Файл: Курс лекций по дисциплине основы теории надежности.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 296

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
КУРС ЛЕКЦИЙпо дисциплине «ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ» для студентов заочного обученияВид занятия – лекции.Время: 6 часовВ 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 №1Время: 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.

  1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ИХ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ – 40 мин.

  2. КРИТЕРИИ И ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА – 40 мин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин.ЛИТЕРАТУРАВВЕДЕНИЕТеория 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.

  1. 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.Полнымназывается 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-процентныйресурс – 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-процентныйсрок 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.

  1. 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.