Утвержден и введен в действие
Приказом Ростехрегулирования
от 15 декабря 2009 г. N 1244-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ
МОДЕЛИ ОТКАЗОВ
Dependability in technics. Failure mechanism models
ГОСТ Р 27.004-2009
Группа Т59
ОКС 21.020
Дата введения
1 сентября 2010 года
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".
Сведения о стандарте
1. Разработан Федеральным государственным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ФГУП "ВНИИНМАШ").
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 "Надежность в технике".
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1244-ст.
4. Введен впервые.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на изделия любых видов техники, для которых предусматривают и решают задачи прогнозирования безотказности и обработки статистических данных об отказах на различных стадиях их жизненного цикла.
Настоящий стандарт устанавливает модели отказов невосстанавливаемых и восстанавливаемых изделий с простым техническим обслуживанием и ремонтом, проводимыми на месте эксплуатации данных изделий.
Стандарт не распространяется на сложные восстанавливаемые изделия, безотказность которых существенно связана с количеством и чередованием режимов функционирования, наличием и способами резервирования составных частей, разнообразием способов их технического обслуживания и ремонта.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.
Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Термины, определения и обозначения
3.1. В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1. Вероятность отказа: вероятность возникновения отказа изделия в пределах заданной наработки.
Примечания. 1. Вероятность отказа является дополнением до единицы вероятности безотказной работы.
2. Значение вероятности отказа равно отношению числа отказов испытанных изделий к числу их испытаний.
3.1.2. Модель: формализованное описание сущности любой природы (явления, процесса, предмета), определенное в степени, обеспечивающей единообразное понимание специалистами.
3.1.3. Модель отказов: модель, определяющая механизм развития процессов, приводящих к отказу изделия.
3.1.4. Деградационное изменение: отдельно рассматриваемое необратимое изменение структуры изделия, ухудшающее его свойства, изменяющее параметры и характеристики.
3.1.5. Деградация: совокупность деградационных изменений изделия.
3.1.6. Процесс деградации: развитие деградации структуры изделия в течение времени.
3.1.7. Источник процесса деградации; ИПД: материальный носитель в структуре изделия, на котором (в связи с которым) возникает и развивается конкретное деградационное изменение изделия.
3.2. В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
N - число ИПД технологического процесса;
- вероятность попадания ИПД i-го вида в изделие;
M - среднее число ИПД, попадающих в изделие в процессе его изготовления;
t - наработка изделия;
b - максимальная наработка изделий, которую рассматривают (учитывают) в модели отказов;
F(t) - функция распределения наработки до отказа или ее аппроксимация;
- функция распределения наработки до отказа из-за развития деградационного изменения i-го вида;
- средняя наработка до отказа из-за развития деградационного изменения i-го вида;
- функция распределения наработки до отказа из-за идеального старения;
- смесь распределений ;
- ступенчатая аппроксимация функции ;
- гладкая (сглаженная) аппроксимация функции .
4. Основные положения
4.1. Для описания случайного характера возникновения отказов в процессе эксплуатации изделий применяют вероятностно-статистические методы. Наиболее распространенными являются модели отказов, основанные на распределении соответствующих случайных величин - наработок до отказа невосстанавливаемых изделий и наработок между отказами восстанавливаемых изделий.
4.2. Для описания отказов изделия могут быть предложены разные модели, предназначенные для решения различных задач надежности и по-разному учитывающие комплекс факторов, присущих характеру отказов (для периода приработки, периода эксплуатации, долговечности и др.).
4.3. Общими требованиями к моделям отказов являются адекватность, универсальность и удобность.
В соответствии с этими требованиями модель должна:
- учитывать значимые факторы, обоснованно пренебрегать второстепенными и использовать инженерно убедительные допущения и предположения;
- охватывать как можно большее число частных случаев и быть применимой в различных ситуациях;
- быть понятной специалистам с ординарной подготовкой и приемлемой для практического применения.
4.4. Основными видами распределения наработок изделий до отказа являются:
- экспоненциальное;
- Вейбулла;
- гамма;
- логарифмически-нормальное;
- нормальное.
Примечание. Кроме перечисленных видов распределений при решении отдельных задач применяют также специальные виды, число которых составляет несколько десятков.
Экспоненциальное распределение наработок между отказами является асимптотическим при суперпозиции (объединении) потоков отказов и при случайном разрежении потока отказов. Это распределение применяют, в основном, в области радиоэлектроники и электротехники.
Распределение Вейбулла представляет собой один из трех асимптотических видов распределений экстремальных значений - минимальной порядковой статистики. Это используют для обоснования его в качестве модели отказов (модель наислабейшего звена).
Гамма-распределение представляет собой свертку экспоненциальных распределений, и его применяют в качестве модели отказов изделий с резервом.
Нормальное распределение применяют в том случае, когда наработка до отказа изделия может быть представлена в виде суммы достаточно большого числа одинаково распределенных слагаемых. Его применение неудобно из-за области отрицательных значений наработок.
Логарифмически-нормальное распределение применяют в том случае, когда развитие процесса, приводящего к отказу, можно представить в виде произведения последовательных независимых случайных величин (например, рост трещины).
5. Общий вид функции распределения наработок до отказа
изделий на неограниченном и ограниченном интервалах
5.1. Функцию распределения наработок до отказа изделий на неограниченном интервале определяют по формуле
, (1)
где - интенсивность отказов; .
Примечание. Формулу (1) иногда называют основным уравнением надежности.
5.2. На практике функцию распределения наработок до отказа рассматривают на ограниченном интервале (0, b) и пренебрегают ее правым "хвостом" на интервале . При этом интеграл в степени экспоненты в формуле (1) равен некоторому положительному числу M
, (2)
и формула (1) примет вид
, (3)
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
