Работоспособность: анализ области работоспособности

Рассмотрим область работоспособности изделия в представлениях n-мерного фазового пространства (рисунок 6.1). Границы области G зависят от требований к изделию. Более высокие требования к его выходным параметрам сужают область работоспособности.

Рисунок 7.1 - Области работоспособности исостояний изделия

На рисунке 6.1 показаны две области работоспособности изделия G1—для обычных и G2—для более жестких техниче­ских условий на параметры изделия.

Следует различать действительную G и расчетную G', которая диктуется требо­ваниями ТУ.

Из рисунке 7.1 видно, что между областями действительной G₁, и расчетной G ₁ работоспособностей изделия имеется разница. В зависимости от соотношения их границ может существовать область неиспользованных возможностей A, когда по ТУ изделие считается потерявшим работоспособность, хотя оно еще может функционировать, и область неучтенных параметров В, когда согласно ТУ можно эксплуатировать изделие, которое в действительности уже стало неработоспособным.

Процесс потери работоспособности характеризуется фазовой траекторией случайного процесса Х (t). Например, для процесса Xi (t) i-го изделия при t = t₃ считается, что произошел отказ, согласно требований ТУ, а при t = t₄ изделие действительно потеряло работоспособность. Область, в которой могут с определенной вероятностью находиться реализации процесса Х (t), назовем областью состояний. Она определяет возможные состоя­ния изделия, которые оцениваются значениями выходных параметров, т. е. в общем виде вектор-функцией Х (t).

Существует понятие об устойчивости изделия к отказам, что особенно важно при высо­ких требованиях к надежности.

Если эта область состояний С_t является частью области работоспособности G, т. е. его подмножеством, то изделие будет устойчиво по отношению к отказам, так как вероятность его возникновения F (t) = 0.

Вероятность возникновения отказа наступит лишь после того момента времени, когда будет возможно пересечение множеств Gt. и G Кн =1. До этого периода времени работа изделия будет протекать в устойчивой зоне по отношению к отказам и запас устойчивости может характеризоваться значением запасf надежности Кн < 1.

Значение t = Тр, при котором станет К (t) = 1, будет являться ресурсом изделия по данному параметру или по их совокупности. Если изделие находится в об­ласти устойчивости, то гарантируется его безотказная работа. Однако такое состояние достигается, как правило, за счет большого запаса надежности элементов изделия, что связано со значительными материальными затратами при его производстве.

Лекция 8. Источники информации по надежности. Испытания на надежность: объекты, виды и методы испытаний