Файл: Князев А.Д. Элементы теории надежности радиоэлектронной аппаратуры учеб. пособие.pdf

Г л а в а б

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ВНЕЗАПНЫХ ОТКАЗАХ

Как отмечалось, надежность изделия при внезапных от­ казах поддается расчету, если известны величины интенсивностей отказов его элементов. При этом нет необходимо­ сти анализировать структурную схему изделия, если не ис­ пользуется резервирование. При постепенных отказах рас­ чет надежности значительно осложняется, поскольку надо знать несколько (не менее двух) параметров надежности каждого элемента изделия. Кроме того, необходим анализ структуры схемы изделия с целью выявления функций из­ менения параметров схемы во времени при воздействии ок­ ружающей среды. Вследствие трудностей такого анализа удовлетворительное решение реализуется, как правило, лишь в частных случаях при достаточно простой схеме из­ делия. Поэтому практическое распространение получил только расчет надежности по внезапным отказам в предпо­ ложении, что они независимы друг от друга. В настоящей главе рассмотрим особенности этого расчета.

При расчете надежности по внезапным отказам принято считать, что сложное изделие (например, радиоэлектрон­ ный аппарат), состоящее из т. элементов, отказывает пол­ ностью, если из строя выходит хотя бы один элемент. Это значит, что по «схеме надежности» все m элементов изде­

Предполагая, что интенсивность отказов каждого эле­ мента в период его нормальной эксплуатации постоянна

96

(1; = const), можно преобразовать зависимость (6-1) в зави­ симости (3-26), .(3-27) и (3-28).

m

Рсист (І) = е - 'Ч К, = J]**; Zucn = -^" -

Это означает, что все внезапные отказы элементов склады­ ваются в один общий поток отказов с интенсивностью, рав­ ной сумме интенсивностей отдельных потоков.

Такое же правило сложения интенсивностей отказов справедливо и для расчета надежности за некоторое время At, состоящее из разных промежутков времени, например, At\ и АІ2, выбранных произвольно, но находящихся в пре­ делах времени нормальной эксплуатации изделия. Посколь­ ку ^-характеристика каждого элемента постоянна во време­ ни, то в этом случае надежность системы

При расчете надежности изделия необходимо учитывать реальные условия работы его элементов. Как уже отмеча­ лось, интенсивность отказов изделия можно уменьшить, ес­ ли облегчить электрические и тепловые режимы его эле­ ментов и степень воздействия окружающей среды. Обычно считается, что более жесткие условия работы элементов, например, при повышенной температуре окружающей сре­ ды, приводят к увеличению значения ^-характеристики на новом фиксированном уровне относительно номинального режима. Если условия работы элемента возвращаются к ис­ ходному состоянию, то и Х-характеристика возвращается к прежней величине. Для оценки каждого фиксированного уровня интенсивности отказов используется относительный коэффициент интенсивности а\ (зависимость (5-5)), кото­ рый указывается в справочниках по надежности.

Характер изменения коэффициента сц от температуры окружающей среды представлен для некоторых случаев на рис. 50 — рис. 54. На тех же графиках коэффициент на­ грузки Кп используется в качестве параметра. Чтобы знать

экспериментальным данным. При этом важно знать дейст­ вительные нагрузки элементов с учетом времени работы в

SD'E/

50'ùJ

Wey

Рис. 51. Зависимость относительного коэффи­ циента .интенсивности отказов транзисторов германиевых (а) к кремниевых (б) от изме­ нения температуры окружающей среды и ве­ личины электрической нагрузки

10 ZO 30 40 50 60 70 SO 90 100 НО 120 130 mV G

Рис. 52. Зависимость относительного коэффициента интенсивности отказов резисторов типа МЛТ и подобных от .изменения температуры окружаю­ щей среды и величины электрической нагрузки

ІОО

Рис. 53. Зависимость относительного коэффициента интенсивности отказов конденсаторов типа КБГ и подобных от температуры окружающей среды и величины рабочего напряжения по отношению к номииальному

«Ol

отказов конденсаторов со слюдяной изоляцией типа КСО и ОКСО

102