 |
Задача 2. Расчет показателей надежности электротехнической установки
|
|
|
|
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(МИИТ)
| СОГЛАСОВАНО | УТВЕРЖДЕНО |
| Выпускающей кафедрой «Электрификация и электроснабжение» Зав. кафедрой Д.т.н., проф. Бугреев В.А. | Проректором - директором РОАТ Д.т.н. проф. Апатцев В.И. |
Кафедра «Электрификация и электроснабжение»
Автор: Харченко А.Ф., к.т.н., ст.н.ст.
Задания и методические указания по выполнению контрольной работы дисциплины
«Основы теории надежности»
для студентов 3 курса
Специальность: 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов»
Специализация: «Электроснабжение железных дорог»
Квалификация выпускника: специалист
Форма обучения: заочная
Одобрено на заседании кафедры
«Электрификация и электроснабжение»
Протокол № от 20 г.
Москва 2015
Общие указания для выполнения контрольной работы
Перед выполнением контрольной работы необходимо рассмотреть задание на контрольную работу и изучить методические указания к выполнению задач. Для более детального изучения теоретического материала следует использовать рекомендуемую литературу.
Номер варианта и соответствующие исходные данные для расчета приводятся в условиях на каждую задачу и выбираются студентами по двум последним цифрам учебного шифра студента.
При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие правила:
- контрольная работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки в соответствие с общими требованиями к подобным документам (буквенные и графические обозначения должны соответствовать ГОСТам);
- на первом листе записки должны быть указаны название университета; название контрольной работы; фамилия и учебный шифр студента, а также фамилия проверяющего преподавателя;
|
|
|
- для каждой задачи в соответствии с вариантом необходимо записать условие и при необходимости изобразить поясняющий рисунок;
- решение каждой задачи следует начинать с новой страницы;
- графический материал выполняется на миллиметровой бумаге или с использованием компьютерной графики в формате А4 (210х297) и подшивается к расчетно-пояснительной записке в соответствующих местах;
- при выполнении расчетов следует привести расчетную формулу, сделать подстановку численных значений и записать результат с указанием размерности. Результаты расчетов достаточно приводить с точностью до трех-четырех значащих цифр, но вероятность безотказной работы до единицы не округлять;
- расшифровку каждого условного обозначения приводить в каждой задаче один раз при его первом использовании;
- необходимые пояснения формировать самостоятельно, по возможности кратко и ясно (не следует переписывать в качестве пояснений тексты из методических указаний или литературных источников).
Внимание! Работы, выполненные не по своему варианту, а также графики, выполненные без масштаба и наименований, не проверяются и не зачитываются.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Задача 1. Ориентировочный расчет надежности системы, состоящей из элементов различного типа
Условия задачи и исходные данные. Имеется изделие, состоящее из большого числа элементов различного типа и имеющих разные показатели интенсивности отказов. Для всех элементов справедлив экспоненциальный закон распределения наработки до отказа. Все элементы по признаку надежности соединены последовательно.
Исходные данные для каждого варианта приведены в табл. 1. Количество силовых трансформаторов N ст соответствует предпоследней цифре учебного шифра (цифре 0 соответствует N ст =10; цифре 1 соответствует N ст =1 и т. д.). Расчет следует выполнять по данным интенсивности отказов элементов, приведенным в табл. П.1 приложения.
|
|
|
Требуется:
1. Вычислить вероятность безотказной работы системы в течение заданного времени t.
2. Вычислить среднюю наработку до отказа Т ср.
Таблица 1
Наименование и количество элементов
| Последняя цифра шифра | Резисторы | Конденсаторы | Диоды | Транзисторы | Сило вые транс форма торы, шт | Дрос сели, шт | Катушка индуктив ности, шт | Вре мя рабо ты,t,ч | ||||||||||||||
| тип | шт | тип | шт | тип | шт | тип | шт | |||||||||||||||
| ВС-0,25 ВС-1 ВС-0,5 | слюдяные тантало-вые | выпрямите- льные точечные германиевые | мощные низкочас- тотные, маломо- щные низкочасто-тные германи- евые | Nст | ||||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 МЛТ-1 МЛТ-2 | керами- ческие тантало- вые | выпрямите льные точечные германиевые | мощные низкочас- тотные, маломо- щные низкочастотные германи- евые | Nст | ||||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 МЛТ-1 | слюдяные керами- ческие тантало-вые | выпрями- тельные плоскостные | маломощ- ные низкочас- тотные кремниевые | Nст | - | |||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 МЛТ-0,5 МЛТ-1 | слюдяные | точечные кремниевые выпрямительные | маломощ ные низкочас- тотные кремниевые | Nст | - | |||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 МЛТ-0,5 ПКВ-2 | керами-ческие тантало-вые | выпрямите- льные точечные германиевые | маломощ ные низкочас- тотные германие вые | Nст | ||||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 ПКВ-2 | керами-ческие тантало-вые | выпрямите- льные точечные кремниевые | мощные высокочас-тотные германие- вые | Nст | ||||||||||||||||||
| ВС-0,25МЛТ-1 МЛТ-2 | керами-ческие тантало-вые | импульсные точечные германиевые | маломощ ные низкочас- тотные германие- вые | Nст | ||||||||||||||||||
| МЛТ-0,5 МЛТ- | слюдяные тантало-вые | выпрямите-льные плоскостные | мощные низкочас- тотные германие- вые | Nст | - | |||||||||||||||||
| МЛТ-0,5 СПО-2 ПЭВ-10 | бумаж-ные | выпрямите-льные кремниевые повышенной мощности | мощные низкочас- тотные германие вые | Nст | - | |||||||||||||||||
| МЛТ-0,25 МЛТ-0,5 ПКВ-2 | керами-ческие тантало-вые | выпрямите- льные точечные германиевые | маломо щные низкочас-тотные германие- вые | Nст | ||||||||||||||||||
|
|
|
Задача 2. Расчет показателей надежности электротехнической установки
Условия задачи и исходные данные. Имеется установка «А», состоящая из четырех последовательно соединенных узлов. Схема расчета надежности установки изображена на рис. 1.
Все элементы установки равнонадежны и для них справедлив экспоненциальный закон распределения наработки до отказа. Интенсивность отказов элементов приведена в табл. 2. В узле «г» число элементов, необходимых для нормальной работы равно 2.
Требуется. 1. Вычислить и построить график изменения функции надежности узлов «а», «б», «в» и «г» установки «А» в течение 10000 ч с интервалом 2000 ч.
2. По результатам расчета вероятности безотказной работы узлов «а», «б» и «в» сделать вывод об эффективности различных видов резервирования.
3. Вычислить и построить график изменения функции надежности установки «А» в течение 10000 часов с интервалом 2000 ч.
4. Определить вероятность безотказной работы для системы из двух параллельно включенных установок «А» и «Б» по истечению года эксплуатации, если вероятность безотказной работы установки «Б» за год эксплуатации указана в табл. 3.
5. Определить годовую потребность запасных элементов для общего количества установок «С» согласно табл. 2 при заданной вероятности обеспечения запасными частями Р z = 0,95 и согласно табл. 3.
Исходные данные принимаются по табл. 2; 3 в соответствии с учебным шифром студента.
Исходные данные Таблица 2
| Исходные данные | Вариант (предпоследняя цифра учебного шифра) | |||||||||
| Интенсивность отказов l0,(1/ч)·10-6 | ||||||||||
| Общее количество установок С, шт |
Таблица 3
|
|
|
| Исходные данные | Вариант (последняя цифра учебного шифра) | |||||||||
| Вероятность безотказной работы установки «Б» | 0,91 | 0,90 | 0,92 | 0,93 | 0,91 | 0,92 | 0,90 | 0,91 | 0,94 | 0,93 |
| Заданная вероятность обеспечения запасными элементами Р z | 0,99 | 0,98 | 0,90 | 0,92 | 0,96 | 0,94 | 0,996 | 0,93 | 0,97 | 0,999 |
Рис. 1. Схема расчета надежности
|
|
|
