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 | ![]() | ![]() | ![]() |
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 |