ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 55
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ»
для студентов заочного обучения
Вид занятия – лекции.
Время: 6 часов
В лекциях рассмотрены следующие вопросы: Основные понятия и определения теории надежности. Классификация технических систем и способов их резервирования. Критерии и показатели надежности системы электроснабжения железнодорожного транспорта и ее элементов. Планы наблюдений за работой устройств системы электроснабжения. Оценка надежности устройств электроснабжения по опытным данным и данным эксплуатации. Законы распределения времени до отказов устройств электроснабжения. Анализ надежности системы электроснабжения как сложной технической системы с большим числом состояний. Меры обеспечения и повышения надежности системы электроснабжения. Проблемы создания высоконадежных систем. Абсолютно надежные системы.
ЛЕКЦИЯ №1
Время: 2 часа.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Ознакомиться с дисциплиной «Основы теории надежности», изучить основные понятия и определения, критерии и показатели надежности элементов системы электроснабжения железнодорожного транспорта.
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
ВВЕДЕНИЕ – 5 мин.
-
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ИХ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ – 40 мин. -
КРИТЕРИИ И ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА – 40 мин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин.
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Теория надежности – это наука, изучающая закономерности отказов технических систем.
Целью изучения дисциплины является:
- подготовка специалиста, умеющего грамотно оценивать надежность устройств и систем электроснабжения железнодорожного транспорта с применением современных математических методов и технических средств, а также создание основы для теоретической и практической подготовки по вопросам обеспечения надежности;
- формирование у студентов научного мышления, выработка приемов и навыков решения конкретных инженерных задач с целью повышения надежности систем электроснабжения железнодорожного транспорта.
Задачи дисциплины:
- изучить государственные стандарты, методики, приказы, положения и другие нормативные документы, определяющие порядок оценки и обеспечения заданного уровня надежности объектов электроснабжения железнодорожного транспорта;
- изучить законы, математические модели и методы оценки надежности объектов электроснабжения железнодорожного транспорта;
- изучить современные методы технического обслуживания объектов электроснабжения железнодорожного транспорта, обеспечивающие их высокую надежность.
-
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ИХ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения своих характеристик (параметров) при заданных режимах и условиях эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки.
Таким образом, надежность является комплексным свойством, которое зависит от сочетания безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости объекта.
Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Исправное состояние объекта (исправность) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной, технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния.
Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.
Все отказы можно классифицировать по типу, природе, характеру возникновения, причинам возникновения, времени возникновения, возможностям обнаружения, дальнейшим возможности использования отказавшего объекта и связи отказов элементов объекта друг с другом.
По типу отказы делятся на отказы функционирования и параметрические отказы.
Отказы функционирования – это отказы, при которых объект прекращает выполнять свои функции.
Параметрические отказы - это отказы, при которых параметры объекта выходят за допустимые пределы.
По своей природе отказы делятся на случайные и систематические.
Случайные отказы – это отказы, обусловленные случайными явлениями, такими, как непредусмотренные нагрузки на объект, скрытые дефекты, ошибки персонала, сбои системы управления и т.д.
Системные отказы – это отказы, обусловленные закономерными явлениями, такими, как постепенное накопление повреждений, усталость, износ, старение, коррозия и т.д.
По характеру возникновения отказы делятся на внезапные, постепенные и перемежающиеся.
Внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта.
Постепенный отказ – отказ, возникающий в результате постепенного изменения одного или нескольких параметров объекта.
Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера.
По причине возникновения отказы делятся на конструкционные, производственные и эксплуатационные.
Конструкционный отказ – отказ, обусловленный недостатками в конструкции объекта.
Производственный отказ - отказ, связанный с нарушением технологии изготовления объекта.
Эксплуатационный отказ - отказ, связанный с нарушением правил эксплуатации объекта.
По времени возникновения отказы делятся на отказы, возникшие в период приработки, в период нормальной работы объекта и в период старения.
По возможностям обнаружения отказы делятся на явные (очевидные) и неявные (неочевидные).
По возможности использования отказавшего объекта отказы делятся на
полные и частичные.
Полным называется отказ, при котором дальнейшая работа объекта до его устранения невозможна. При частичном отказе объект сохраняет частичную работоспособность.
По связи отказов элементов объекта друг с другом отказы делятся на зависимые и независимые.
Зависимый отказ – отказ одного элемента объекта (системы), возникающий в результате отказа другого элемента объекта (системы).
Независимый отказ – отказ, не обусловленный другими отказами.
Элемент – объект, который не может быть разделен на более мелкие отдельные составляющие. Элемент представляет собой простейшую часть системы.
Система – объект, представляющий собой совокупность функционально взаимосвязанных элементов.
Структура системы – взаимосвязи и взаиморасположение составных частей системы, ее устройство.
Процесс – это набор состояний системы, соответствующий упорядоченному изменению параметров объекта.
Невосстанавливаемый объект – объект, работоспособное состояние которого не предусмотрено восстанавливать. После отказа такой объект подлежит замене.
Восстанавливаемый объект – объект, работоспособное состояние которого может быть восстановлено путем его ремонта.
Наработка – продолжительность или работы объекта, измеряемая в тех или иных выбранных величинах (время, циклы нагружения, километры пробега и т.д.).
Наработка до отказа (на отказ) – наработка от начала эксплуатации объекта до его отказа.
Наработка между отказами – наработка между двумя соседними событиями потери работоспособности объекта.
Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние.
Назначенный ресурс – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.
Средний ресурс - математическое ожидание технического ресурса.
Гамма-процентный ресурс – наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, хранения, ремонта объекта от начала работы объекта до наступления предельного состояния.
Средний срок службы - математическое ожидание срока службы.
Гамма-процентный срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью
γ, выраженной в процентах.
Время восстановления работоспособного состояния объекта – время. необходимое для восстановления объекта.
Техническая система называется невосстанавливаемой (неремонтируемой), если ее отказ приводит к неустранимым последствиям и систему нельзя использовать по своему назначению. Пример – полупроводниковые приборы.
Техническая система называется восстанавливаемой (ремонтируемой), если ее отказ может быть устранен и система может использоваться по своему назначению.
Резервированием называется повышение надежности системы, путем включение в ее состав резервных единиц.
Резервирование бывает трех видов – общее, раздельное и смешанное.
Общим называется резервирование, при котором параллельно друг другу включаются идентичные системы.
Раздельным называется резервирование системы путем использования отдельных резервных устройств.
Комбинированным называется сочетание общего и раздельного резервирование в одной системе.
Отношение числа резервных устройств к числу основных называется кратностью резервирования. Кратность резервирования может быть либо целым, либо дробным числом.
По способу включения резервных устройств резервирование может быть постоянным и с замещением.
Постоянным называется резервирование, при котором резервные объекты соединены с основными объектами в течение всего времени работы.
Замещением называется резервирование, при котором резервные объекты соединяются с основными объектами только после их отказа.
Резервные объекты могут находиться в трех режимах работы:
- в нагруженном режиме, при котором резервные объекты находятся в тех же рабочих условиях, что и основные;
- в ненагруженном режиме, при котором резервные объекты не включены в работу;
- в облегченном режиме, при котором резервные объекты включены, но работают не на полную нагрузку.
-
КРИТЕРИИ И ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Критерием надежности называется признак, по которому оценивается надежность контактной сети. Поскольку надежность является сложным физическим свойством, то не существует какого-либо одного обобщенного критерия ее оценки. Для оценки надежности системы электроснабжения, как сложной технической системы используется комплекс критериев, между которыми существуют математические зависимости в виде формул.