Раздел 6. Испытания на надежность

Лекция № 37

ИСПЫТАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ.

ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И ОБЪЕКТЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ.

СОКРАЩЕНИЕ ОБЪЕМА ВЫБОРКИ, СОКРАЩЕНИЕ

ВРЕМЕНИ ИСПЫТАНИЙ

Существуют четыре разновидности задач, решаемых при проведении испытаний:

1. Выбор материала и конструктивно-технологических параметров изделий.

2. Оптимизация технологического процесса.

3. Проверка соответствия изделий стандартам.

4. Контроль качества выпускаемых изделий.

Испытания опытного и серийного образцов (схема).

Виды испытаний опытных образцов (схема). Виды испытаний серийных образцов (схема).

Классификация основных методов испытаний на надежность (рис.).

Сокращение объема испытаний на надежность проводят в основном по двум направлениям:

1. Сокращение объема выборки.

2. Сокращение времени испытаний.

Сокращение объема выборки дает уменьшение объема испытаний, однако приводит к понижению точности оценки, что выражается в увеличении дисперсии оценки искомого параметра. Нижний предел дисперсии нормального закона распределения определяется формулой (), который должен быть скорректирован в соответствии с уточненным значением коэффициента вариации по формуле (). На рис. показана зависимость объема выборки от коэффициента вариации.

Сокращение времени испытаний осуществляется на основе трех физических принципов надежности:

а) принципа Седякина;

б) гипотезы Майнера;

в) принципа наследственности.

Схема классификации сокращения времени испытаний приведена на рисунке (рис.).

Основные требования к проведению испытаний на надежность.

Лекция № 38

ФОРСИРОВАННЫЕ (УСКОРЕННЫЕ) ИСПЫТАНИЯ

НА НАДЕЖНОСТЬ. ИСПЫТАНИЯ С ФОРСИРОВАНИЕМ

НАГРУЗОЧНОГО РЕЖИМА, ЧАСТОТЫ, ТЕМПЕРАТУРЫ

 

К форсированным относятся испытания, при которых применяемый нагрузочный режим превосходит номинальный эксплуатационный режим.

Основной проблемой при разработке методов форсированных испытаний является выбор предельно допустимого нагрузочного режима и определение метода пересчета результатов испытаний с форсированных нагрузок на номинальный режим. Показатели надежности при нормалтьном и ускоренном режимах испытаний определяются формулой (формула).

При экспоненциальном распределении для вероятности безотказной работы эта зависимость запишется в виде (формула).

Понятие о коэффициенте ускорения (формулы).

Уравнение эквивалентности ускоренных и нормальных режимов по накоплению усталостных повреждений при испытаниях (зависимости).

Зависимость эквивалентности по накоплению усталостных повреждений в функции числа циклов испытаний (формулы).

Ускоренные испытания с форсированием нагрузочного режима наиболее экономичны, поскольку реализуются принципы экстраполяции. Математическая модель методики может быть построена на основании гипотезы линейного суммирования повреждений. Методы экстраполяции при этом разделяются по двум основным признакам:

1. По типу экстраполяционного уравнения.

2. По способу их реализации.

Используются следующие типы уравнений (формулы):

- на использовании временных зависимостей;

- на основании температурно-временных зависимостей;

- на основе физических моделей разрушения материалов.

 

 

Лекция № 39

ПЛАНИРОВАНИЕ ИСПЫТАНИЙ.

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ И КОНТРОЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

НА НАДЕЖНОСТЬ

 

Под планированием испытаний понимается процесс выбора и установления всего комплекса мероприятий, методов и средств, связанных с организацией и проведением испытаний.

Возможны 13 вариантов планов испытаний (табл.).

Все многообразие целей испытаний может быть подразделено на две группы:

1. Определительные испытания.

2. Контрольные испытания.

При планировании определительных испытаний определяют объем и длительность испытаний.

Для плана [N,U,N] считаются известными:

- односторонняя доверительная вероятность;

- коэффициент вариации;

- вид закона распределения наработки на отказ;

- относительная ошибка оценки показателя надежности (формула).

Рассмотрен пример плана для трех законов распределения:

а) экспоненциальный;

б) Вейбулла;

в) нормальный.

Методы и планы контрольных испытаний заданы, если установлены количество образцов, стратегия проведения испытаний. Планы контрольных испытаний строятся в зависимости от вида показателя надежности. Их принято разделять на два типа:

1. Р – вероятность безотказной работы.

2. Т – наработка.

Исходные данные для выбора плана контроля:

а) риск поставщика;

б) риск потребителя;

в) значение контролируемого показателя Р_β или Т_β.

Рассмотрены примеры планов контроля типа Р и типа Т.