Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76




Скачать 368.13 Kb.
НазваниеУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
страница1/6
Дата конвертации15.12.2012
Размер368.13 Kb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6
Балтийский государственный технический университет

(«Военмех»)


В.А. Керножицкий, Л.Н. Бызов


Надежность. Лабораторный практикум

Учебное пособие


Санкт Петербург

2002

УДК 629.76.


Керножицкий В.А., Бызов Л.Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт. гос. тех. ун-т, - СПб., 2002. – с.


Учебное пособие посвящено решению оптимальных задач надежности летательных аппаратов на различных этапах их жизненного цикла.

Основная цель пособия – помочь студентам овладеть теоретическими и практическими основами методов обеспечения надежности летательных аппаратов, их основных и составляющих элементов на различных этапах жизненного цикла.

Прикладная направленность и взаимосвязь с другими дисциплинами, формулирующими инженера-механика по ракетостроению, создает основу для практического применения существующих и перспективных способов обеспечения надежности.

Пособие предназначено для студентов обучающихся по специальностям 130400 «Ракетные двигатели», 130600 «Ракетостроение», 131300 «Стартовое оборудование и пусковые комплексы», а также для магистров и аспирантов, обучающихся по направлению 51000 «Авиа – и ракетостроение».

Библиография – 20 наименований.


Содержание


Введение. Краткая характеристика курса теории надежности 5

ЛР1. План экспериментальной отработки элементов ракеты космического назначения 9

Надежность ЛА определяется произведением 11

ЛР3. Планирование системы запасных элементов 13

ЛР4. Оптимизация системы запасных элементов 14

ЛР5. Показатели надежности конструкции (первый стохастический индикатор) 15

ЛР6. Показатели надежности конструкции (второй стохастический индикатор) 18

ЛР7. Безопасность КА при разгерметизации отсека 20

ЛР8. Безопасность КА при разгерметизации кабины (нестационарный режим) 22

ЛР9. Параметрическая оптимизация СНиР 24



Введение. Краткая характеристика курса теории надежности



Теория надежности – наука о методах обеспечения и сохранения надежности при проектировании, изготовлении и эксплуатации объектов (технических систем и их элементов) с требуемой эффективностью.

Основной задачей теории надежности является разработка количественных методов оценки надежности и определение наиболее рациональных методов обеспечения требуемого уровня надежности создаваемых и вводимых в эксплуатацию объектов.

Характерной чертой теории надежности является то, что процесс обеспечения надежности рассматривается как единый процесс, охватывающий этапы проектирования, отработки, серийного производства и эксплуатации и заключающийся в разработке и внедрении мероприятий, направленных на достижение требуемого уровня надежности при минимальных затратах.

Цель настоящего курса надежности – изложение основных положений современной теории надежности сложных технических систем, объектов и рекомендаций к их применению на практике.

Возникновение проблемы надежности обусловлено в основном следующими причинами: ростом сложности технических систем, возрастающей «ценой» отказа, сложностью условий, в которых эксплуатируются и применяются технические системы, повышение степени механизации и автоматизации, полным или частичным исключением человека – оператора.

В развитии теории надежности выделяется два основных направления. Первое связано с разработкой методов обеспечения и расчета надежности техники, второе – с разработкой методов проектирования высоконадежных систем, обычно называемое проектированием или синтезом систем по надежности.

Математически первое направленное определяет решение «прямой» задачи надежности

P(t) = sup P(t) при условии C(·)≤ Cзад, (0.1)

а второе направление определяет решение «обратной» задачи надежности


C(·) = inf C(·) при условии P(t)≥ Pзад, (0.2)


характеризующей поиск оптимальных решений в определенных эксплуатационных, технических и экономических условиях, где

Cзад - заданное значение стоимости ресурсов выделяемых на обеспечения надежности, являющейся функцией C(·) многих переменных;

Pзад - заданное значение показателя надежности;

sup P(t), inf C(·) - верхняя и нижняя границы функции P(t) и C(·) соответственно.

Примеры решения задач (0.1), (0.2) рассматриваются в последующих разделах настоящего курса.

Таким образом, появление и первые шаги теории надёжности обуслов­лены конкретными практическими задачами. Наука возникла из практики и призвана обеспечить решение практических задач. С другой стороны, под влиянием теории надёжности изменились принципы проектирования систем, появились новые методы проектирования и испытаний, разработаны новые элементы, найдены материалы, обладающие гораздо лучшими характеристи­ками и т.д. Следовательно, на примере развития теории надёжности просле­живается диалектическое единство теории и практики.

При повышении надёжности улучшается использование выпускаемой техники, так как сокращаются ее простои из-за отказов и связанные с ними экономические потери из-за простоев в процессе эксплуатации, а также из-за необходимости производства ремонтов и профилактик. В результате чего снижается как число отказов, так и «цена» каждого отказа, что приводит к по­вышению эффективности процессов эксплуатации и применения техники.

Для достижения указанной цели рассматриваются и решаются задачи, суть которых состоит в следующем:

- дать теоретическое знание по общей теории надёжности механиче­ских систем;

- рассмотреть особенности и правила отработки сложных технических объектов.

В результате изучения дисциплины необходимо усвоить основные по­ложения теории надёжности, уметь рассчитывать показатели надёжности сложных технических объектов, знать способы обеспечения и повышения на­дёжности в процессе проектирования, производства и эксплуатации, уметь грамотно применять их на практике, а также иметь представление о возмож­ных путях и средствах повышения надёжности в ближайшем будущем.

Количество часов, отводимых на изучение дисциплины, зависит от спе­циальности и контингента обучаемых. В лекционной части изучаются основ­ные теоретические положения. Практические и лабораторные занятия направлены на ознаком­ление обучаемых с современными методами решения практических задач, возникающих в процессе эксплуатации техники. Лабораторные занятия по­священы анализу и решению ряда практических задач надёжности.

Данная дисциплина, базируется на общетеоретических курсах физики, высшей математики, основ технической кибернетики, теории вероятностей и математической статистике. С другой стороны, она сама является базой для изучения ряда специальных дисциплин, а также используется в процессе кур­сового и дипломного проектирования.

Процесс становления любой научной дисциплины, особенно такой отно­сительно новой дисциплины как теория надёжности, имеющей прикладное значение, и порядок ознакомления с этой дисциплиной в процессе обучения связан с определённым кругом основных вопросов. Каждый из этих вопросов необходим как для теоретической, так и для практической работы, а совокупность их является достаточной для всестороннего решения пробле­мы надёжности.

В связи с этим основными изучаемыми задачами являются следующие:


1. Терминология, точное определение понятий, описывающих рассмат­риваемое теорией явление.

2. Формулировка практических задач, связанных с рассматриваемым явлением.

3. Определение показателей и характеристик, необходимых для реше­ния поставленных задач и способов их опенки.

4. Выбор физических и математических методов решения поставленных задач, учитывающих особенности объектов исследования.


С учетом вышеизложенного практические задачи, связанные с решением проблемы надёжности в технике включают:


1. Статистическую оценку и анализ надёжности находящихся в экс­плуатации летательных аппаратов (ЛА) и наземного оборудования (НО).

2. Нормирование или задание уровня надёжности для ЛА и НО.

3. Прогнозирование надёжности спроектированных и созданных ЛА и НО.

4. Расчёт и анализ надёжности ЛА и НО.

5. Обеспечение (или синтез) надёжности ЛА и НО.

6. Оптимизацию технических решений при проектировании, создании и эксплуатации ЛА и НО с учётом их надёжности.


Эти задачи обусловлены, прежде всего, потребностями практики, ими за­нимается всё большее число исследователей и инженеров, поэтому изложение основ их решения определяет основу и содержание настоящего курса.

Выбор методов решения практических задач надёжности ЛА и НО свя­зан с целым рядом характерных для них особенностей и специфических усло­вий, что не позволяет непосредственно использовать известные методы общей теории надёжности, созданной в основном на базе устройств на базе устройств автоматики радиоэлектроники и вычислительной техники. Рассмотрение и учёт этих особенностей в настоящем курсе также представляется актуальным.

Современные ЛА и НО, образующих комплексы ЛА, все более приобре­тают признаки больших систем, такие как целенаправленность, наличие орга­низованной структуры, иерархии, множества входов и выходов, взаимодейст­вие элементов, оценка результатов деятельности, принятие решений, управле­ние и связь, изменение состояния. Все это позволяет использовать при реше­нии сформулированных выше практических задач надежности системный подход вместе со всем арсеналом средств кибернетики, теории вероятностей и математической статистики, теории информации, теории игр и решений, тео­рии графов и сетей, факторного анализа, теории систем, теории операции, экс­пертных оценок, инженерной и социальной психологии, системотехники, тео­рии множеств и теории оптимизации.

Системный подход позволяет учесть такие факторы, как случайность событий, неопределенность информации, конфликтность жизненных ситуа­ций, диффузность сложных объектов, автоматическое действие средств защи­ты и управления, и определяет по существу комплексный подход к проблеме надежности как самих ЛА и НО, так и комплексов ЛА. С позиции системного подхода и излагаются основы теории надежности ЛА в лекционной части курса и настоящем лабораторном практикуме.

На современном этапе развития теории надежности систему (комплекс) ЛА можно представить рядом иерархических уровней, представленных на рис.0.1. В настоящее время обычно выделяют пять таких уровней.

К первому уровню относят саму систему в целом или отдельный комплекс системы, включающие следующие составные части (входящие в состав второго уровня): один или группу ЛА, комплекты наземного оборудования, измерительно-вычислительный комплекс, наземные сооружения и технические системы и т.д., необходимые для обслуживания, подготовки и проведения полетов (запусков) ЛА. На третьем уровне располагают основные элементы, представляющие системы и агрегаты составных частей комплекса. Основные элементы могут проектировать и отрабатывать специализированные фирмы. Так, ЛА обычно разбивают на следующие основные элементы: корпус, двигательные установки, систему управления, полезную нагрузку. К четвертому уровню относят составляющие элементы, то есть агрегаты, узлы, приборы, стойки, различные пневмогидравлические системы и т.д., формирующие основные элементы. Наконец, на пятом уровне располагают комплектующие элементы, то есть детали и отдельные мелкие сборки, входящие в составляющие элементы, характеристики (показатели) надежности которых известны или достаточно просто могут быть установлены [11-15].


Учебное пособие содержит описание девяти лабораторных работ. Работы выполняются ПЭВМ. Пособие содержит краткие теоретические сведения, необходимые для понимания лабораторных работ, и листинги компьютерных программ. Предполагается, что работы выполняются в системе программирования MATHCAD, но может использоваться и любая другая система. Листинги построены таким образом, чтобы помочь студентам в освоении MATHCAD’а.

В тексте пособия векторные величины выделены полужирным шрифтом. Индекс начального элемента вектора, как правило, равен 0.

Случайные величины, как правило, обозначаются прописными буквами, а соответствующие детерминированные – строчными.

Исходные данные для лабораторных работ формируются в случайном порядке при помощи программы TASK.EXE. На запросы программы необходимо сообщить номер учебной группы, порядковый номер студента в списке группы, номер лабораторной работы и специальный код. Код сообщается студенту преподавателем, как правило, после защиты отчета по предыдущей работе. Случайный характер исходных данных обеспечивает индивидуальность заданий.

Каждый отчет по лабораторной работе должен содержать

  • постановку задачи;

  • краткое изложение теоретических положений;

  • листинг использованной программы (с подробными комментариями);

  • результаты расчетов в форме таблиц и графиков;

  • детальный анализ результатов;

  • подробные выводы;

  • подпись и дату.
  1   2   3   4   5   6

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2012 удк 316. 722 (075. 8) Кутыкова И. В. Культура и цивилизация в контексте истории [Текст] : учебное пособие / И. В. Кутыкова спб спбгти (ТУ), 2012. 56 с. Учебное пособие знакомит с содержанием понятий «культура»
Учебное пособие предназначено для студентов второго курса всех специальностей и первого курса экономического факультета дневной,...

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconЭкологический мониторинг учебное пособие Санкт-Петербург 2002 удк 502: 55: 661. 510(075. 80)
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 330200 «Инженерная защита окружающей среды» направления 656600 «Защита...

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2008 удк 005. 91: 004. 9(075. 8) Ббк 65. 291. 212. 8с51я73
Печатается по решению Редакционно-издательского совета математико-механического факультета

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Башмаков, В. И. Химия элементов. Часть I. S-элементы [Текст]: учебное пособие / С. А. Симанова, Т. Б. Пахомова, Е. А. Александрова....

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconУчебное пособие Санкт Петербург 2006 удк 621. 382(075) ббк 32. 844. 1 Д53 Рецензенты: Федеральное государственное унитарное предприятие «нии век тор»
Рассмотрены принципы их функционирования, конструкция, основные характеристики и мето

Учебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76 iconОсновы архивоведения учебное пособие казань 2002 удк 930. 25
Основы архивоведения: Учебное пособие. Казань: Татарское Республиканское изд-во “Хэтер”, 2002. с


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница