Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения

Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения, затем максимум и далее падение, связанное с уменьшением числа не работоспособных элементов. Постепенные отказы в литературе часто называют износовыми, причем износ понимается в расширенном смысле.

В связи с многообразием причин и условий возникновения отказов в этот период для описания надежности применяют несколько законов распределений. Вид закона устанавливают путем аппроксимации результатов испытаний или наблюдений за машиной при ее эксплуатации.

Нормальное распределение является наиболее универсальным, удобным и широко применяемым для практических расчетов

Распределение всегда подчиняется нормальному закону, если на изменение случайной величины оказывают влияние многие примерно равнозначные факторы.

Плотность распределения

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Распределение имеет два независимых параметра: математическое ожидание Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и среднее квадратичное отклонение Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru . Значения параметров Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru оценивают по результатам испытаний по формулам

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ,

где Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – оценки математического ожидания и среднего квадратичного отклонения. Иногда удобнее оперировать с дисперсией Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru . Математическое ожидание определяет на графике положение петли, а среднее квадратичное отклонение – ширину петли (рисунок 1.4).

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru

Рисунок 1.4 - Функция плотности вероятности (а) и интегральная

функция вероятности нормального распределения (б)

Кривая плотности распределения тем острее и выше, чем меньше Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru . Она начинается от Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и распространяется до Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Это не является существенным недостатком, особенно если Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru так как площадь, очерченная уходящими в бесконечность ветвями кривой плотности, выражающая соответствующую вероятность отказов, очень мала. Так, вероятность отказа за период времени от 0 до Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru составляет всего 0,135% и обычно не учитывается в расчетах. Вероятность отказа от 0 до Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru равна 2,175%. Наибольшая ордината кривой плотности распределения равна 0,399/S.

Интегральная функция распределения

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Вероятность отказа и вероятность безотказной работы соответственно Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Вычисление интегралов заменяют использованием таблиц. Таблицы для нормального распределения в функции Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru были бы громоздкими, так как имели бы два независимых параметра. Можно обойтись небольшими таблицами для нормального распределения, у которого Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru =0 и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru =1. Для этого распределения функция плотности

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru

имеет одну переменную Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru . Величина Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru является центрированной, так как Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 0, и нормированной, так как Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 1. Функция плотности распределения записывается в относительных координатах с началом на оси симметрии петли. Функция распределения – интеграл от плотности распределения

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Для использования таблиц следует применять подстановку

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ,

при этом Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru называется квантилю нормированного нормального распределения и обычно обозначается Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Плотность распределения и вероятность безотказной работы соответственно

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ,

В литературе по надежности часто вместо интегральной функции распределения Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru пользуются функцией Лапласа:

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Очевидно, что

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Вероятность отказа и вероятность безотказной работы, выраженные через функции Лапласа, отличающиеся пределами интегрирования, имеют вид:

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ; Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Сравнивая изделия с одинаковой средней наработкой до отказа и разным средним квадратичным отклонением Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , нужно подчеркнуть, что чем меньше Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , тем много лучше изделия.

Помимо задачи оценки вероятности безотказной работы за данное время или за данную наработку встречается обратная задача – определение времени или наработки, соответствующей заданной вероятности безотказной работы. Значения этой наработки (времени) определяют с помощью квантилей нормированного нормального распределения Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Значения квантилей даются в таблицах в зависимости от требуемой вероятности, в частности от вероятности безотказной работы.

Операции с нормальным распределением проще, чем с другими, поэтому им часто заменяют другие распределения. При малых коэффициентах вариации Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru нормальное распределение хорошо заменяет биномиальное и логарифмически нормальное.

В логарифмически нормальном распределении логарифм случайной величины распределяется по нормальному закону. Как распределение положительных величин, оно несколько точнее, чем нормальное, описывает наработку до отказа деталей, в частности, по усталости.

Его успешно применяют для описания наработки подшипников качения, электронных ламп и других изделий.

Логарифмически нормальное распределение удобно для случайных величин, представляющих собой произведение значительного числа случайных исходных величин. Подобно тому, как нормальное распределение удобно для суммы случайных величин. Плотность распределения описывается зависимостью

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ,

где Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – параметры, оцениваемые по результатам испытаний, Так, при испытаниях Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru изделий до отказа

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ,

где Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – оценка параметров Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Вероятность безотказной работы можно определить по таблицам для нормального распределения в зависимости от значения квантили

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Математическое ожидание наработки до отказа

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ;

среднее квадратичное отклонение

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ;

коэффициент вариации

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 0,3 полагают Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , при этом ошибка <1%.

Распределение Вейбулла довольно универсально, охватывает путем варьирования параметров широкий диапазон случаев изменения вероятностей.

Наряду с логарифмически нормальным распределением оно удовлетворительно описывает наработку деталей по усталостным разрушениям, наработку до отказа подшипников, электронных ламп.

Используется для оценки надежности деталей и узлов машин, в частности, автомобилей, подъемно-транспортных и других машин. Применяется также для оценки надежности по приработочным отказам.

Распределение характеризуется следующей функцией вероятности безотказной работы:

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Интенсивность отказов

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ;

плотность распределения

Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru .

Распределение Вейбулла имеет также два параметра: параметр формы Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 0 и параметр масштаба Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 0.

Математическое ожидание и среднее квадратичное отклонение соответственно Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru ; Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru , где Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – коэффициенты определяются по таблице.

Возможности и универсальность распределения Вейбулла видны из следующих пояснений.

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 1 функции Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru от наработки до отказа убывающие.

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 1 распределение превращается в экспоненциальное распределение Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru и Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – убывающая функция.

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 1 функция Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru – одновершинная функция, а Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru непрерывно возрастающая при 1 Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 2 с выпуклостью вверх, а при Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 2 – с выпуклостью вниз.

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 2 функция Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru является линейной, и распределение Вейбулла превращается в так называемое распределение Рэлея.

При Надежность в период постепенных отказов. Для постепенных отказов нужны законы распределения времени безотказной работы, которые дают вначале низкую плотность распределения - student2.ru 3,3 распределение Вейбулла близко к нормальному распределению.

Наши рекомендации