Материал: 1958

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Классификация отказов представлена на рис. 4, 5.

 

 

 

 

И

 

 

 

Д

Рис. 4. Классификация отказов

 

 

А

 

 

б

 

 

и

 

 

 

С

 

 

 

 

Рис. 5. Виды отказов по ГОСТ Р 534802009

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования [3, 6, 14].

6

Исходя из определения можно сделать вывод о том, что надежность есть совокупность ряда свойств технологической системы (см. рис. 6).

Рис. 6. Понятие надежности

 

И

Д

А

 

Очевидно, что надежность системы находится в прямой зависимости от количества элементов, о разующих данную систему, и значений их

характеристик. Увел чен е ч сла

элементов приводит к снижению

 

С

 

 

 

безотказности работы с стемыбв целом, а число ее возможных состояний

резко возрастает, наче

говоря

энтропия

технологической системы

возрастает.

и

 

 

Выделяют

единичные

и комплексные

показатели надежности. К

единичным показателям надежности можно отнести, например средний ресурс. Комплексными показателями соответственно будет совокупность единичных показателей: сохраняемость или вероятность безотказной работы, средний ресурс и сохраняемость.

Единичные показатели надежности представлены на рис. 6.

Контрольные вопросы и задания

1.Что понимается под надежностью?

2.Перечислить виды отказов.

3.Дать определение долговечности.

4.Назвать единичные показатели надежности.

5.Привести классификацию отказов.

7

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Случайное событие – событие, которое в результате опыта может произойти или не произойти [10]. Случайные события (отказы, восстановления, повреждения) образуют случайные потоки и случайные процессы (см. рис. 7).

Поток событий – последовательность событий, происходящих одно за другим в определенные интервалы времени, например отказы восстанавливаемого устройства [10]. Под действием потока отказов и потока восстановлений техническое устройство может находиться в различных состояниях (полного отказа, частичного отказа, работоспособное).

Случайный процесс – переход устройства из одного состояния в

другое [10].

И

В свою очередь мерой наступления случайного события является

случайная величина. Случайная величина – величина, которая в результате опыта может принимать то или иное значение, причем заранее

неизвестно, какое именно. Она может быть дискретной (число отказов за

время t) и непрерывной (время наработки до отказа).

 

 

 

Д

 

 

А

 

б

 

и

 

 

С

 

 

 

Рис. 7. Случайные события и процессы

Известны следующие случайные характеристики: вероятность, P, математическое ожидание, среднеквадратическое отклонение, функция распределения случайной величины, корреляционные моменты различных порядков. За величину вероятности можно принять относительную частоту события, представляющую собой отношение числа испытаний, в которых событие появилось, к общему числу фактически произведенных испытаний [10]

8

P = mN ,

где N – общее количество опытов; m – количество положительных исходов.

Математическое ожидание (среднее значение) определяется по формуле [2, 3, 8, 10, 11, 13]

N

N

xi

 

mx = Pi xi x =

,

N

1

1

 

где xi – значение случайной величины.

Математическое ожидание постоянной величины C равно самой постоянной [10]

mC = C .

Математическое ожидание произведения взаимно независимых случайных величин равно произведению математических ожиданий сомножителей [10]

случайной величины относительно своего математического ожидания.

mx x

...x

= mx

mx

2

...mx

n

.

 

 

 

1 2

 

n

1

 

 

 

 

 

 

Математическое ожидание суммы случайных величин равно сумме

математических ожиданий слагаемых [10]

 

 

И

mx x

 

 

= mx

+mx

 

 

...x

n

2

 

+... +mx

n

.

1 2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Дисперсия случайной величины

характеризует степень рассеяния

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

Чем больше дисперсия,

тем в олее широком диапазоне изменяется

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значение случайной вел ч ны. Д сперсия определяется по формуле [10]

 

 

1

N

i

 

2

 

 

N

 

i

 

x

 

2

i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D =

б(x x)

 

=

 

(x

 

m

 

)

 

P

 

 

 

N 1

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Одним из свойств дисперсии является то, что дисперсия постоянной

равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Среднеквадратическое отклонение [10]

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

S =

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

может

 

 

D

 

охарактеризован функцией

Случайный процесс

 

 

быть

 

распределения. Функция (закон) распределения случайной величины, F(x), – это соотношение, устанавливающее связь между значениями случайной величины и их вероятностями [10].

Производная функции распределения по случайной величине, называется плотностью распределения [10]

.

Математические свойства плотности распределения [10]

9

.

Рассмотрим пример определения характеристик случайных процессов на примере мониторинга сброса солей никеля со сточными водами в поверхностный водный объект, который дал следующий ряд значений

концентрация, мг/л

x1

 

x2

 

x3

x4

 

x5

x6

объем сточных вод, м3

y1

 

y2

 

y3

y4

 

y5

y6

Норматив ПДС солей никеля установлен в размере 0,08 г/с.

Выполним анализ результатов наблюдений.

таблица t-распределения

Для решения задачи

потребуется

Стьюдента (см. табл. 1).

 

 

 

 

И

q,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина массового

сброса загрязняющего

вещества

г/с, со

сточными водами определяется произведением значения концентрации загрязняющего вещества С, г/м3 (мг/л), на величину расхода сточных вод

W, м3

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

qNi = C

.

W,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где С – значение средней концентрации солей никеля, г/м (мг/л); W

 

 

 

3

 

 

 

 

 

значение среднего расхода сточных водД, м /с.

 

 

 

 

Предположим, что случайные величины – результаты наблюдений в

выборках – подчиняются нормальному распределению.

 

 

 

 

Для получен я средн х значений необходимо

 

подвергнуть

статистической обработке

брезультаты наблюдений. На

первом этапе

следует проверить, нет ли в данных выборках «промахов».

 

 

 

Для полученной выборкиирассчитывается

 

 

 

 

 

= 1

n

 

 

 

 

 

 

 

а) среднее значение х

хi ;

 

 

 

 

 

 

 

С

n

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

( х х)2

.

б) среднеквадратическое отклонение (СКО) s =

i

1

 

 

 

 

 

 

i=1

n

 

 

10

Источник: https://studfile.net/preview/16408015/