Примеры расчёта курсовой по надёжности (Назаров) (Вариант 3)

Посмотреть архив целиком

5.5 Окончательный расчет надежности по внезапным отказам ФЯ МПСЗ.


Расчет надежности производится для оценки надежности работы МПСЗ посредством определения средней интенсивности отказов и средней наработки на отказ всего устройства.

Логическая схема для расчета надежности не резервированного устройства в общем случае состоит из последовательного соединения блоков устройства, каждый из которых в свою очередь также представляет собой

последовательное соединение комплектующих элементов. При расчете показателей надежности принимаются следующие допущения: элементы могут находиться в двух состояниях — работоспособном или неработоспособном; отказы элементов статистически независимы, функция вероятности безотказной работы элементов подчиняется экспоненциальному закону. Интенсивность отказов аппаратуры:

где ΛРЭА - суммарная интенсивность отказов РЭА;

Кам - коэффициент, учитывающий наличие амортизации аппаратуры (Кам=0,85 при наличии амортизации, Кам=1 без амортизации);

Кк.обсл - коэффициент качества обслуживания аппаратуры (Кк.обсл=1 для бытовой РЭА; Кк.обсл=0,5 для РЭА производственно-технического назначения);

n - количество типов изделий в РЭА;

λэi - эксплуатационная интенсивность отказов i-го типа изделий.

Средняя наработка изделия до первого отказа:

Т = 1/ΛРЭА

Вероятность безотказной работы изделия в течение заданного времени t

P(t)=exp(-ΛРЭА·t)

Математическая модель для расчета эксплуатационной интенсивности

отказов комплектующих элементов имеет вид

где λ0 - интенсивность отказов компонентов данного типа при отсутствии

механических воздействии для номинальных электрических режимов работы

при температуре окружающей среды (20±5)°С, относительной влажности

(65±15)%, давлении 1113 Па.

Расчет надежности производится на основании справочных данных об

интенсивностях отказов различных радиоэлементов, паяных и разъемных

соединений.

Ввиду отсутствия данных по номинальным интенсивностям отказов

некоторых типов микросхем, эксплуатационная интенсивность отказов для всех типов микросхем берется заведомо завышенной и равной 1·10-6 1/ч. При этом суммарная эксплуатационная интенсивность отказов всех микросхем:

λэ = 8·2·10-6 = 16·10-6 1/ч.

Интенсивности отказов модуля зажигания и датчиков приведены в таблице 5.12.


Таблица 5.12 – Интенсивности отказов составных частей МПСЗ

Поз.

обозн.

Тип

Кол-во

λэ10-6, 1/ч

BH1

Датчик Холла 14.3847

1

1,2

BP1

Датчик абсолютного давления 45.3829

1

7,5

Итого:

8,7


Эксплуатационная интенсивность отказов транзисторов:

λэ = λо Кр Кф Кд.н. Кs1 Кэ,

где λо – номинальная интенсивность отказов при температуре 55°С;

Кр – коэффициент режима, зависящий от отношения Р / Рмакс;

Кф – коэффициент, учитывающий функциональное назначение транз-ра;

Кд.н. – коэффициент, зависящий от величины Рмакс;

Кs1 – коэффициент, зависящий от отношения UКЭ / UКЭ макс;

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации.

Результаты расчета эксплуатационной интенсивности отказов

транзисторов приведены в таблице 5.13.


Таблица 5.13 – Результаты расчета интенсивности отказов транзисторов

Поз.

обозн.

Тип

Кол-

во

Р/Рмакс

Кр

Кф

Кд.н.

Кs1

Кэ

λо10-6,

1/ч

λэ10-6,

1/ч

VT1

КТ829

1

0,3

0,25

0,7

2,5

0,5

2,5

0,29

0,159

VT2, VT4

КТ315

2

0,5

0,32

0,7

3,0

0,5

2,5

0,29

0,244

VT3

КТ814

1

0,6

0,48

0,7

5,0

0,5

2,5

0,29

0,609

Итого:

1,256

Эксплуатационная интенсивность отказов конденсаторов постоянной

емкости:

λэ = λо Кр Кс Кэ,

где λо – номинальная интенсивность отказов при температуре 40°С;

Кр – коэффициент режима, зависящий от отношения U/Uн;

Кс – коэффициент, зависящий от номинальной емкости;

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации.

Результаты расчета эксплуатационной интенсивности отказов

конденсаторов приведены в таблице 5.14.


Таблица 5.14 – Результаты расчета интенсивности отказов конденсаторов

Поз.

обозн.

Тип

Кол-

во

U/Uн

Кр

Кс

Кэ

λо10-6,

1/ч

λэ10-6,

1/ч

C1, C3, C6

Конденсатор

0805 0.1мкФ

3

0,24

0,12

1,6

2,5

0,012

0,017

C2

Конденсатор

0805 470пФ

1

0,1

0,08

0,84

2,5

0,012

0,002

C4

Конденсатор

470мкФ х 16В ±20% тип Е

1

0,48

0,22

3,33

2,5

0,05

0,092

C5

Конденсатор

200мкФ х 10В ±20% тип Е

1

0,5

0,24

3,65

2,5

0,05

0,110

Итого:

0,221


Эксплуатационная интенсивность отказов постоянных металлодиэлектрических резисторов:

λэ = λо Кр КR Км Кэ,

где λо – номинальная интенсивность отказов при температуре 55°С;

Кр – коэффициент режима, зависящий от отношения Р/Рн;

КR – коэффициент, зависящий от величины номинального сопротивления;

Км – коэффициент, зависящий от величины номинальной мощности;

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации.

Результаты расчета эксплуатационной интенсивности отказов резисторов приведены в таблице 5.15.


Таблица 5.15 – Результаты расчета интенсивности отказов резисторов

Поз.

обозн.

Тип

Кол

-во

Р/Рн

Кр

КR

Км

Кэ

λо10-6,

1/ч

λэ10-6,

1/ч

R1, R4, R5, R7, R8, R9, R11

Резисторы 0805

≤1кОм

7

0,5

0,74

1,0

0,7

2,5

0,01

0,091

R2, R3, R6, R10

Резисторы 0805

1кОм<R<100кОм

4

0,5

0,74

0,7

0,7

2,5

0,01

0,036

Итого:

0,127


Эксплуатационная интенсивность отказов кварцевых резонатора ZQ1:

λэ = λо KТ Кэ ,

где λо – номинальная интенсивность отказов при температуре 20°С;

КТ – коэффициент, зависящий от температуры окружающей среды (при 55°С КТ = 1,4);

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации (Кэ = 2,5).

λэ = 0,05·10-6·1,42,5 = 0,175·10-6 1/ч.

Эксплуатационная интенсивность отказов разъемов:

λэ = λо Кэ N,

где λо – номинальная интенсивность отказов одного контакта (λо = 0,0110-6 1/ч);

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации (Кэ = 2,5);

N – количество контактов (N = 43).

λэ = 0,01·10-6·2,5·43 = 1,07·10-6 1/ч;

Эксплуатационная интенсивность отказов паяных соединений:

λэ = λо Кэ N,

где λо – номинальная интенсивность отказов одного паяного соединения

(λо = 0,5·10-9·1/ч);

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации (Кэ = 2,5);

N – количество паяных соединений (N=90 ).

λэ = 0.5·10-9·2,5·90 = 0,11·10-6 1/ч.

Эксплуатационная интенсивность отказов печатной платы:

λэ = λо Кэ N(Kc+13),

где λо – базовая интенсивность отказов (λо = 0,5·10-10·1/ч);

Кэ – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации (Кэ = 2,5);

N – количество сквозных отверстий (N=65).

Kc – коэффициент, зависящий от количества слоев (для однослойной

платы Kc = 0,5);

λэ = 0,5·10-10·2,5·65(0,5+13) = 0,1·10-6 1/ч.

Суммарная интенсивность отказов изделия определяется по формуле:

ΛРЭА = (16 + 8,7 + 1,256 + 0,221 + 0,127 + 0,175 + 1,07 + 0,11 + 0,1)·10-6 =

= 27,8·10-6 1/ч.

Средняя наработка до отказа:

Т = 1/(27,8·10-6) = 36024 ч.

Таким образом, расчетная величина средней наработки до отказа

разработанного устройства (36024 ч) удовлетворяет заданной в техническом

задании — не менее 25000 ч.















Случайные файлы

Файл
29240.rtf
104518.rtf
143076.rtf
ГОСТ 20910-90.doc
74032-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.