Методы оценки показателей надёжности РЭУ

 

1. Что в теории и практике надёжности технических изделий понимают под наработкой, в каких единицах она измеряется?

Под наработкой в общем случае понимают продолжительность работы изделия, выраженную в часах, циклах переключения или других единиц в зависимости от вида и функционального назначения изделия.

 

2.  Что понимают под наработкой до отказа РЭУ и их элементов?

 

Под наработкой до отказа понимают суммарную наработку изделия от момента вступления в работу (эксплуатацию) до возникновения первого отказа.

 

3. В чём состоит суть конструктивного отказа РЭУ или элемента?

Под конструктивным понимают отказ, возникающий по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования.

4. В чём состоит суть производственного отказа РЭУ или элемента?

 

Под производственным понимают отказ, связанный с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта.

5. В чём состоит суть эксплутационного отказа РЭУ или элемента?

Под эксплуатационным понимают отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил или условий эксплуатации.

6. В чём состоит суть деградационного отказа РЭУ или элемента?

Под деградационным понимают отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и норм проектирования, изготовления и эксплуатации.

 

7. Чем постепенный отказ РЭУ отличается от внезапного отказа?

 

Внезапный отказ (ранее называемый также мгновенным) – это отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значения одного или нескольких параметров изделия.

 

Под постепенным (ранее называемым также параметрическим) понимают отказ, возникающий в результате постепенного, обычно непрерывного и монотонного изменения значения одного или нескольких параметров изделия.

 

Четкой границы между внезапным и постепенным отказами провести не удается. В [21] дано следующее определение внезапного отказа: это отказ, наступление которого не может быть предсказано предварительным контролем или диагностированием.

 

8. Привести пример РЭУ (узла), в котором элементы с точки зрения надёжности соединены параллельно.

 Параллельное соединение элементов. В этом случае отказ устройства наступает лишь при отказе всех элементов. Эта модель обычно характерна для устройств или частей РЭУ, имеющих резервирование.

 

 

9. В чём проявляется случайный характер наработки изделий до отказа?

 

По своей физической природе отказ – событие случайное. Случайной величиной, описывающей отказ, является наработка до отказа.

 

10. Что подразумевают, когда говорят (пишут): «математическая модель отказа РЭУ (элемента)»?

 

Это значит, что время до отказа или время безотказной работы РЭУ (элемента) неплохо описывается заданной математической моделью.

 

11. Через какие другие свойства может проявляться надёжность как сложное свойство изделий радиоэлектроники?

В зависимости от назначения и условий применения надежность может проявляться через одно или несколько свойств из числа:

-безотказность

-ремонтопригодность

-долговечность

-сохраняемость

 

12. Какую смысловую нагрузку несёт слово «единичный» в понятии «единичный показатель надёжности»?

 

Под единичным понимают такой показатель, который характеризует одно из свойств, составляющих надежность изделия.

Слово «единичный» подчеркивает то, что с помощью этих показателей мы получаем информацию только об одном конкретном свойстве.

 

13. Какую смысловую нагрузку несет слово «комплексный» в понятии «комплексный показатель надежности»?

 

Комплексный показатель характеризует несколько свойств, составляющих надежность изделия.

 

14. Приведите два примера комплексных показателей надёжности ремонтируемого РЭУ.

 

В инженерной практике комплексные показатели надёжности известны под названием эксплуатационные коэффициенты надежности.

а) коэффициент готовности Kг – вероятность того, что РЭУ окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение РЭУ по назначению не предусматривается.

б) коэффициент простоя К_п характеризует расход времени на раздичные непроизводственные затраты.

 

15. Что означает запись в технической документации: «95-процентная наработка устройства до отказа составляет не менее 500 ч»?

 

Это означает, что у 95% изделий данного вида в течение суммарной наработки, равной 500ч, отказ не возникнет.

 

16. В чём для изделий радиоэлектроники заключается отличие показателя «наработка на отказ» (полное название «средняя наработка на отказ») от показателя «средняя наработка до отказа»?

 

Наработка на отказ Т_о- имеет физический смысл только применительно к восстанавливаемым устройствам, т.к. представляет собой среднее время безотказной работы между 2мя соседними отказами.

t_i – интервалы безотказной работы РЭУ

m – число отказов РЭУ

 

Наработка до отказа Т_ср- среднее время безотказной работы до первого отказа.

Т_i – время безотказной работы i-го экземпляра

N – кол-во экземпляров

 

 

17. С помощью каких временных понятий судят о долговечности изделий?

 

О долговечности изделий судят по таким понятиям как ресурс и срок службы.

 

Ресурс – суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние при необходимости с перерывами для техобслуживания и ремонта.

 

Срок службы – календарная продолжительность от начала эксплуатации изделия до его перехода в предельное состояние.

 

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

 

20. Чем для устройства отличаются понятия «гамма-процентный ресурс» и «гамма-процентная наработка до отказа»?

 

 Под «гамма-процентным ресурсом» понимают суммарную наработку изделия от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние. (Под предельным понимают такое состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна). Под «гамма-процентной  наработкой до отказа» понимают наработку, в течении которой отказ в изделии не возникает с вероятностью гамма, выраженной в процентах, т.е. эта есть такая минимальная наработка до отказа, которую будут иметь гамма процентов изделий данного вида.

 

21. Чем отличаются друг от друга следующие показатели надёжности: 95-процентная наработка до отказа, 95-процентный ресурс, 95-процентный срок службы, 95-процентный срок сохраняемости?

 

95-процентная наработка до отказа – наработка, в течение которой отказ в изделии не возникнет с вероятностью 95%

95-процентный срок службы – минимальный срок службы, который имеет 95 % изделий данного типа.

95-процентный срок сохраняемости – минимальный срок сохраняемости,который имеет 95 % данного изделии

 

22. Чем отличается срок сохраняемости элемента от срока службы?

 

Под сроком сохраняемости понимают календарную продолжительность хранения и (или) транспортирования изделия, в течение которой сохраняются в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность изделия выполнять заданные функции.

Срок службы - календарную продолжительность от начала эксплуатации изделия или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

 

23. Поясните, почему для вероятности отказа q за время t справедливо выражение q(t) = F(t), где F(t) – функция распределения времени до отказа, найденная для времени t?

 

Ответ не найден

 

24. Что подразумевают, когда говорят (пишут): для элемента (или устройства) справедлив «экспоненциальный закон надежности»?

 

 Имеют ввиду, что время до отказа распределено по экспоненциальной модели.

 

25. Чем объясняется наличие периода приработки на типичной λ- характеристике РЭУ?

 

Объясняется большим числом отказов из-за грубых дефектов производства.

 

26. Укажите примерную продолжительность периода приработки и периода нормальной эксплуатации на λ – характеристики РЭУ, например телевизора.

 

  периода приработки – десятки-сотни часов

  периода нормальной эксплуатации – тысячи-десятки тысяч часов

 

27. В чём состоит физический смысл коэффициента готовности РЭУ?

 

Вероятность того, что РЭУ окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение РЭУ по назначению не предусматривается.

Физически коэффициент Кг показывает средний процент РЭУ данного  вида, находящихся в работоспособном состоянии в  любой момент времени.

 

28. Укажите возможный диапазон и размерность интенсивности отказов типовых элементов РЭУ.

 

Размерность интенсивности  отказов [λ] = 1/ч = ч^-1.

Интенсивность отказов современных элементов занимает диапазон 10^–10...10^–5  1/ч

 

29. О чём судят по значению коэффициента электрической нагрузки элемента?

 

По этому значению судят о степени электрической нагруженности элементов относительно их номинальных или предельных возможностей, указанных в ТУ

 

30. Укажите примерный оптимальный диапазон значений коэффициента электрической нагрузки типовых элементов РЭУ.

 

0,05….0,1

 

31. Чем отличаются способы задания справочной интенсивности отказов в технической документации  транзистора и разъёма

 

Для разъемов интенсивность отказов задается значением лямбда, приходящимся на один штырь разъема при номинальном токе через штырь.

 

32. Чем объясняется слабое влияние на безотказность ИМС степени её интеграции?

 

Объясняется тем, что значительный вклад в ненадежность ИМС вносят корпус и межсоединения, а таковые имеют, как правило, все ИМС.

 

33. Как на практике выполняется корректировка справочных интенсивностей отказов элементов РЭУ с учётом электрического режима и условий их работы?

 

На практике с целью повышения надежности РЭУ к-ты нагрузки элементов выбирают меньше единицы, а условия эксплуатации элементов оказываются более жесткими, нежели нормальные

 

34. Как оценить безотказность РЭУ, зная характеристики безотказности элементов в рабочем режиме?

 

 

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

36. Как учитывают разные законы распределения времени до отказа при оценке надёжности РЭУ?

 

37. Какие причины влияют на уровень параметрической надежности РЭУ?

 

38. Что понимают под эксплуатационной надежностью РЭУ?

 

По Пасынкову и Сорокину – комплексное св-во изд, при описании кот-го польз показ-ми надежности.

 

39. Чем объясняется, что эксплуатационная надежность РЭУ в большинстве случаев оказывается ниже расчётного значения?

 

1- Инзкая культура производства

2- Игнор факторов цикл работы устройства

 

40. В чём состоит отличие резервирования замещением от постоянного резервирования?

 

Отличие в способе подкл дополнительных элементов к основным до вступления дополнительных в работу.

 

41. Что понимают под кратностью резерва?

 

К=кол-во рез-х/кол-во основных

 

42. В чём состоят достоинства и недостатки постоянного резервирования?

 

+: простота тех реализ

  Отсутствие перерыва в работе

-: измен-е электр р-ма при отказе элемента резерва

 

43. В чём состоят достоинства и недостатки резервирования замещением?

 

Не давал он, а книги у мя нет

 

44. В каких случаях эффективен последовательный способ соединения элементов резервируемого узла при постоянном резервировании?

 

Когда чаще КЗ

 

45. В каких случаях резервирование замещением применять не имеет смысла из-за того, что не будет эффекта?

 

Когда элемент сильно нагружен (см. график в конспекте)

 

46. Запишите формулу, отражающую суть «экспоненциального закона надёжности».

 

Y=e^{-лямбда*t}

 

47. Что понимают под минимальной наработкой изделий, какие возможности изделия она описывает?

 

Потерял листики

 

48. Что понимают под назначенным ресурсом (сроком службы)?

 

49. Что понимают под установленным ресурсом изделий? Почему установленный ресурс не имеет физического смысла и не используют для элементов?

 

@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

 

50. В каких случаях при расчётах безотказности необходимо принимать во внимание цикличность работы изделия?

 

Цикличность работы изделия принимается во внимание при расчётах безотказности РЭУ во всех случаях, когда частота циклов работы РЭУ F_ц ≥ 1цикл/ч.

где N_ц – количество циклов за время t.

 

51. Перечислите схемотехнические методы повышения надёжности РЭУ

 

а) Выбор электрических принципиальных схем, содержащих минимальное число элементов.

б) Выбор электрических принципиальных схем, выходные характеристики которых слабо зависят от изменения напряжения питания и разброса параметров элементов.

в) Выбор электрических принципиальных схем, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, особенно температуры

 

52. В чём суть повышения надёжности РЭУ априорным ограничением коэффициентов нагрузки элементов?

 

Интенсивность отказов многих элементов является нелинейной функцией окружающей температуры Т_окр и коэффициента нагрузки  К_н, т.е.

Поэтому, чтобы избежать резкого броска интенсивности отказов из-за изменения температуры, априорно ограничивают предельное значение коэффициента нагрузки.

 

53. Как определять коэффициенты электрической нагрузки элементов с учётом производственного разброса параметров элементов и питающих напряжений?

 

Максимальный коэффициент нагрузки К_{Н mах} должен быть определен из условия наиболее неблагоприятного сочетания отклонений от номинала параметров элементов, источников питания и внешних нагрузок, т. е. для экстремального режима работы элемента. В сложных случаях определения К_{Н max} целесообразно использовать ЭВМ, применяя покаскадный расчет экстремальных режимов нагрузки элементов.

 

54. Как определять коэффициенты электрической нагрузки элементов с учётом режимов работы по постоянному и переменному току и импульсных нагрузок (на примере резисторов и конденсаторов)?

 

При использовании формулы  надо принимать во внимание нагрузку по постоянному току, а также нагрузку по переменной и импульсной составляющей тока. Для резисторов:

Аналогично для конденсаторов.

 

55. Как определять коэффициенты электрической нагрузки резисторов, ППП и ИМС с учётом реальных температурных нагрузок?

 

В данном случае пользуются номограммами(семействами кривых) для каждой из этих групп элементов

В иных случаях пользуются формулами:

     b =1…2 – все кроме конд-ров b =3…5 – конд-ры

 

56. Перечислите методы повышения надёжности РЭУ на этапе проектирования

 

1. Удачность конструктивного исполнения РЭУ (удачность компоновки).

2. Выбор для конструкции высоконадёжных комплектующих элементов и изделий, защита их от воздействия дестабилизирующих факторов.

3. Правильный выбор элементов с точки зрения их устойчивости и стойкости к действию факторов окружающей среды. Очень важно обеспечить какие-то запасы по температуре, уровню механических воздействий и т.д.

4. Правильный выбор электрических режимов   работы элементов. Недопустимо использовать элементы с коэффициентом электрической нагрузки К н > 1.

5. Правильный выбор материалов конструкции. Старение материалов должно быть таким, чтобы их долговечность (ресурс, срок службы) отвечала требованиям надёжности.

6. Использование для изготовления конструкций проверенных, совершенных технологических процессов.

7. Правильный (удачный) выбор электрических схем.

8. Использование резервирования. Его можно рассматривать как крайнюю вынужденную меру, так как резервирование, наряду с повышением надёжности, ухудшает ряд других показателей качества устройства (увеличиваются габариты, масса, стоимость)

 

57. Что понимают «под расчётом норм надёжности»?

 

Расчет норм надёжности – инженерный расчет основных параметров надёжности для периода нормальной эксплуатации.

 

58. Дайте физическое объяснение, почему априорное ограничение коэффициентов нагрузки элементов заметно повышает реальный уровень безотказности РЭУ

 

Ограничение коэффициентов электрической нагрузки элементов предотвращает перегорание(разрушение структуры) элементов вследствие неправильных электрических режимов и других воздействий. Чтобы избежать резкого броска интенсивности отказов из-за изменения температуры, априорно ограничивают предельное значение коэффициента нагрузки.