Визначальні випробування на надійність

 

Ознакою визначальних випробувань є те, що в результаті цих випробувань визначаються кількісні значення показників надійності випробовуваних пристроїв. Але за методами проведення і способами обробки результатів, а також за планом їх організації і умовами, в яких проводяться випробування, вони можуть бути різними.

Рис.5. Класифікація визначальних випробувань на надійність

Можлива класифікація визначальних випробувань може бути представлена так (див. рис.5).

За характером отримання оцінок, випробування можуть бути з метою одержання усереднення показників (середній наробіток на відмову, середній час поновлення і т.п.) та випробуваннями з метою отримання довіреного інтервалу для показника надійності.

Усереднені показники, як правило, дають достатнє для практики представлення про надійність виробу, особливо тоді, коли необхідно провести або порівняння виробів, або порівняння конструктивних варіантів.

Одержання середніх значень випадкової величини не передбачає серйозних ускладнень (за середнє значення приймається середнє арифметичне значення), цим і пояснюється широке розповсюдження в інженерній практиці середніх показників надійності. Але середнє значення випадкової величини не дає повного представлення про неї . Більш детальну інформацію про надійність можна отримати по довіреному інтервалу - інтервалу можливих значень показника надійності, котрим називається визначуваний показник з заданою довіреною ймовірністю.

За    характером    початкових    даних    визначальні    випробування    можуть    бути випробуваннями, які базуються на використанні інформації про відмови виробу (на так звані прямі  випробування),  інформації за непрямими  ознаками  відмов,  або в накопиченні інформації про відмови.

Непрямими ознаками може бути видалення надлишкового тепла, зміна струмів, які виходять з допустимі межі і т.п. За цими ознаками можна прогнозувати насування відмов і визначати прогнозовані показники надійності.

Принцип накопичення інформації полягає у тому, що інформація про надійність збирається з різних джерел. Кожне наступне випробування є метою уточнення показника надійності з використанням „апріорної"" інформації, тобто дослідної.

За умовами сповіщення випробування можуть бути випробуваннями в нормальних експлуатаційних режимах і в умовах , які прискорюють процес виникнення відмов . Прискорення випробувань має велике значення, так як головний недолік випробувань на надійність - їх велика тривалість.

За планами проведення випробування поділяються на наступні основні групи:

NUN - випробування, при якому випробовується N виробів, без поновлення до відмови всіх N випробовуваних виробів;

NUT - випробовується N виробів без поновлення на протязі часу Т;

NUr - випробовується N виробів без поновлення до появи г-відмов;

NRT, NRr - випробування з поновленням відмовивших виробів.

3a методами одержання кількісних показників надійності, випробування можуть бути побудовані тільки на основі експерименту (досліду) або базуватися на використанні розрахунків і експерименту . Такі випробування називають розрахунково-експериментальними.

Розглянемо визначальні випробування за планами NUN та NRr в нормальних умовах з визначенням середнього значення показника надійності

Ми вже знаємо, що при випробуваннях за планом NUN на випробування ставляться N виробів. Випробування ведуться до відмови всіх N виробів. Час відмови t_і - фіксується.

                                                                (1)

Середньоквадратичне відхилення Т відносно його середнього значення визначається як

                                          (2)

При числі N, яке дорівнює 8 і більше, і при t_і, яке підпорядковане експоненціальному закону, розподіл випадкової величини Т з достатньою для практики точністю наближається до нормального розподілу, тому число випробовуваних об'єктів можна визначити з формули (2). Для експоненціального закону σ(t) = Т, то з формули (2):

                                               (3)

Імовірність виникнення відмов при експоненціальному законі розподілу і тривалості випробувань

                                  (5)

де ln[l - Q(t)] = x (величину яку можна визначити з таблиці додатку в довідниках).

Скоротити довготривалість випробування можна шляхом збільшення числа випробовуваних виробів або зниження вимог до точності результатів випробувань,

Застосування поновлення відмовивших виробів дозволяє підвищити інформативність випробувань без збільшення числа випробовуваних виробів.

Середній наробіток на відмову при випробовуваних по плану NRr, тобто, при постановці на випробування N виробів з поновленням, до одержання r-відмов складає:

                                                              (6)

де  - сумарний наробіток випробовуваних виробів.

При відсутності врахування часу на поновлення:

                                                             (7)

де t_r - час фіксації останньої відмови.

Для визначення кількості випробовуваних виробів можна скористатися наступними виразами.

Середньоквадратичне відхилення середнього наробітку на відмову дорівнює:

де t - випадкова величина (час до відмови); N - число випробувань.

Проведення випробувань за планом NRr зменшує число випробувань виробів N за рахунок їх поновлення, та збільшує час випробувань. Збільшення числа випробовуваних виробів при випробуванні за планом NUN підвищує точність результатів випробувань, а при проведенні випробувань за планом NRr - скорочує час випробувань.

Процес випробувань корисно супроводжувати занесенням результатів випробувань на графік, який виконують в спеціальному масштабі. Саме масштаб підбирається таким, щоб функція розподілу досліджуваної випадкової величини виходила у вигляді прямої лінії.