3.4. Показатели долговечности объектов

Для введенного в п. 1.2 понятия «долговечность» используются следующие показатели: срок службы Т_сл, ресурс Т_р, назначенный ресурс Т_н.р, средний ресурс Т_р.ср, гамма-процентный ресурс Т_γ.

Срок службы Т_сл – календарная продолжительность эксплуатации объекта от её начала до наступления предельного состояния.

Ресурс Т_р – наработка объекта от начала эксплуатации до наступления предельного состояния (может быть расстояние и время).

Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов. Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.

Назначенный ресурс Т_н.р – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от технического состояния (есть ряд объектов, которые снимаются с эксплуатации при выработке назначенного ресурса).

На рис. 3.3 приведена графическая интерпретация перечисленных показателей, при этом:

t₀ = 0 – начало эксплуатации;

t₁, t₅ – моменты отключения по технологическим причинам;

t₂, t₄, t₆, t₈ – моменты включения объекта;

t₃, t₇ – моменты вывода объекта в ремонт, соответственно, средний и капитальный;

t₉ – момент прекращения эксплуатации;

t₁₀ – момент отказа объекта.

рис. 3.3. Схема эксплуатации объекта

Технический ресурс (наработка до отказа):

Т_Р = t₁+ (t₃ – t₂ ) + (t₅ – t₄) + (t₇ – t₆) + (t₁₀ – t₈). (3.34)

Назначенный ресурс:

Т_н.р = t₁ + (t₃ – t₂) + (t₅ – t₄) + (t₇ – t₆) + (t₉ –t₈). (3.35)

Срок службы объекта Т_сл = t₁₀.

Для большинства объектов в качестве критерия долговечности чаще всего используется технический ресурс.

Средний ресурс Т_р.ср (средний срок службы Т_сл.ср) – среднее значение ресурса (срока службы) совокупности объектов одного типа, размера и использования:

, (3.36)

. (3.37)

Гамма-процентный ресурс Т_γ – наработка, с течением которой изделие не достигает предела состояния с заданной вероятностью :

. (3.38)

рис. 3.4. Функции F(T_γ) и f_p(t)

Гамма-процентный ресурс Т_ = 90 % означает, что данное изделие проработает до своего предельного состояния с вероятностью более 90 % либо выйдет из строя с вероятностью 10 %.

Пример 3.3. Для протяжного станка задан гамма-процентный ресурс

Т_ = 99 %. Определить необходимый показатель интенсивности отказов, время эксплуатации (срок службы) Т = 12 000 ч.

Решение:

Р(t) = e ^–t; ;Р(t) = 0,99; ч^–1.

Пример 3.4. Наработка до отказа t для 10 персональных компьютеров составила в часах: 21, 42, 68, 36, 18, 49, 16, 22, 74, 18. Вычислить надёжность персонального компьютера в течение 40 ч и определить интенсивность отказов в период между 20 и 50 ч работы и среднюю наработку до отказа.

Решение:

ч,

ч^–1.

Считается, что компьютеры работают в течение периода нормальной эксплуатации, для которого выполняются условия:

,

При (t) = const

.

Значение Т₀ находят путём подстановки f(t) в последнее уравнение:

ч;

^ч–1;

.