Структурно-логический анализ

Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно - логические схемы надежности ТС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно - логическая схема представляет собой совокупность ранее выделенных элементов, соединенных друг с другом последовательно или параллельно. Критерием для определения вида соединения элементов (последовательного или параллельного) при построений схемы является влияние их отказа на работоспособность системы.

Последовательным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента приводит к отказу всей системы (рис. 2 1).

Параллельным (с точки зрения надежности) считается соединение, при котором отказ любого элемента не приводит к отказу системы, пока не откажут все соединенные элементы (рис. 2.2).

Рис. 2.1 Последовательное Рис. 2.2. Параллельное соединение

соединение элементов элементов

Определенная аналогия здесь прослеживается c электрической цепью, составленной из проводящих элементов (исправный элемент пропускает ток, отказавший не пропускает): работоспособному состоянию системы соответствует возможность протекания тока от входа до выхода цепи.

Структурная схема надежности не всегда аналогична конструктивной или электрической схеме расположения элементов. Например, подшипники на валу редуктора работают конструктивно параллельно друг с другом, однако выход из строя любого из них приводит к отказу системы. Аналогично действие индуктивности и емкости параллельного колебательного контура в селективных каскадах радиоэлектронных систем. Указанные элементы с точки зрения надежности образуют последовательное соединение.

Кроме того, на структуру схемы надежности может оказывать влияние и вид возникающих отказов. Например, в электрических системах для повышения надежности в ряде случаев применяют параллельное или последовательное соединение коммутирующих элементов (рис. 2.3). Отказ таких изделий может происходить по двум причинам: обрыва (т.е. невозможности замыкания цепи) и замыкания (т.е. невозможности разрыва соединения). В случае отказа типа «обрыв» схема надежности соответствует электрической схеме системы (при “обрыве” любого коммутатора при последовательном их соединении возникает отказ, при параллельном - все функции управления будет выполнять исправный коммутатор). В случае отказа типа “замыкание” схема надежности противоположна электрической (в параллельном включении утратится возможность отключения тока, а в последовательном общего отказа не происходит).

1 2

Рис. 2.3. Электрические и структурные схемы соединения коммутационных элементов при различных видах отказов.

В целом анализ структурной надежности, как правило, включает следующие операции:

1.Анализируются устройства и выполняемые системой и ее составными частями функции, а также взаимосвязь составных частей.

2.Формируется содержание понятия «безотказной работы» для данной конкретной системы.

3.Определяются возможные отказы составных частей и системы, их причины и возможные последствия.

4.Оценивается влияние отказов составных частей системы на ее работоспособность.

5. Система разделяется на элементы, показатели надежности которых известны.

6. Составляется структурно-логическая схема надежности системы, которая является моделью ее безотказной работы.

7. Составляются расчетные зависимости для определения показателей надежности системы с использованием данных по надежности ее элементов и с учетом структурной схемы.

В зависимости от поставленной задачи на основании результатов расчета характеристик надежности делаются выводы и принимаются решения о необходимости изменения или доработки элементной базы, резервировании отдельных элементов или узлов, об установлении определенного режима профилактического обслуживания, о номенклатуре и количестве запасных элементов для ремонта и т.д.

Лекция 8.

Системы с последовательным соединением элементов.

Системы с параллельным соединением элементов.