Оценка показателей долговечности системы по результатам испытаний элементов

практическое занятие 7

 

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИСТЕМЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ

 

Расчет точечных и интервальных оценок показателей долговечности может производиться по результатам испытаний или эксплуатации объекта.

Для системы, состоящей из m последовательно соединенных элементов, вероятность безотказной работы каждого из которых Pi, а отказы элементов независимы, показатели долговечности (средняя наработка до отказа и g-процентная наработка до отказа) определяются следующим образом:

.

Подынтегральное произведение представляет собой вероятность безотказной работы за время t системы из m последовательно соединённых элементов. Тγ корень уравнения:

Нижняя доверительная граница гамма-процентной наработки на отказ (или ресурса) при доверительной вероятности q есть корень уравнения

Для распределений с неубывающей интенсивностью отказов (стареющие распределения) оценка снизу определяется при q = =0,5.

Формулы для расчетов показателей долговечности системы по показателям долговечности ее элементов для нескольких наиболее простых случаев приведены в табл. 7.1 и 7.2.

Здесь zq – квантиль распределения вероятности q, т.е. значение аргумента, при котором функция распределения принимает значение, равное q (при нормальном законе распределения квантиль распределения обычно обозначают буквой u); DT – дисперсия точечной оценки ресурса системы.

 

Таблица 7.1

Оценки среднего ресурса системы по ресурсу элементов

Функция распределения ресурса i-го элемента Точечная оценка ресурса Нижняя доверительная граница ресурса при доверительной вероятности q Примечание
Экспоненциальный

Возрастающая функция интенсивности отказов
Произвольный

 

Таблица 7.2

Оценка g-процентного ресурса системы

Функция распределения ресурса i-го элемента Точечная оценка ресурса Нижняя доверительная граница ресурса при доверительной вероятности q Примечание
Экспоненциальный

Si – суммарная наработка

Возрастающая функция интенсивности отказов
Произвольный * ; * – точечная оценка ресурса является корнем этого уравнения

 

задание к контрольной работе 7

 

Система состоит из m=3 независимых последовательно соединенных элементов. Каждый элемент имеет стареющее распределение ресурса (возрастающая функция интенсивности отказов). В результате испытаний по плану [NiUri] получено: наработка элементов системы ti ч, отказов элементов системы ri. Найти точечные оценки среднего ресурса системы Т и g-процентного ресурса Тγ.

 

Номер варианта

ti

ri

γ

1 2 3 1 2 3
1 60 50 100 4 5 2 0,8
2 50 60 80 2 3 4 0,9
3 40 40 90 2 2 2 0,9
4 70 70 60 3 4 3 0,9
5 100 50 40 5 2 2 0,8
6 80 40 70 4 2 2 0,9
7 90 70 50 4 4 2 0,8
8 60 100 40 3 6 2 0,9
9 40 80 70 2 5 4 0,8
10 70 90 100 2 3 3 0,8
11 50 60 80 2 3 4 0,9
12 40 40 90 2 2 2 0,8
13 70 70 60 3 4 3 0,9
14 100 50 40 6 2 3 0,9
15 80 70 70 4 4 3 0,8
16 90 100 50 5 5 4 0,9
17 60 80 70 3 4 4 0,8
18 80 90 100 3 4 5 0,9
19 70 60 80 4 3 3 0,9
20 50 60 90 2 4 5 0,8

 

Пример решения для варианта № 1:

Усложненный вариант выполнения контрольной работы содержит оценку нижней доверительной границы ресурса при доверительной вероятности q (для такой оценки нужны таблицы χ2-распределения):

 

ОТВЕТЫ

 

Номер варианта T, ч Tγ, ч Номер варианта T, ч Tγ, ч
1 7,14 1,6 11 11 1,2
2 11 1,2 12 16,4 3,7
3 16,4 1,7 13 9,5 1
4 9,5 1 14 8,3 0,9
5 11,8 2,6 15 9,2 2
6 13 1,4 16 6,9 0,7
7 10,4 2,3 17 8,8 2
8 9,2 1 18 10,2 1,1
9 8,5 1,9 19 9,9 1
10 17,7 4 20 8,7 2