|
4 Расчёт надёжности
Основными качественными показателями надежности является вероятность безотказной работы, интенсивность отказов и средняя наработка до отказа.
Для упрощения расчета принимаются два допущения:
- в схеме используется основное соединение элементов, т. е. отказ изделия наступает тогда, когда откажет хотя бы один элемент;
- отказы носят случайный и независимый характер.
Этапы расчёта
Этап 1. Определить коэффициенты электрической нагрузки элементов, пользуясь картами электрических режимов и эксплуатационными электрическими характеристиками элементов, используемых в модуле. Полученные данные соответствуют значениям, указанным в таблица 1.3
Этап 2. Определить максимальную температуру элементов модуля при его работе в составе РЭУ. Для учёта влияния температуры на интенсивность отказов элементов принимается во внимание верхнее значение предельной рабочей температуры (t раб max = +45 °С), соответствующее РЭУ исполнения УХЛ 2.1 по ГОСТ 15150 – 69, и возможное увеличение предельной рабочей температуры на значение Δ t С = 10 °С за счёт нагрева (солнечными лучами) РЭУ и, следовательно, РЭУ (п. 5.4 ГОСТ 15150–69).
Предельная рабочая температура t эл max теплонагруженных элементов (ИМС, транзисторы, диоды, мощные резисторы) определена как
t эл max = (t раб max + Δ t С) + Δ t З, (1)
где Δ t З – перегрев в нагретой зоне конструкции РЭУ.
t эл max = (45 + 10) + 15 = 70 °С
Нагретая зона – это гипотетический объём, в котором условно рассеивается вся тепловая энергия, выделяемая элементами РЭУ.
Значение величины t эл max для не тепло нагруженных элементов (конденсаторы, слабонагруженные резисторы, соединитель, кварцевый резонатор) подсчитано как
t эл max = (t раб max + Δ t С) + Δ t В, (2)
где t В – средний перегрев воздуха внутри конструкции РЭУ.
t эл max = (45 + 10) + 10 = 65 °С
Исходные данные для расчета интенсивности отказов всего устройства сводятся в таблицу.
Этап 3. Найти справочные значения интенсивностей отказов элементов модуля. Полученные данные внесены в таблица 1.3
Этап 4. Выбрать математические модели расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов lЭ. Выбранные модели записать в таблица 1.3
Этап 5. Определить значения поправочных коэффициентов, входящих в выбранные модели расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов lЭ. Найденные значения поправочных коэффициентов записаны в таблица 1.3
Этап 6. Для каждого элемента найти произведение поправочных коэффициентов и значение эксплуатационной интенсивности отказов λЭ. Для удобства расчёта элементы одного функционального назначения с примерно одинаковыми электрическими режимами, конструктивно-технологическими и другими факторами объедить в одну группу. Значение суммарной эксплуатационной интенсивности отказов элементов группы (λЭΣ) получено как
λЭΣ = λЭj*nj (3)
где λЭ j – эксплуатационная интенсивность отказов элементов j-й группы;
nj – количество элементов в j-й
Если в группе один элемент (nj = 1), то для неё λЭΣ = λЭj Результаты расчётов этапа внесены в два последних столбца таблица 1.3
Таблица 1.3-Расчёт надёжности | lЭjnj, х10-6 1/ч | 1.126 | 1.425 | 0.122 | 0.4488 | 1.044 | 0.0248 | 0.0173 | 4,2079 |
∏i кi | 43.75 | 10.01 | 0.0902 | 0.1249 | 1.408 | 0.255 | 23.248 | ||
КП | 5.5 | 8 | 5 | 3 | 8 | 3 | 3 | ||
Значение поправочного коэффициента | Кэ | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Кт | 1 | ||||||||
К∆ | 1 | ||||||||
Км | 1.5 | ||||||||
КR | 1 | ||||||||
Кс | 1.21 | ||||||||
Кu | 0.7 | 0.5 | |||||||
Кд | 0.6 | 0.5 | |||||||
Кф | 0.6 | 0.7 | |||||||
Кv | 1 | ||||||||
Ккорп | 3 | ||||||||
Кt | 2.5 | 3.4 | 3.4 | ||||||
Кр | 0.3 | 0.1 | 0.4 | 0.3 | |||||
Кис | 1.1 | ||||||||
Виды математической моделиlЭ | lЭ=lБКtКисКкорпКvКэКп | lЭ=lБКрКэКп | lЭ=lБКрКсКэКп | lЭ=lБКмКRКрК∆КэК | п | lЭ=lБКtКэКп | lЭ=lБ[N1Ксл+N2(Ксл+13)]КtКэКп | ||
lБ, х10-6 1/ч | 0.0023 | 0,025 | 0.022 | 0.044 | 0.044 | 0,004 | 0,17 | ||
KH | - | 0.4 | 0.1 | 0.6 | 0.6 | 0.2 | - | ||
Колич-воэлементов | 2 | 10 | 4 | 17 | 3 | 62 | 1 | ||
Наименование элементов | DD1-DD2 | VD1-VD10 | C1-C4 | R1-R17 | VT1-VT3 | Пайка | Плата | Σ(ai*Λai*n) |
Этап 7. Определить эксплуатационную интенсивность отказов печатной платы с учетом совместно с отверстиями. Значение записываем в последний столбец таблица 1.3
Этап 8. Определить общую эксплуатационную интенсивность отказов соединений пайкой для отверстий. Результат занести в последний столбец таблица 1.3
Этап 9. Подсчитать эксплуатационную интенсивность отказов модуля (ΛМ). Для этого просуммировать значения, приведённые в последнем столбце таблица 1.3
ΛМ = 4,55864*10-6 1/ч.
Этап 10. В предположении экспоненциального закона надёжности найти расчётные значения других показателей безотказности:
а) наработка на отказ:
Т0 = 1/ ΛМ (4)
Т0≈ 43352 ч;
б) вероятность безотказной работы за время tр = 1000 ч:
PМ (tр) = е-tр/Т0 (5)
PМ (tр) ≈ 0,9.
в) гамма-процентная наработка до отказа при γ = 95 %
Ty=-219363 ln(y/100)=-219363*(-0,05129329439)=11252 ч
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 59 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Некоммерческое партнерство в поддержку айкидо | | | Открытый Кубок Тольятти по Дрифтингу |