17 Параметрическая надежность.

Ряд процессов в машине может привести к отказам, которые связаны не с выходом из строя отдельных деталей и сопряжений, а с ухудшением характеристик машины и выходом их за допустимые пределы.

Параметры, характеризующий качественные показатели машины, специфичны для данного типа машины и определяются ее функциональным назначением.

Например для двигателей летательных аппаратов основными характеристиками являются мощность, сила тяги, КПД при типовых режимах работы двигателя.

Отдеольные узлы машины также имеют параметры, которые обусловлены функциональным назанчением этих узлов и их ролью в данной машине.

В современных машинах надежность их работы определяется в первую очередь изменением выходных параметров под действием различных процессов старения.

В этом случае говорят о параметрической надежности изделий. Параметрическая нажежность – основной объек рассмотрения теории и практики, поскольку она определяет состояние отдельных механизмов и машины в целом.

В сложных системах и машинах требования к выходным параметрам устанавливаются как для машины в целом, так и для отдельных элементов, узлов и агрегатов. При этом значения выходных параметров машины зависят от параметров, характеризующих состояние ее отдельных элементов и узлов, и от роли, которую они играют в обеспечении требуемых показателей качества машины в целом. Параметрическую надежность многих сложных машин и комплексов можно рассматривать с позиции теории информации, считая, что начальная информация – входные сигналы, управляющие машиной – преобразутся в выходные сигналы –параметры, определяющие качество функционирования схемы. Каждый элеимент или узел машины можно представить как звено преобразования информации, имеющие свою передаточную функцию и ошибки преобразования, которые носят случайный характер и имеют рассеивание. Воздействие на машину различных видов энергии приводит к возникновению процессов старения, которые искажают прередаваемую информацию, действуюя как помехи. В результате недопустимое искажение передаваемого сигнала адекватно возникновению параметрического отказа машины и вероятность этого события возрастает по мере эксплуатации машины. Следует подчеркнуть, что выход параметров узла за допустимые пределы означает необходимость его ремонта или регулировки, т.е. остановки всей машины. Поэтому параметрический отказ элемента или части машины означает отказ функционирования для всей машины или сложной системы машин.

18. Общая схема формирования отказа.

Рассмотрим общую схему формирования отказа изделия, когда протекание расличных процессов повреждения приводит к изменению во времени выходного параметра Х. Отказ возникает при достижении параметром своего предельно-допустимого значения X_max,что произойдет через некоторый случайный промежуток времени работы изделия.

ФВ начале имеет место рассеивание параметров изделия f(a) относительно своего математического ожидания a. Это связано с рассеиванием начальных показателей новой машины, с возможностью ее работы при различных режимах и с протеканием таких процессов, как вибрация, деформация и др., которые проявляются сразу же при работе машины. Затем, на ухудшение параметров изделия в процессе эксплуатации сказываются медленно протекающие процессы, например, износ. В общем случае процесс изменения параметра может начаться через некоторый промежуток времени T_a , который так же является случайной величиной и связан с накоплением повреждений(например, усталостных) или с действием внешних причин.

Процесс изменения параметра X со скоростью v_x также является случайным и зависит от изменения повреждений отдельных элементов изделия (их износа со скоростью v₁, v₂ …,v_n).

В результате всех этих явлений происходит формирование закона распределения F(X;t), который определяет вероятность выхода параметра X за границу X_maxт.е. вероятность отказа F(t)=1-R(t). Следует отметить, что в общем случае значение X_msx может иметь рассеивание, если оно оценивает диапазон требований потребителя к предельным значения показателей машины.

Данная система в общем виде описывает процесс возникновения отказа и при частных значениях входящих параметров может отражать те или иные случаи, характерные для определенных условий работы и конструктивных особенностей изделия. Если процесс изменения параметра начинается сразу (T_в=0), то получаем типичную схему возникновения постепенного параметрического отказа. Если при достижении X_max будет резкое возрастание X(t), то как правило возникает отказ функционирования. Если в процессе формирования отказа основную роль играет возникновение процесса, т.е. функция f(T), а затем процесс протекает с большей интенсивностью X(t) бесконечность, то получим модель внезапного отказа.

Рассеивание начального параметра следует учитывать при рассмотрении определеннойц совокупности изделий, например всех машин данной модели, выпускаемых заводом.