Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 22(108)
Рубрика журнала: Технические науки
Секция: Моделирование
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3
РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛОСКИХ ИЗДЕЛИЙ С НЕРАВНОМЕРНЫМ СЕЧЕНИЕМ
CALCULATION OF PRODUCT RELIABILITY FOR MEASURING THE THICKNESS OF FLAT PRODUCTS WITH UNEVEN CROSS-SECTIONS.
Artem Semenov
cadet of the scientific company Krasnodar higher military school named after General of the army S.M. Shtemenko,
Russia, Krasnodar
Nikita Pankov
cadet of the scientific company Krasnodar higher military school named after General of the army S.M. Shtemenko,
Russia, Krasnodar
Viktor Kharitonov
cadet of the scientific company Krasnodar higher military school named after General of the army S.M. Shtemenko,
Russia, Krasnodar
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматривается расчет надежности устройства для определения толщины изделия, а также моделирование воздействия внешних факторов на платформу.
ABSTRACT
This article discusses the calculation of the reliability of the device for determining the thickness of the product, as well as modeling the impact of external factors on the platform.
Ключевые слова: расчет надежности; элемент; модель; отказы; механические изменения.
Keywords: reliability calculation; element; model; failures; mechanical changes.
Надёжность – свойство изделия выполнять заданные функции в определённых условия. Расчёт надёжности изделия ЭВС заключается в определении показателей надёжности изделия по известным характеристикам надёжности ЭРЭ, ИС и др. составляющих конструкцию изделия с учётом условий эксплуатации. [1]
Вероятность безотказной работы за заданное время определяется по формуле:
|
|
(1) |
,где 
- суммарная интенсивность отказов.
Расчет λ проводится на основе 
- интенсивности отказов электро радиоэлементов в номинальных режимах и нормальных условиях эксплуатации без окружающей среды, учитывая ряд поправочных коэффициентов:
|
|
(2) |
,где 
–номинальная интенсивность отказов (справочные данные);
k1,k2 – поправочные коэффициенты, которые зависят от воздействия
механических факторов;
k3,k4 – поправочные коэффициенты, которые зависят от температуры,
уровня влажности и давления воздуха окружающей среды;
kН– коэффициент нагрузки;
t º – температура окружающей среды (25º С);
ai – поправочные коэффициенты, которые зависят от нагрузки и от
температуры поверхности элемента.
Для наземной РЭА поправочные коэффициенты принимаем равными
k1,k2 =1, k3,k4 =1.
Среднее время наработки на отказ изделия определяется по формуле:
|
|
(3) |
– интенсивности отказов ЭРЭ номинальных режимах и нормальных условиях эксплуатации без механических воздействий с учётом ряда поправочных коэффициентов, согласно формулам, приведённым в таблице 1.
Таблица 1.
Интенсивность отказов комплектующих изделий
|
Комплектующие изделия |
Интенсивность отказов |
|
Интегральные схемы |
|
|
Резисторы |
|
|
Конденсаторы |
|
|
Коммутационные элементы |
|
где m – число контактных соединений коммутационного элемента;
k1 – поправочный коэффициент, учитывающий условия работы;
k2 –коэффициент, учитывающий электрическую нагрузку и температуру;
k3 –коэффициент, учитывающий конструкцию корпуса;
k4 – коэффициент, учитывающий степень интеграции ИС;
k5 – коэффициент, учитывающий номинал постоянных резисторов.
Коэффициент k1 определяется по формуле
|
|
(4) |
,где 
– коэффициент, учитывающий влияние вибраций;
–коэффициент, учитывающий влияние ударов;
– коэффициент, учитывающий климат, помещение;
– коэффициент, учитывающий качество обслуживания.
Исходные данные и результаты расчётов сведены в таблицу 2.
Таблица 2.
Расчёт интенсивности отказов комплектующих изделий
|
Тип элемента |
Кол-во (n) |
Интенсивность отказов ЭРЭ 10-6×λэ,×1/ч |
Произведение n ×λэ |
|
Плата |
|||
|
Arduino UNO |
1 |
1,475 |
1,475 |
|
HX711 |
1 |
1,25 |
1,25 |
|
Модуль I2C |
1 |
1,350 |
1,350 |
|
Дисплей |
|||
|
LCD 1602 |
1 |
0,975 |
0,975 |
|
ЭРЭ |
|||
|
Тензорезисторы |
4 |
0,06 |
2,4 |
|
Диоды |
1 |
0,3 |
0,3 |
|
Светодиоды |
1 |
0,2 |
0,2 |
|
Резисторы |
4 |
0,04 |
0,16 |
|
Оптопары |
1 |
0,002 |
0,002 |
|
Транзисторы |
1 |
0,5 |
0,5 |
|
Пайка |
36 |
0,2 |
7,2 |
Рассчитываю вероятность безотказной работы, P, по формуле:
, (5)
P=97%
Общая интенсивность отказов представляет собой сумму интенсивности отказов всех входящих в изделие компонентов
(6)
(1/час).
Среднее время наработки на отказ изделия
(7)
(час).
Полученное значение наработки на отказ удовлетворяет Т3 (>50000 ч.).
Рисунок 1. Результаты моделирования нагрузки на платформу для измерения в течении 50 тыс. часов
Для оценки надёжности в программе SolidWorks была смоделирована нагрузка на весовую платформу (см. рисунок 1) со средним весов в 10 кг, и длительностью на 50000 часов. [2]
Исходя из данных анализа весовая, платформа не подверглась механическим изменениям. Нагрузка распределялась равномерно по всей площади платформы.
Список литературы:
- Боровиков С.М. Расчёт показателей надёжности радиоэлектронных средств: учеб. метод. пособие/ С.М. Боровиков, И.Н. Цырельчук, Ф.Д. Троян – Минск: БГУИР, 2010. – 68 с.
- Инженерный анализ в САПР SolidWorks (базовый курс) [Электронный ресурс] URL: http://www.kalexeev.ru/Specialists/Prochnost_urok.pdf (дата обращения 11.04.2020)
Оставить комментарий