
Середнє значення і середнє квадратичне відхилення параметра як відомої функції випадкових аргументів знаходиться з співвідношень
,
де - приватна похідна функція за фактором підставляють середні значення факторів;- Середнє квадратичне відхилення факторів.
4. Аналіз ймовірності безвідмовної роботи агрегатів ВМД на прикладі приводу електростартера
Для більш наочного аналізу безвідмовної роботи вибрано дві марки сталі. Одна з яких вихідна конструкційна легована сталь 18Х2Н4МА, а друга сталь аналог вихідної 15Х2ГН2ТРА.
Матеріал 18Х2Н4МА. Це конструкційна легована сталь з вмістом вуглецю 0.14 ... 0.4%. До її складу також входять наступні елементи:
кремній (Si) - 0.17 ... 0.37%;
марганець (Mn) - 0.25 ... 0.55%;
хром (Cr) не більше - 0.35 ... 1.65%;
сірка (S) не більше - 0.025%;
фосфор (P) не більше - 0.025%;
мідь (Cu) не більше - 0.03%;
нікель (Ni) не більше - 4 ... 4.4%;
молібден (Мо) - 0.3 ... 04%.
Фізичні властивості стали при температурі випробування 2...
