Отказы функционирования и параметрические отказы

В теории надежности различают параметрические отказы и отказы функционирования. Под параметрическим отказом будем понимать состояние, при котором потери от испарения из резервуаров с ПП превышают нормативные, установленные для резервуаров данного типа при данных условиях эксплуатации. ПП, выбросы хранимого продукта на ПП, вызванные попаданием в резервуар газовых пробок. Под отказом функционирования ПП будем понимать полную утрату плавучести и (или) остойчивости и вызванное тем самым полное прекращение выполнения им функции сокращения потерь. Однозначным примером отказа функционирования является потопление ПП.

Одна из распространенных моделей параметрического отказа основана на линейном изменении выходного параметра во времени t со средней скоростью у р в предположении нормального распределения скорости процесса и начальных параметров машины.

Рассмотрим общую схему формирования параметрического отказа машины. Отказ произойдет тогда, когда рассматриваемый параметр х в результате протекания в машине различных процессов, и в первую очередь износа, достигнет своего предельно допустимого значения х тах.

Нормальное распределение описывает модели постепенных и параметрических отказов.

В сложных машинах и системах параметрические отказы элементов могут привести к отказу функционирования. Например, в многозвенном механизме, последнее звено которого совершает небольшое перемещение, в результате износа кинематических пар возможен случай, когда наличие зазоров приведет к тому, что ведомое звено вообще не будет перемещаться.

Таким образом, причинами возникновения параметрических отказов при обработке на станках-автоматах являются случайные нарушения заданных условий взаимодействия между механизмами станков, режущими инструментами и обрабатываемыми изделиями. Они обусловлены действием большого числа факторов, которые можно разделить на три категории.

Понятия отказа работоспособности и отказа функционирования - наиболее важные при характеристике отказов.

С учетом этого поток отказов функционирования УРЗ по двум вышеуказанным функциям зависит не только от соответствующего потока отказов работоспособности и потока требований к функционированию, но и от организации ТО, а также качества его проведения.

Следует различать отказы работоспособности и отказы функционирования объекта.

Таким образом, при анализе отказов функционирования и восстановлений относительного уровня функционирования СЭ следует исследовать не только процесс перехода системы из одного состояния, определяемого состоянием ее элементов, в другое, но одновременно и совместно с этим процессом - процесс возникновения отказов функционирования системы, поскольку в зависимости от уровня тгжущего спроса на продукцию системы одни и те же состояния системы, определяемые состояниями ее элементов, могут быть то состояниями нормального функционирования, то состояниями, в которых п роисходят отказы функционирования.

Различия между отказом работоспособности и отказом функционирования возникают вследствие того, что перечень и объем функций объекта, определяющих его работоспособность, понимаются как единовременный акт, реализуемый с определенной заблаговремен-ностью и предусматривающий возможность различных требований к функционированию объекта в будущем. При этом процесс смены требования функционирования (например, процесс изменения спроса продукции потребителем) может рассматриваться как случайный. Возникновение отказа работоспособности объекта необязательно приводит к отказу его функционирования, во-первых, вследствие наличия избыточности (резервов), а во-вторых, вследствие возможности предотвращения отказа функционирования восстановлением (или повышением) уровня работоспособности объекта еще до появления соответствующего требования функционирования.

Среди перечисленных видов отказа работоспособности и отказа функционирования полные и частичные отказы характеризуют собственно переходы объекта из одного состояния в другое, а остальные виды заказов - условия и особенности этих переходов. Полный отказ работоспособности приводит к переходу объекта из исходного состояния (полностью или частично работоспособного) в неработоспособное состояние. Аналогично полный отказ функционирования приводит к переходу объекта из полностью или частично рабочего состояния в нерабочее.

22. Оценка ситуации, приводящей к внезапным отказам. По­скольку причина возникновения внезапного отказа связана не с изменением состояния изделия, а с неблагоприятным сочетанием действующих факторов, то необходимо оценить обстановку, которая может привести к данной ситуации, и вероятность этого события.

Построение модели внезапного отказа связано с анализом ус­ловий эксплуатации машины, режимами ее работы, возможностью возникновения экстремальных нагрузок и активного влияния ок­ружающей среды.

На рис. 1 приведены типичные модели возникновения внезап­ных отказов. На рис. 1, а показано, что если рассеивание режимов таково, что выходной параметр X может выйти за допускаемые пределы Х₁ и X₂ то вероятность F= F₁+ F₂ этого выхода за поле допуска δ и будет определять вероятность отказа. Данная схема отличается от внешне похожей для постепен­ного отказа тем, что там оценивалось рассеивание начальных па­раметров изделия, т. е. его качество, и изделие с самого начала эксплуатации либо было работоспособным, либо нет. В данном слу­чае кривая f (X) характеризует рассеивание выходных параметров изделия из-за переменности режимов и условий эксплуатации, т. е. проявляется во времени. Поэтому для любой реализации, характеризующей изменения состояния изделия во времени X (t) процесс будет стационарным, без тенденций направленного изме­нения, но он допускает вероятность выхода за регламентированные пределы Х₁ и X₂.

Длительность предшествующей эксплуатации изделия (если при этом отказ не возник) не влияет на вероятность отказа за рассматриваемый промежуток времени. Отказ может иметь харак­тер сбоя, если последствия выхода за пределы Х_max не приводят к изменениям в состоянии изделия, или привести к отказу функци­онирования.

Несколько более сложная модель внезапного отказа будет иметь место в том случае, если предельное состояние изделия также меняется случайным образом (рис. 45, б). Такая схема, например, имеет место, если оценивать вероятность разрушения конструкции от статических пиковых нагрузок.

В ряде случаев схему возникновения внезапного отказа можно представить как возможность столкновения движущегося по слу­чайной или известной траектории объекта (рис. 45, б) с препят­ствиями n₁, п₂,.. n_t, распределенными в пространстве слу­чайным образом. Они имеют некоторую плотность заполнения пространства, которая и определяет вероятность столкновения. Такая схема может иметь место при движении транспортных средств или при полете спутников с учетом вероятности столкно­вения с метеоритами.

Если ситуация не изменяется во времени, т. е. опасность воз­никновения отказа характеризуется стационарностью, то все данные схемы приведут к экспоненциальному закону (46), при­чем значение λ может быть вычислено на основе той или иной схемы возникновения отказа.

---

Дата добавления: 2015-11-14