ЛЕКЦИЯ 1. ТЕМА: ВВЕДЕНИЕ Исторические вехи развития теории

и определения.
Качество и надежность.
Математический аппарат теории надежности.

показывающий, какое значение он придавал качеству изготовляемого оружия. Этот указ

гласил:
«Повелеваю хозяина Тульской оружейной фабрики Корнилу Белоглаза бить кнутом и сослать в работу в монастыри, понеже он, подлец, осмелился войску государеву продавать негодные пищали и фузеи.
Старшину олдермана Фрола Фукса бить кнутом и сослать в Азов, пусть не ставит клейма на плохие ружья.
Приказываю ружейной канцелярии из Петербурга переехать в Тулу и денно и нощно блюсти исправность ружей. Пусть дьяки и подъячие смотрят, как олдерман клейма ставит, буде сомнение возьмет, самим проверять и смотром и стрельбою. А два ружья каждый месяц стрелять пока не испортятся.
Буде заминка в войске приключится, особливо при сражении, по недогляду дьяков и подъячих, бить оных кнутами нещадно по оголенному месту:
хозяину – 25 кнутов и пени по червонцу за ружье…

двум основным направлениям.

Первое направление, которое возникло в радиоэлектронике, связано с

развитием математических методов оценки надежности, особенно применительно к сложным системам, со статистической обработкой эксплуатационной информации, с разработкой структур сложных систем, обеспечивающих высокий уровень надежности.

отказов (износа, усталостной прочности, коррозии), с разработкой методов расчета на

прочность, износ, теплостойкость и др., с применением технологических приемов, обеспечивающих необходимую надежность машины.
В настоящий период идет процесс взаимного слияния этих двух направлений, перенесение рациональных идей из одной области в другую и формирование на этой основе единой науки о надежности изделий.

оценке надежности технических систем, формирование у будущих специалистов системы профессиональных

знаний по использованию эффективных способов повышения надежности технических систем.

ей около 50 лет. Надежность как отдельное требование при проектировании,

производстве и эксплуатации сформировалось недавно, хотя изучение последствий отказов той или иной системы началось вместе с зарождением промышленности.

Надежность – одно из основных свойств качества технической системы. Данное свойство проявляется в процессе использования технической системы по назначению, поэтому надежность отражает способность технической системы сохранять эксплуатационные и потребительские характеристики во времени в течение задаваемой продолжительности.

системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров,

характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения технической системы и условий ее применения может включать
- безотказность,
- долговечность,
- ремонтопригодность,
- сохраняемость
или определенные сочетания этих свойств.

обеспечиваются при изготовлении.

В процессе эксплуатации техническая система подвергается влиянию различных

воздействий, при этом ее показатели назначения изменяются.

S = f(x1,x2, … xn)
Объект

Внутренние процессы

z1

z2

zm

Внешнее воздействие

v1

v2

vm

S = f(y1,y2, … yn)
Объект

Внутренние процессы

z1

z2

zm

Внешнее воздействие

v1

v2

vm

Изменение

технического
состояния

Период
времени

транспортных условий, а также действие оператора, управляющего технической системой и

производящего техническое обслуживание и ремонт.
Внутреннее воздействие – это в основном рабочие процессы, протекающие в технической системе и ее сопряжениях (рабочие процессы в двигателях, гидравлических системах и др.).
Потенциальные воздействия – это напряжение в материале и элементах технической системы, созданные при изготовлении и ремонте и накопленные при эксплуатации (внутренние напряжения в отливке; напряжения, возникающие после проведения ремонта методами сварки и наплавки, монтажные напряжения и др.).

– это нагрузка, частота колебаний, температура;
2) средние в часах –

это, например, температура двигателя;
3) длительные в днях и месяцах – это в основном изнашивание.

в материале элементов технической системы необратимые процессы, которые приводят к

изменению ее начальных параметров.
Процессы воздействия, как правило, ухудшают свойства материалов и деталей технической системы.
Техническая система характеризуется отдельными параметрами, поэтому вследствие воздействия изменяются ее параметры. Все это приводит к изменению состояния технической системы.

техническим объектам целевого назначения, рассматриваемым в периоды проектирования, производства, эксплуатации

и испытании на надежность.

Система - это совокупность технических объектов, предназначенных для выполнения определенных функций.
Отдельные объекты системы (конструктивно обособленные, как правило) называются элементами.

Элемент - это объект, представляющий собой простейшую часть системы, отдельные части которой не представляют самостоятельного интереса в рамках конкретного рассмотрения.

Однако необходимо заметить, что один и тот же объект в зависимости от той задачи, которую решает, может рассматриваться как система или как элемент.

требования можно разделить на:
основные, обеспечивающие выполнение заданных функций;
вспомогательные,

связанные с удобством эксплуатации, внешним видом и т.д.
В соответствии с этим все элементы системы делят на основные и вспомогательные. Вспомогательные элементы не связаны непосредственно с выполнением заданных функций системы и не влияют на возникновение отказа.

конструкторской документацией (НТКД).
Неисправное состояние – объект не соответствует хотя бы

одному из требований, установленных нормативно-технической и конструкторской документацией.

Работоспособное состояние – значения всех параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.
Неработоспособное состояние - значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность объекта выполнять заданные функции, не отвечает требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

способность выполнять функции с заданными параметрами
Недопустимость или нецелесообразность дальнейшего использования
Схема

изменения состояния ТС

это событие, заключающееся в нарушении исправного состояния.
Исчерпание ресурса – это

событие, заключающееся в переходе технической системы в предельное состояние.
Предельное состояние – дальнейшая эксплуатация технической системы недопустима или нецелесообразна, либо восстановление ее работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

восстанавливаться в зависимости от ситуации, поэтому при анализе надежности различают

восстанавливаемые и невосстанавливаемые объекты.

Техническая система

Невосстанавливаемая

Восстанавливаемая

Восстанавливаемая, но вне рабочего процесса

Восстанавливаемая в процессе работы

Допустимы перерывы в работе

Не допустимы перерывы в работе

всех показателей качества машины в процессе ее работы.
Сама по себе

надежность еще не означает высокого качества изделия. Машина может быть очень надежна, но обладать весьма низкими техническими характеристиками.
Но зато если машина не обладает необходимой надежностью, то все ее высокие технические данные, все остальные показатели теряют свое практическое значение, ибо они не могут быть полноценно использованы в работе.

времени, поскольку оценивается изменение начальных параметров в процессе

эксплуатации машины;
б) прогнозирование поведения объекта с точки зрения сохранения его выходных параметров (показателей качества).

Следует иметь в виду, что изменение показателей качества машины во времени может быть абсолютным и относительным.

и изменяющими свойства или состояние материалов, из которых она выполнена,

за счет чего и понижаются показатели машины и происходит ее физическое старение.

более совершенными характеристиками, и ее показатели становятся более низкими по

сравнению со средним уровнем, хотя в абсолютных значениях они могут и не измениться, т. е. происходит моральный износ машины.

Наука о надежности изучает изменения показателей качества машины под влиянием тех причин, которые приводят только к абсолютным изменениям ее свойств.

уровня показателей качества машин — их точности, мощности, КПД, производитель­
ности

— это задача других наук, а рассматривает процесс изменения этих показателей с течением времени.

вероятности, математическая статистика, теория случайных процессов, теория массового обслуживания, теория

информации, математическая логика, теория планирования эксперимента и другие математические дисциплины.

с ними дисциплин, созданы и разрабатываются специальные методы расчета, связанные

с основными аспектами проблемы надежности изделий. При этом, как справедливо указывает академик
Б.В. ГНЕДЕНКО, «математика является лишь средством исследования и расчета, но не самоцелью. Во главе всегда должна быть инженерная проблема, и для ее решения должен привлекаться тот научный аппарат, который ближе всего соответствует природе изучаемого явления».

В.А. Острейковский. – М.:1 Высш. школа, 2003. – 463 с.
2.

Решетов, Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев. – М.: Высш. школа, 1988. – 236 с.
3. Голинкевич, Т.А. Прикладная теория надежности: Учеб. для студ. вузов, обучающ. по спец. «Автоматизированные системы управления» / Т.А. Голинкевич. – М.: Высшая школа, 1977. – 160 с.
4. Гуськов, А.В. Надежность технических систем и техногенный риск: учебник / А.В. Гуськов, К.Е. Милевский; Новосиб. гос. техн. ун-т. – Новосибирск, 2007. – 427 с.
5. Щурин, К.В. Основы теории надежности мобильных машин: Учебное пособие / К.В. Щурин. – М.: МГУЛ, 2004. – 216 с.
6. Баженов, Ю.В. Основы теории надежности машин : учеб. пособие / Ю.В. Баженов; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2006. – 160 с.

– СПб.: Элмор, 1998. – 172 с.
8. Крагельский, И.В. Трение

и износ / И.В. Крагельский. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: «Машиностроение», 1968. – 480 с.
9. Кравченко, И.Н. Основы надежности машин / И.Н. Кравченко, В.А. Зорин, Е.А. Пучин [и др.].; Учеб. пособие для вузов. – Часть I. – М.: Изд-во, 2007. – 224 с.
10. Кравченко, И.Н. Основы надежности машин / И.Н. Кравченко, В.А. Зорин, Е.А. Пучин [и др.].; Учеб. пособие для вузов. – Часть II. – М.: Изд-во, 2007. – 260 с.
11. Попов, С.Н. Надежность и ремонт машин : учеб. пособие : самост. учеб. электрон. изд. / С.Н. Попов; Сыкт. лесн. ин-т. – Электрон. дан. – Сыктывкар : СЛИ, 2013. – Режим доступа: http://lib.sfi.komi.com. – Загл. с экрана.
12. Анилович, В.Я. Надежность машин в задачах и примерах / В.Я. Анилович, О.С. Гринченко, В.Л. Литвиненко; Под ред. В.Я. Аниловича. – Харьков: Око, 2001. – 320 с.