Файл: Надежность устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.doc
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 46
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Упростим выражение:
Упростим следующее выражение:
Интеграл принимает вид:
Продолжим преобразование подынтегрального выражения:
Интеграл вида имеет первообразную:
Учитывая полученный результат определим :
Определим интенсивность отказов узла I:
Частота отказов узла системы может быть найдена по формуле:
Задача №3.2.
Система содержит n групп элементов, каждая j – группа, в свою очередь, содержит Nj элементов, причем λj – интенсивность отказов элементов j – группы. Вероятность безотказной работы системы за время t равна Рк(t). Требуется определить число элементов ЗИПа. Исходные данные приведены в таблице.
№ Вар | Рк(t) | t,ч | n | Реле | Резисторы | Конденсаторы | Диоды | Транзисторы | |||||
N1 | λ1*10-5 | N2 | λ2*10-5 | N3 | λ3*10-6 | N4 | λ4*10-6 | N5 | λ5*10-6 | ||||
22 | 0,92 | 17000 | 5 | 20 | 1,4 | 36 | 0,2 | 36 | 1,6 | 28 | 2,5 | 40 | 0,95 |
Определим интенсивности отказов групп элементов:
Определим вероятность безотказной работы групп элементов:
Определим вероятность безотказной работы системы при последовательном соединении без ЗИПа:
Определим коэффициент ЗИПа:
Для холодного ЗИПа справедливо выражение:
Число запасных элементов m определяется подбором, при условии
Определим число элементов ЗИПа для реле:
Подбором установлено m≥8
Определим число элементов ЗИПа для резисторов:
Подбором установлено m≥3
Определим число элементов ЗИПа для конденсаторов:
Подбором установлено m≥2
Определим число элементов ЗИПа для диодов:
Подбором установлено m≥3
Определим число элементов ЗИПа для транзисторов:
Подбором установлено m≥2
Задача №4.1.22.
В результате испытания 11-ти редукторов, отказы которых распределены нормально
, получены следующие значения времени безотказной работы в часах: t1=1500, t2=1000, t3=700, t4=2000, t5=1050, t6=1000, t7=1600, t8=1900, t9=800, t10=1500, t11=1850.
Требуется оценить Т и σ и определить для них двухсторонние интервалы с вероятностью α=0,95.
Решение
Для построения статистического ряда время испытаний разобьем на 10 интервалов (разрядов) продолжительностью 200 ч и для каждого разряда подсчитаем Q*(t), λ*(t), f*(t).
Параметр | Разряды | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
n* | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 1 | 0 | 3 | 0 | 3 |
f*·1031/ч | 0 | 0 | 0 | 0,909 | 0,909 | 0,455 | 0 | 1,364 | 0 | 1,364 |
λ*1031/ч | 0 | 0 | 0 | 1 | 1,25 | 0,769 | 0 | 3,33 | 0 | 10 |
Q*(t) | 0 | 0 | 0 | 0,182 | 0,364 | 0,455 | 0,455 | 0,73 | 0,73 | 1 |
λэ1031/ч | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,67 |
fэ·1031/ч | 0,586 | 0,512 | 0,448 | 0,398 | 0,342 | 0,302 | 0,26 | 0,236 | 0,2 | 0,17 |
Qэ | 0,1254 | 0,235 | 0,331 | 0,415 | 0,488 | 0,552 | 0,608 | 0,657 | 0,7 | 0,74 |
qi | 0 | 0 | 0 | 0,182 | 0,364 | 0,455 | 0,455 | 0,73 | 0,73 | 1 |
Uqi | -3,89 | -3,89 | -3,89 | -0,84 | -0,38 | -0,1257 | -0,1257 | 0,523 | 0,523 | 3,89 |
fн·1031/ч | 0,0383 | 0,1 | 0,227 | 0,42 | 0,64 | 0,814 | 0,857 | 0,747 | 0,54 | 0,32 |
Рн | 0,9936 | 0,9803 | 0,9474 | 0,883 | 0,7794 | 0,6293 | 0,4602 | 0,3015 | 0,1685 | 0,0823 |
Qн | 0,0064 | 0,0197 | 0,0526 | 0,117 | 0,2206 | 0,3707 | 0,5398 | 0,6985 | 0,8315 | 0,9177 |
λн·1031/ч | 0,0386 | 0,104 | 0,24 | 0,47 | 0,82 | 1,29 | 1,86 | 2,48 | 3,21 | 3,95 |
qi | 0,1254 | 0,109 | 0,095 | 0,084 | 0,073 | 0,064 | 0,056 | 0,049 | 0,042 | 0,0375 |
qiн | 0 | 0,0004 | 0,015 | 0,0142 | 0,0894 | 0,2501 | 0,3358 | 0,2247 | 0,0718 | 0,0111 |
λ2iн | 0,0044 | 0,0044 | 0,0165 | 21,764 | 1,05 | 1,11 | 3,69 | 0,113 | 0,79 | 67,83 |
λ2iэ | 1,37 | 1,199 | 1,045 | 1,253 | 1,784 | 0,1244 | 0,616 | 11,24 | 0,462 | 16,23 |
Поскольку за время испытаний отказали все изделия (100%), то оценка интенсивности отказов подсчитывалась с использованием выражения, приведенного для плана N, Б, ч (считая, что испытания прекратились после 11-го отказа).
Т.к. в данном случае N=r=1, то:
Частота отказов определялась для каждого разряда из выражения:
Вероятность отказа:
Если испытания проводились до отказа всех изделий, то оценка математического ожидания и среднеквадратичного отклонения могут быть определены из выражения:
Для определения математического ожидания и среднеквадратичного отклонения для каждого разряда подсчитаем
Для каждого разряда составим уравнение и эти уравнения сложим:
200=M-3,896 σ
400=М-3,896 σ
600=М-3,896 σ
800=М-0,846 σ
1000=М-0,386 σ
1200=М-0,1258 σ
1400=М-0,1258 σ
1600=М+0,5236 σ
1800=М+0,5236 σ
2000=М+3,896 σ ___
11000=10·М-8,205 σ
Полученные новые уравнения умножаем на соответствующий квантиль:
-778=-3,89М+15,132 σ
-1556=-3,89М+15,132 σ
-2334=-3,89М+15,132 σ
-672=-0,84М+0,706 σ
-380=-0,38М+0,1445 σ
-150,84=-0,1275М+0,0159 σ
-175,98=-0,1257М+0,0159 σ
836,8=0,523М+0,275 σ
941,4=0,523М+0,275 σ
7780=3,89М+15,135 σ ___
3511,38=-8,2М+61,95 σ
Решаем совместно уравнения:
1 0М-8,205σ=11000
-8,2М+61,95 σ=3511,38
Получаем: М=1286ч, σ=227ч
Для каждого разряда подсчитаем частоту, интенсивность и вероятность отказа:
Для определения доверительных интервалов при экспоненциальном законе распределения по таблице квантилей.
квадрат распределений
найдем где 2r=20
при
при
Суммарная наработка всех изделий
Для плана N, Б, r определим
Тысячная оценка интенсивности попала в доверительный интервал.
Для определения доверительного интервала для математического ожидания найдем по таблице квантилей распределения Стьюдента квантиль вероятности 0,05 при девяти степенях свободы:
tα=2,262
Для определения доверительного интервала для среднеквадратичного отклонения по таблице квантилей для вероятностей P1=0,05 и Р2=0,95 при девяти степенях свободы.