系统可靠性模型和可靠计算PPT学习教案

1、会计学1系统可靠性模型和可靠计算系统可靠性模型和可靠计算沈阳理工大学装备工程学院系统非工作储备系统并联系统串联系统工作储备系统r/n表决系统纯并联系统理想旁联系统非理想旁联系统第2页/共34页沈阳理工大学装备工程学院12n第3页/共34页沈阳理工大学装备工程学院12n 纯并联系统，即多个单元完成同一任务的组合。所有单元同时工作，弹其中任何一个单元都能单独支撑整个系统的运行，只要系统中不是全部单元都失效，系统就可以正常运行。当采用串联系统的设计不能满足设计指标要求时，可采用贮备系统的设计来提高可靠性水平。第4页/共34页沈阳理工大学装备工程学院12rn第5页/共34页沈阳理工大学装备工程学院A1

2、A2第6页/共34页沈阳理工大学装备工程学院 基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续时间和概率。基本可靠性模型是用来估计产品及组成元件引起的维修及保障要求。它是一个串联模型，即使存在冗余单元，也按串联处理。系统中任一单元发生故障都需要维修或更换。储备元件越多，系统的基本可靠性越低。 任务可靠性：产品在规定的任务剖面内，完成规定功能的能力。任务可靠性模型是用以估计产品在执行任务过程中规定功能的概率，描述完成任务过程中产品各单元的预定作用，用以度量工作有效性的模型。储备元件越多，系统的任务可靠性越高。 可靠性模型：是为预计或估算产品的可靠性所建立的数学模型和可靠性框图。第7页/共34页沈阳理工大

3、学装备工程学院系统的结构框图与可靠性框图第8页/共34页沈阳理工大学装备工程学院AB管子阀门系统结构框图AB系统流通时的可靠性框图系统截流时可靠性框图AB系统能可靠的流通属于正常工作状态系统的截流状态属于正常工作状态第9页/共34页沈阳理工大学装备工程学院隔爆机构隔爆机构A隔爆机构B引信隔爆机构结构框图隔爆机构A隔爆机构B隔爆机构A引信保险状态的可靠性框图隔爆机构A隔爆机构B引信解除状态的可靠性框图两套保险有一套正常工作隔爆机构正常两套保险机构都解除保险机构正常工作第10页/共34页沈阳理工大学装备工程学院12n4.2 各系统可靠性模型可靠度计算 设系统的失效时间为T，组成该系统的各单元的失效

4、时间随机变量为ti，i=1,2.n,第11页/共34页沈阳理工大学装备工程学院TtTtTtPRns211niisRR 在串联系统中，系统可靠地运行必须要求每个单元的失效时间都要大于系统的失效时间，即系统的可靠度是每个单元的失效时间大于系统失效时间同时发生的概率。TtPTtPTtPRns21则系统的可靠度为第12页/共34页沈阳理工大学装备工程学院第13页/共34页沈阳理工大学装备工程学院S1S2Sn 设系统失效时间随机变量为T，系统中第i个单元失效时间随机变量为ti，则对于n个单元所组成的纯并联系统的失效概率为：TtTtTtPFns21第14页/共34页沈阳理工大学装备工程学院 )-1 (-1

5、1tRRniisTtPTtPTtPFns21其中TtPi是第i个单元的失效概率Fi(t)，即 tRTtPtFiii1 niistRtF11第15页/共34页沈阳理工大学装备工程学院)1 ()1(RnRRRnns例：2/3表决系统123D 三个单元的冗余系统，要求同时至少有二个单元正常工作，整个系统能正常工作。求右图2/3表决系统的可靠度Rs。第16页/共34页沈阳理工大学装备工程学院 TtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPTtPRs321321321321第17页/共34页沈阳理工大学装备工程学院 3322113213332122321113213213213213

6、213211RFRFRFtRtRtRRFtRtRtRRFtRtRtRRFtRtRtRtRtRtRtFtRtRtRtFtRtRtRtFtRtRtRtRs若三个单元的可靠度都相同为R时 3232331RRRFRtRs 32)1(323)1 (3RRRRRtRns第18页/共34页沈阳理工大学装备工程学院rrnrnnnnnsFRCFRCFnRRR2221第19页/共34页沈阳理工大学装备工程学院S1S2S3第20页/共34页沈阳理工大学装备工程学院A1A2 冷贮备系统：当工作单元工作时，备用或待机单元完全不工作，一般认为备用单元在贮备期间失效率为零，贮备期长短对以后的使用寿命无影响。 热贮备系统：当

7、工作单元工作时，备用或待机单元不是完全地处于停滞状态。实际工作中，不管是冷贮备还是热贮备，备用单元在贮备期间的失效率都不等于零。第21页/共34页沈阳理工大学装备工程学院C12n 理想旁联系统运行到规定的时间t（两种情况）：1）第一单元单独运行到时间t；2）第一单元在t1时发生故障，第二单元接着运行至规定的时间t。非工作贮备系统分为：理想旁联系统和非理想旁联系统第22页/共34页沈阳理工大学装备工程学院1211)(tttttPttPtRs tsdtttRtftRtR011211)(1211)(tttttttPtRs系统的可靠度为：第23页/共34页沈阳理工大学装备工程学院C12 1111ttt

8、tttttPtRcs 非理想旁联系统成功模型：（两种情况）：1）第一单元单独运行到时间t（不考虑开关失 效问题）；2）当t1t时，第二个单元通过开关投入运行，tct1和t2t-t1两个时间同时发生。 tcsdtttRtRtftRtR011211第24页/共34页沈阳理工大学装备工程学院全概率公式法 首先选出系统中的主要单元，然后把这个单元分成正常工作与故障两种状态，再用全概率公式计算系统的可靠度。 可靠度为：Rs=RE R(S|RE) +R (S|FE) FEDECAB第25页/共34页沈阳理工大学装备工程学院DCABDCABE单元可靠的条件下，系统能正常工作的概率DBCAEFFFFRSR11

9、E单元不可靠的条件下，系统能正常工作的概率DCBADCBAERRRRRRRRFSRDCBADCBAEDBCAEEEEESRRRRRRRRFFFFFRFSRFRSRRR11第26页/共34页沈阳理工大学装备工程学院4.3 弹药系统可靠性模型 弹药的定义第27页/共34页沈阳理工大学装备工程学院弹药的一般组成引信装药弹体发射装药药筒点火具第28页/共34页沈阳理工大学装备工程学院弹药系统可靠性模型弹药系统弹药系统安全性弹药系统作用可靠性弹药系统贮存可靠性发射周期前安全性发射周期内安全性安全距离内安全性威 力密 集 度射 程 发火可靠性以失效率表示以可靠度表示以贮存寿命表示一般弹药系统的可靠性指标分为安全性、作用可靠性与贮存可靠性。第29页/共34页沈阳理工大学装备工程学院着发机构保险机构延期解除保险机构隔爆机构爆炸序列引信系统可靠性模型第30页/共34页沈阳理工大学装备工程学院以贮存寿命表示引信可靠性引信安全性引信作用可靠性引信贮存可靠性发射周期前安全性发射周期内安全性安全距离内安全性发火可靠性延期可靠性自炸可靠性 近炸可靠性以失效率表示以可靠度表示弹道安全可靠性第31页/共34页沈阳理工大学装备工程学院A2触发机构正常状态B2雷管正常作用状态C2隔爆机构正常状态C3隔爆机构欠隔离状态（提早或不能隔爆）A2B2非隔爆型引信作用可靠性框图B2A