Лабораторные испытания элементов

В лабораторных условиях проводят как определительные, так и контрольные испытания восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов. Испытания осуществляют на специализированных лабораторных стендах (рис. 2.40), оснащенных имитаторами внешних воздействий И₁, И₂, …, И_к, линиями связи ЛС, системами автоматического измерения ИС и регистрации РС результатов опытов У_1j, У_2j …, У_kj, и обнаружения отказов элементов с помощью управляющей вычислительной машины (УВМ). УВМ и ЛПР – лицо, принимающее решение – реализуют тот или иной план испытаний и обрабатывают результаты экспериментов.

Рис. 2.40 – Схема испытательного стенда

Выбор плана испытаний и принятие окончательных решений остается за ЛПР.

Имитаторы внешних воздействий Х_к предназначены для создания определенных климатических условий эксплуатации элемента (температура, влажность, барометрическое давление, уровни вибрации и т.п.), нагрузок на элементы (электрические, тепловые, механические, гидравлические и др.), ударные воздействия и т.п. В качестве имитаторов применяют барокамеры, вибростенды, гидропрессы, генераторы электрических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, пневмокомпрессоры и др.

С помощью имитаторов лабораторные испытания проводят как в нормальном режиме эксплуатации элементов (традиционные значения температуры, бародавления, влажности, вибраций и др.), так и в форсированных, более тяжелых условиях (повышенная и/или пониженная температура, бародавление, напряжение питания, влажность, частота, вибрация и т.п.).

Реализация нормального режима испытаний осуществляется сравнительно просто, однако продолжительность экспериментов Т_Э может быть большой (особенно при плане [NVN]) и экспоненциальном распределении отказов, что приводит к возрастанию стоимости определения оценок показателей надежности типа , и др.

При форсированных режимах испытаний отказы элементов происходят чаще, чем при нормальных условиях экспериментирования. Продолжительность форсированных испытаний Т_Э^ф в несколько раз меньше, чем величина Т_Э, однако стоимость эксперимента заметно возрастает из-за необходимости использования достаточно сложных имитаторов. Форсированные испытания часто называют ускоренными, получаемые при этом оценки параметров обозначают индексом "У": , , , .

Для пересчета оценок показателей , к нормальным условиям эксплуатации элементов применяют эмпирические соотношения

, , , ,

где параметры К₁, К¹ определяют методом наименьших квадратов по результатам испытаний одного и того же элемента в нормальных и форсированных режимах.

В некоторых случаях бывают известны условия применения элемента, заметно отличающиеся от нормальных условий испытаний. Тогда по известным из нормального эксперимента оценкам , можно найти "эксплуатационные" показатели надежности

, ,

Поправочный множитель К_П (или К_П^' ) для электротехнических ТСА принимают равным 10-20 при использовании элементов на химических заводах, 30-20 – при установке элементов на кораблях, автомобилях, железнодорожном транспорте; 90-100 – при эксплуатации элементов в высокогорных районах; 160-200 – при установке их на самолетах.

Пересчет показателей надежности с помощью эмпирических параметров К_У, К_У^', К_П, К_П^' справедлив в том случае, если при нормальных, форсированных и эксплуатационных условиях сохраняются одни и те же причины отказов элементов и контролируемые Х_К и неконтролируемые Х_НК факторы и воздействия.

Эксплутационные испытания (наблюдения) элементов

Эксплутационные испытания (наблюдения) элементов ТСА на безотказность и ремонтопригодность иногда проводят в условиях их эксплуатации непосредственно на "рабочем месте" (в цехах, производствах, на заводах и др.). Такие испытания называют эксплуатационными наблюдениями за функционированием системы "элемент – обслуживающий персонал". Наблюдения заключаются в регистрации в эксплуатационных журналах наработок на отказ t_j и длительностей восстановления t_j^в одного и того же

восстанавливаемого элемента или ряда однородных элементов. Для элементов с мгновенным восстановлением регистрируются только наработки до отказа t_j, j=1, 2, …, N.

Накопленные данные t_j, t_j^в, j=1, 2, …, N используются для нахождения “эксплутационных” оценок и др.

Эксплуатационные наблюдения длятся обычно достаточно долго (особенно при малом числе подконтрольных элементов), поэтому при их проведении важен мониторинг условий работы элементов.

Оценки показателей надежности и ремонтопригодности, полученные по результатам наблюдений за элементом на конкретном "рабочем месте", справедливы только для аналогичных условий применения элементов. Использование элементов в других условиях эксплуатации требует определения новых поправочных множителей К_П, К_П^' и пересчета найденных по эксплуатационным данным оценок показателей надежности и ремонтопригодности. При этом наибольшие затруднения возникают с пересчетом показателей ремонтопригодности существенно зависящих от характеристик обслуживающего персонала.