МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ КОМПЛЕКТ ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
КОМПЛЕКТ ЗАДАНИЙ
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
по дисциплине «Теоретические основы надежности технических систем»
Направление подготовки
150200 «МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
И ОБОРУДОВАНИЕ»
Профиль подготовки
150205 ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И
АППАРАТОВ
№ п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
02
Наименование темы
Расчет
показателей
безотказности
невосстанавливаемых
объектов
по
статистическим данным
Подготовка к контрольной работе № 1
«Основные термины и определения теории
надежности»
Расчет
показателей
надежности
восстанавливаемых объектов при наработке до
отказа, подчиняющейся закону Вейбулла
Определение показателей надежности сложной
комбинированной системы
Отказы деталей и узлов нефтегазового
оборудования
Подготовка к контрольной работе № 2
Вид СРС
ДЗ1
КР1
ДЗ2
ДЗ3
ДЗ4
КР2
Задание для самостоятельной работы студента № 1
1. Тема Расчет показателей безотказности невосстанавливаемых объектов по
статистическим данным
2. Цели:

ознакомить с методикой определения показателей безотказности по
статистическим данным на определенном промежутке времени;

привить навыки построения зависимостей показателей безотказности во
времени;

обучить давать характеристику находимых показателей безотказности.
3. Задания:
Исходные данные: Изделия поставлены на испытание. Испытания проводятся в течение
1000 часов. Каждые сто часов определялось количество отказов изделий. Результаты
испытаний представлены в таблице 1.1.
Задание:
1. Найти статистическую оценку распределения вероятностей отказа Q(t) и безотказной
работы R(t) во времени.
2. Найти изменение плотности вероятности отказов f(t) и интенсивности отказов λ(t) по
времени.
3. Результаты расчета отразить на графиках.
Таблица 1.1 – Исходные данные для выполнения домашнего задания по практической
работе № 2
Номер
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Общее
кол-во
изделий
1000
2500
3000
5100
1150
7300
8300
300
1000
300
700
6700
3700
1200
1800
1300
13300
7300
0–
100
30
80
100
150
50
1240
250
9
30
9
22
200
110
40
60
34
390
210
Количество отказавших изделий за интервал времени ti, шт.
100 – 200 – 300 – 400 – 500 – 600 – 700 – 800 –
200
300
400
500
600
700
800
900
170
50
20
30
20
280
200
70
320
300
20
80
600
600
110
210
500
200
10
90
100
100
600
100
950
200
100
50
190
1360
1100
250
180
60
20
35
25
330
220
50
370
140
230
140
2060
1450
450
1000
1410
420
170
250
160
2320
1660
420
51
15
6
9
6
84
60
15
170
50
30
20
20
180
300
140
51
15
9
6
6
54
90
42
117
38
20
12
13
143
195
98
1140
260
270
140
134
1206
2010
890
630
190
110
70
80
660
1110
520
200
60
36
24
24
216
360
168
300
90
60
30
36
324
540
252
224
66
30
14
16
276
380
186
2270
510
530
270
258
2402
4010
1770
1250
370
210
130
150
1310
2210
1030
4. Форма выполнения: домашнее задание
5. Критерии выполнения:
900 –
1000
130
200
500
750
170
1240
1240
45
60
18
42
450
220
72
108
74
890
430
Требования к выполнению задания: домашнее задание выполняется на основании
указанных и других источников литературы на бумаге формата А4, шрифт Times New
Roman, кегль 14, полуторный интервал. Поля: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху, снизу
– 20 мм.
На титульном листе должны быть указаны: наименование института, кафедры,
название дисциплины, вид и тема задания, Ф. И. О. студента, специальность, группа.
Критерии выполнения задания – условия, влияющие на оценочный балл:
- сроки сдачи задания – в течение 2 недель после практического занятия
(ориентировочно – 8 неделя, практическое занятие № 4);
- тщательность проведенной работы в соответствии с целью;
- четкость формулировок, терминов и определений, ясность выражения
собственных мыслей;
- правильность выполнения расчетов и графической части;
- аргументированность выводов и предложений;
6. Сроки (график) сдачи: 8 неделя
7. Критерии оценки: для получения максимального балла – 6, задание должно быть
выполнено полностью, соответствовать критериям оценки выполнения и сдано в
срок.
В случае, если: домашнее задание будет сдана позже установленного срока – оценка
снижается на 1 балл, домашнее задание – написано без учета требований к его
выполнению или требования к оформлению не соблюдены – оценка снижается на 1 балл.
8. Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
Свойства функции вероятности безотказной работы?
Свойства функции вероятности отказа?
Каким образом определяется плотность распределения наработки во времени?
Кривая зависимости интенсивности отказа во времени.
Кривая плотности распределения отказов во времени
9. Литература:
1. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. –
М.: Высшая школа, 2008. – 464 с.
Перечень примерных вопросов к контрольной работе № 1 «Основные термины и
определения теории надежности»
Контрольная работа № 1 направлена на оценку знаний студентов основных
терминов и определений, применяющихся для описания надежности технических систем.
Все вопросы разбиты на несколько групп.
Первая группа – вопросы на знание определений основных терминов и показателей
надежности. Основное внимание необходимо обращать на соответствие приводимых
определений ГОСТ Р 53480-2009 «Надежность в технике. Термины и определения».
Примерные вопросы первой группы:
1. Написать определение: Безотказность – это ____________________________________
___________________________________________________________________________
2. Написать определение: Вероятность безотказной работы – это ____________________
___________________________________________________________________________
3. Написать определение: Коэффициент готовности – это __________________________
___________________________________________________________________________
4.
Написать определение: Долговечность – это _________________________________
__________________________________________________________________________
5.
Написать определение: Среднее время восстановления – это ____________________
__________________________________________________________________________
Вторая группа – задачи на определение показателей надежности. Необходимо
написать формулу для нахождения искомого показателя с расшифровкой, входящих в
формулу данных. Типовые задачи второй группы:
6.
Решить задачу: На испытание поставлено 500 однотипных изделий. За 100 часов
работы отказало 60 изделий, за последующие 5 часов – еще 6 изделий. Определить
статистическую оценку вероятности отказа за период времени (100, 105).
7.
Решить задачу: Определить средний срок сохраняемости объекта, если при хранении
изделий нарушение их работоспособности произошло в периоды времени 2100, 2200,
2050 и 2180 суток.
8.
Решить задачу: На эксплуатацию поставлено 250 изделий. На моменты времени t1 –
t3 зафиксировано определенное количество отказов (таблица). Остальные изделия не
отказали. Определить средний ресурс.
9.
ti, час
50
100
150
n(ti)
5
8
11
Решить задачу: На испытание поставлено 500 однотипных изделий. За 100 часов
работы отказало 60 изделий. Определить статистическую оценку вероятности
безотказной работы за период времени (0, 100).
10. Решить задачу: На промысловые испытания поставлено 3 вертлюга. В ходе
испытаний у первого насоса было зафиксировано 37 отказа, у второго – 29 отказов, у
третьего – 48 отказов. Суммарная наработка на отказ для первого вертлюга составила
3100 часов, для второго – 2200 часов, для третьего – 2700 часов. Определить средний
ресурс.
После каждой задачи имеется дополнительный вопрос, в котором необходимо дать
характеристику находимого в задаче показателя надежности: а) к какому свойству
относится показатель; б) какое количество свойств характеризует (единичный или
комплексный); в) источник получения данных; г) классификация по количеству
рассматриваемых объектов.
11.
Дать характеристику показателю надежности, определяемому в задаче (по
различным признакам классификации):
а) _______________________________;
в) _______________________________;
б) _______________________________;
г) _______________________________
Третья группа вопросов – тесты. Необходимо выделить правильный ответ или ответы
любым знаком – обвести, подчеркнуть или зачеркнуть номер правильного ответа (может
быть несколько правильных). Примеры тестовых заданий:
12.
Определить к какому свойству относится средний ресурс (выделить правильный
ответ или ответы):
а) готовность
б) безотказность
в) ремонтопригодность
г) долговечность
д) сохраняемость
е) надежность
13.
Выделить показатели, относящиеся к свойству готовности (выделить правильный
ответ или ответы):
а) средний ресурс
б) вероятность отказа
в) коэффициент готовности
д) вероятность безотказной работы
г) коэффициент технического использования
е) гамма-процентный срок службы
14.
Определить к какому свойству относится коэффициент готовности (выделить
правильный ответ или ответы):
а) готовность
б) безотказность
в) ремонтнопригодность
г) долговечность
д) сохраняемость
е) надежность
Четвертая группа вопросов – необходимо привести конкретный пример предлагаемого в
вопросе состояния объекта. В данном пункте будет обращено внимание на полноту и
правильность трактовки того или иного состояния. Примеры вопросов данной группы:
15.
Привести пример неготовности сварочного поста для ручной дуговой
наплавки:___________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
16.
Привести пример частично работоспособного состояния установки для
напыления:_________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
17.
Привести
пример
отказа
установки
для
плазменной
наплавки:___________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
В каждом варианте контрольной работы – 10 вопросов из всех четырех групп,
правильный ответ на которые оценивается в 1 балл. Максимальное количество баллов за
контрольную работу № 1 – 10 баллов. Контрольная работа считается сданной
положительной при полученном количестве баллов 6-10, в противном случае работа
подлежит пересдаче.
В случае если контрольная работа будет написана позже установленного срока по
неуважительной причине – оценка снижается на 2 балла.
Литература:
Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. – М.:
Высшая школа, 2008. – 464 с.
Задание для самостоятельной работы студента № 2
1. Тема Расчет показателей надежности восстанавливаемых объектов при наработке
до отказа, подчиняющейся закону Вейбулла
2. Цели:

научить студентов устанавливать законы распределения показателей
надежности;

ознакомить с методикой установления законов распределения показателя
надежности по статистическим данным;

привить навыки установления закона распределения показателя надежности.
3. Задания:
Определить показатели надежности рассматриваемого объекта, закон их распределения,
построить эмпирические зависимости данных показателей во времени.
Вариант № 1
№
Время
изделия
наблюдения
1
1350
2
2025
3
2550
4
2898
5
3000
6
3500
7
1609
8
1460
9
2050
10
3990
Вариант № 2
№
Время
изделия
наблюдения
1
1150
2
3700
3
1990
4
2500
5
3020
6
3140
7
3600
8
1800
9
2250
10
2900
Вариант № 3
№
Время
изделия
наблюдения
1
3000
2
3500
3
1550
Время отказа, час
50; 158; 484; 945; 1120; 1300
75; 199; 784; 1001; 1295; 1578; 1984; 2024
81; 240; 793; 1145; 1781; 1973; 2005; 2500
87; 211; 715; 1600; 1903; 2115; 2344; 2898
68; 415; 888; 1231; 1717; 1917; 2090; 2967
123; 345; 1376; 2465; 3098; 3467
56; 478; 856; 986; 1107; 1362; 1541
80; 135; 240, 367, 680, 1420
60, 280, 395, 470, 850, 1050, 2000
130, 460, 1000, 1967, 2250, 3445, 3987
Время отказа, час
155, 291, 340, 396, 900, 1145
421, 925, 1080, 2143, 2968, 3000, 3637
90, 180, 460, 853, 1761, 1987
100, 280, 699, 985, 1442, 1961, 2341
420, 930, 1213, 1916, 2005, 2774, 3015
116, 511, 731, 925, 1450, 1928, 2723, 3113
300, 830, 1430, 1933, 2247, 2968, 3220, 3561
100, 190, 390, 750, 1180, 1340, 1800
301, 610, 1700, 1900, 2100, 2250
217, 520, 740, 970, 1180, 1250, 1410, 1680, 1795,
2250, 2740
Время отказа, час
317, 341, 1215, 1675, 2150, 2890, 3000
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
100 , 157, 570, 740, 1010 , 1500
4
5
6
7
8
9
10
2150
2400
2950
3500
1600
1900
3360
Вариант № 4
№
Время
изделия
наблюдения
1
3250
2
3
4
2180
1240
3120
5
6
7
8
9
1600
1950
3500
2700
2950
10
3460
Вариант № 5
№
Время
изделия
наблюдения
1
2640
2
2830
3
4
5
6
7
8
1670
1800
2150
2250
2430
2900
9
10
2950
3000
Вариант № 6
№
Время
изделия
наблюдения
1
1350
2
2025
3
1150
4
3700
5
3000
6
3500
50, 250, 508, 803, 1207, 1840, 2150
570, 940, 1270, 1790, 1870, 2000, 2400
150, 450, 690, 830, 1340, 1680, 2560, 2900
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
121, 165, 601, 756, 1111, 1545
100, 200, 400, 800, 1200, 1400, 1800
75, 276, 378, 745, 901, 1399, 1796, 2367, 3041,
3138, 3201, 3354
Время отказа, час
70, 280, 400, 740, 910, 1400, 1800, 2370, 3050,
3140, 3200, 3250
115, 315, 840, 1020, 1430, 1840, 2180
35, 112, 187, 726, 1111, 1240
500, 786, 1265, 1736, 1809, 2021, 2543, 2786,
3120
32, 175, 287, 400, 625, 917, 1150, 1312, 1600
130, 213,476, 956, 1432, 1950
712, 1323, 1687, 2198, 2767, 3500
270, 433, 846, 1423, 2233, 2400
180, 231, 654, 787, 1123, 1234, 1456, 1923, 2143,
2786, 2798, 3200
231, 476, 934, 1245, 1798, 1890, 2145, 2789, 3224
Время отказа, час
134, 634, 923, 1245, 1389, 1745, 1832, 2187
213, 287, 390, 780, 965, 1223, 1587, 1987, 2321,
2687, 2830
98, 163, 576, 789, 1045, 1500
100, 209, 398, 657, 1090, 1234, 1800
45, 243, 498, 786, 1199, 1856, 2150
321, 587, 1678, 1876, 2099, 2245
434, 976, 1256, 1765, 1900, 2098, 2400
213, 543, 738, 980, 1187, 1232, 1423, 1675, 1899,
2345, 2876
123, 432, 701, 899, 1342, 1654, 2542, 2921
343, 398, 1232, 1675, 2134, 2854, 3000
Время отказа, час
50; 158; 484; 945; 1120; 1300
75; 199; 784; 1001; 1295; 1578; 1984; 2024
155, 291, 340, 396, 900, 1145
421, 925, 1080, 2143, 2968, 3000, 3637
317, 341, 1215, 1675, 2150, 2890, 3000
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
7
3250
8
9
10
2180
2640
2830
Вариант № 7
№
Время
изделия
наблюдения
1
1150
2
3700
3
1990
4
2500
5
1550
6
2150
7
1240
8
3120
9
10
1670
1800
Вариант № 8
№
Время
изделия
наблюдения
1
3000
2
3500
3
3020
4
3140
5
2400
6
2950
7
1600
8
1950
9
2150
10
2250
Вариант № 9
№
Время
изделия
наблюдения
1
2430
2
1460
3
3600
4
1800
5
1609
6
2900
7
8
9
10
3500
1600
3500
2700
70, 280, 400, 740, 910, 1400, 1800, 2370, 3050,
3140, 3200, 3250
115, 315, 840, 1020, 1430, 1840, 2180
134, 634, 923, 1245, 1389, 1745, 1832, 2187
213, 287, 390, 780, 965, 1223, 1587, 1987, 2321,
2687, 2830
Время отказа, час
155, 291, 340, 396, 900, 1145
421, 925, 1080, 2143, 2968, 3000, 3637
90, 180, 460, 853, 1761, 1987
100, 280, 699, 985, 1442, 1961, 2341
100 , 157, 570, 740, 1010 , 1500
50, 250, 508, 803, 1207, 1840, 2150
35, 112, 187, 726, 1111, 1240
500, 786, 1265, 1736, 1809, 2021, 2543, 2786,
3120
98, 163, 576, 789, 1045, 1500
100, 209, 398, 657, 1090, 1234, 1800
Время отказа, час
68; 415; 888; 1231; 1717; 1917; 2090; 2967
123; 345; 1376; 2465; 3098; 3467
420, 930, 1213, 1916, 2005, 2774, 3015
116, 511, 731, 925, 1450, 1928, 2723, 3113
570, 940, 1270, 1790, 1870, 2000, 2400
150, 450, 690, 830, 1340, 1680, 2560, 2900
32, 175, 287, 400, 625, 917, 1150, 1312, 1600
130, 213,476, 956, 1432, 1950
45, 243, 498, 786, 1199, 1856, 2150
321, 587, 1678, 1876, 2099, 2245
Время отказа, час
434, 976, 1256, 1765, 1900, 2098, 2400
80; 135; 240, 367, 680, 1420
300, 830, 1430, 1933, 2247, 2968, 3220, 3561
100, 190, 390, 750, 1180, 1340, 1800
56; 478; 856; 986; 1107; 1362; 1541
213, 543, 738, 980, 1187, 1232, 1423, 1675, 1899,
2345, 2876
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
121, 165, 601, 756, 1111, 1545
712, 1323, 1687, 2198, 2767, 3500
270, 433, 846, 1423, 2233, 2400
Вариант № 10
№
Время
изделия
наблюдения
1
2900
2
3
1900
3360
4
5
6
3990
2250
2950
7
8
9
10
3460
2950
3000
2050
Вариант № 11
№
Время
изделия
наблюдения
1
3000
2
2898
3
2050
4
1350
5
2550
6
1150
7
1990
8
3020
9
3600
10
2250
Вариант № 12
№
Время
изделия
наблюдения
1
3000
2
1550
3
2400
4
3500
5
1900
6
3250
7
8
9
10
1240
1600
3500
2950
Вариант № 13
№
Время
изделия
наблюдения
1
2025
Время отказа, час
217, 520, 740, 970, 1180, 1250, 1410, 1680, 1795,
2250, 2740
100, 200, 400, 800, 1200, 1400, 1800
75, 276, 378, 745, 901, 1399, 1796, 2367, 3041,
3138, 3201, 3354
130, 460, 1000, 1967, 2250, 3445, 3987
301, 610, 1700, 1900, 2100, 2250
180, 231, 654, 787, 1123, 1234, 1456, 1923, 2143,
2786, 2798, 3200
231, 476, 934, 1245, 1798, 1890, 2145, 2789, 3224
123, 432, 701, 899, 1342, 1654, 2542, 2921
343, 398, 1232, 1675, 2134, 2854, 3000
60, 280, 395, 470, 850, 1050, 2000
Время отказа, час
68; 415; 888; 1231; 1717; 1917; 2090; 2967
87; 211; 715; 1600; 1903; 2115; 2344; 2898
60, 280, 395, 470, 850, 1050, 2000
50; 158; 484; 945; 1120; 1300
81; 240; 793; 1145; 1781; 1973; 2005; 2500
155, 291, 340, 396, 900, 1145
90, 180, 460, 853, 1761, 1987
420, 930, 1213, 1916, 2005, 2774, 3015
300, 830, 1430, 1933, 2247, 2968, 3220, 3561
301, 610, 1700, 1900, 2100, 2250
Время отказа, час
317, 341, 1215, 1675, 2150, 2890, 3000
100 , 157, 570, 740, 1010 , 1500
570, 940, 1270, 1790, 1870, 2000, 2400
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
100, 200, 400, 800, 1200, 1400, 1800
70, 280, 400, 740, 910, 1400, 1800, 2370, 3050,
3140, 3200, 3250
35, 112, 187, 726, 1111, 1240
32, 175, 287, 400, 625, 917, 1150, 1312, 1600
712, 1323, 1687, 2198, 2767, 3500
180, 231, 654, 787, 1123, 1234, 1456, 1923, 2143,
2786, 2798, 3200
Время отказа, час
75; 199; 784; 1001; 1295; 1578; 1984; 2024
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2898
3500
1460
3990
2640
1670
2150
2430
3000
Вариант № 14
№
Время
изделия
наблюдения
1
3700
2
2500
3
3140
4
1800
5
2900
6
7
8
9
10
3500
2150
2950
1600
3360
Вариант № 15
№
Время
изделия
наблюдения
1
1240
2
3120
3
4
5
6
1950
2700
3460
2830
7
8
9
1800
2250
2900
10
3000
Вариант № 16
№
Время
изделия
наблюдения
1
1350
2
2550
3
3700
4
2500
5
3000
87; 211; 715; 1600; 1903; 2115; 2344; 2898
123; 345; 1376; 2465; 3098; 3467
80; 135; 240, 367, 680, 1420
130, 460, 1000, 1967, 2250, 3445, 3987
134, 634, 923, 1245, 1389, 1745, 1832, 2187
98, 163, 576, 789, 1045, 1500
45, 243, 498, 786, 1199, 1856, 2150
434, 976, 1256, 1765, 1900, 2098, 2400
343, 398, 1232, 1675, 2134, 2854, 3000
Время отказа, час
421, 925, 1080, 2143, 2968, 3000, 3637
100, 280, 699, 985, 1442, 1961, 2341
116, 511, 731, 925, 1450, 1928, 2723, 3113
100, 190, 390, 750, 1180, 1340, 1800
217, 520, 740, 970, 1180, 1250, 1410, 1680, 1795,
2250, 2740
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
50, 250, 508, 803, 1207, 1840, 2150
150, 450, 690, 830, 1340, 1680, 2560, 2900
121, 165, 601, 756, 1111, 1545
75, 276, 378, 745, 901, 1399, 1796, 2367, 3041,
3138, 3201, 3354
Время отказа, час
35, 112, 187, 726, 1111, 1240
500, 786, 1265, 1736, 1809, 2021, 2543, 2786,
3120
130, 213,476, 956, 1432, 1950
270, 433, 846, 1423, 2233, 2400
231, 476, 934, 1245, 1798, 1890, 2145, 2789, 3224
213, 287, 390, 780, 965, 1223, 1587, 1987, 2321,
2687, 2830
100, 209, 398, 657, 1090, 1234, 1800
321, 587, 1678, 1876, 2099, 2245
213, 543, 738, 980, 1187, 1232, 1423, 1675, 1899,
2345, 2876
343, 398, 1232, 1675, 2134, 2854, 3000
Время отказа, час
50; 158; 484; 945; 1120; 1300
81; 240; 793; 1145; 1781; 1973; 2005; 2500
421, 925, 1080, 2143, 2968, 3000, 3637
100, 280, 699, 985, 1442, 1961, 2341
317, 341, 1215, 1675, 2150, 2890, 3000
6
7
8
9
10
1550
2180
3120
2640
1670
Вариант № 17
№
Время
изделия
наблюдения
1
2900
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3500
1600
3500
2700
2430
1460
3600
1800
1609
Вариант № 18
№
Время
изделия
наблюдения
1
2950
2
3
4
5
6
3460
2950
3000
2050
2900
7
8
1900
3360
9
10
3990
2250
Вариант № 19
№
Время
изделия
наблюдения
1
1150
2
1990
3
3020
4
3600
5
2250
6
3000
7
2898
8
2050
9
1350
10
2550
100 , 157, 570, 740, 1010 , 1500
115, 315, 840, 1020, 1430, 1840, 2180
500, 786, 1265, 1736, 1809, 2021, 2543, 2786, 3120
134, 634, 923, 1245, 1389, 1745, 1832, 2187
98, 163, 576, 789, 1045, 1500
Время отказа, час
213, 543, 738, 980, 1187, 1232, 1423, 1675, 1899,
2345, 2876
470, 750, 1410, 1710, 2600, 3100, 3150, 3300
121, 165, 601, 756, 1111, 1545
712, 1323, 1687, 2198, 2767, 3500
270, 433, 846, 1423, 2233, 2400
434, 976, 1256, 1765, 1900, 2098, 2400
80; 135; 240, 367, 680, 1420
300, 830, 1430, 1933, 2247, 2968, 3220, 3561
100, 190, 390, 750, 1180, 1340, 1800
56; 478; 856; 986; 1107; 1362; 1541
Время отказа, час
180, 231, 654, 787, 1123, 1234, 1456, 1923, 2143,
2786, 2798, 3200
231, 476, 934, 1245, 1798, 1890, 2145, 2789, 3224
123, 432, 701, 899, 1342, 1654, 2542, 2921
343, 398, 1232, 1675, 2134, 2854, 3000
60, 280, 395, 470, 850, 1050, 2000
217, 520, 740, 970, 1180, 1250, 1410, 1680, 1795,
2250, 2740
100, 200, 400, 800, 1200, 1400, 1800
75, 276, 378, 745, 901, 1399, 1796, 2367, 3041,
3138, 3201, 3354
130, 460, 1000, 1967, 2250, 3445, 3987
301, 610, 1700, 1900, 2100, 2250
Время отказа, час
155, 291, 340, 396, 900, 1145
90, 180, 460, 853, 1761, 1987
420, 930, 1213, 1916, 2005, 2774, 3015
300, 830, 1430, 1933, 2247, 2968, 3220, 3561
301, 610, 1700, 1900, 2100, 2250
68; 415; 888; 1231; 1717; 1917; 2090; 2967
87; 211; 715; 1600; 1903; 2115; 2344; 2898
60, 280, 395, 470, 850, 1050, 2000
50; 158; 484; 945; 1120; 1300
81; 240; 793; 1145; 1781; 1973; 2005; 2500
4. Форма выполнения: домашнее задание
5. Критерии выполнения:
Требования к выполнению задания: домашнее задание выполняется на основании
указанных и других источников литературы на бумаге формата А4, шрифт Times New
Roman, кегль 14, полуторный интервал. Поля: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху, снизу
– 20 мм.
На титульном листе должны быть указаны: наименование института, кафедры,
название дисциплины, вид и тема задания, Ф. И. О. студента, специальность, группа.
Критерии выполнения задания – условия, влияющие на оценочный балл:
- сроки сдачи задания – в течение 4 недель после практического занятия
(ориентировочно – 14 неделя, практическое занятие № 7);
- тщательность проведенной работы в соответствии с целью;
- четкость формулировок, терминов и определений, ясность выражения
собственных мыслей;
- правильность выполнения расчетов и графической части;
- аргументированность выводов и предложений;
6. Сроки (график) сдачи: 14 неделя
7. Критерии оценки: для получения максимального балла – 20, задание должно быть
выполнено полностью, соответствовать критериям оценки выполнения и сдано в
срок.
В случае если: домашнее задание будет сдана позже установленного срока – оценка
снижается на 2 балла, домашнее задание – написано без учета требований к его
выполнению или требования к оформлению не соблюдены – оценка снижается на 1 балл;
ошибки в вычислениях или формулах – по 0,5 баллов за каждую ошибку.
8. Контрольные вопросы:
1. Что такое случайная величина?
2. Какие события являются случайными?
3. Приведите примеры дискретных случайных величин, рассматриваемых в теории
надежности.
4. Приведите примеры непрерывных случайных величин, рассматриваемых в теории
надежности.
5. Какой вид имеет функция распределения случайной величины?
6. Что такое плотность распределения, математическое ожидание, дисперсия
случайной величины, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации,
квантиль, медиана, мода?
7. Что такое статистический ряд?
8. Порядок обработки статистического ряда.
9. Что такое статистическая гипотеза?
10. Для чего применяется критерий согласия?
11. Что такое ошибки первого и второго рода?
9. Литература:
1. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. –
М.: Высшая школа, 2008. – 464 с.
2. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для
вузов. – М.: ЮНИТИ, 2006. – 573 с.
Задание для самостоятельной работы студента № 3
1. Тема Определение показателей надежности сложной комбинированной системы
2. Цели:




ознакомить с методами резервирования;
привить навыки построения структуры сложной системы;
научить рассчитывать показатели надежности системы без резервирования;
научить рассчитывать показатели надежности системы с резервированием.
3. Задания:
Исходные данные: Система состоит из десяти элементов, соединенных согласно
структурной схеме, изображенной на рисунке 3.5.
Элементы имеют следующие значения вероятности безотказной работы за время
t=200 час: P1(t)=0,91, P2(t)=0,9, P3(t)=0,98, P4(t)=0,93, P5(t)=0,95, P6(t)=0,92, P7(t)=0,89,
P8(t)=0,94, P9(t)=0,88, P10(t)=0,96 и подчинены экспоненциальному закону распределения.
В ходе эксплуатации за последующие 100 часов вероятность безотказной работы
уменьшилась на ΔP(t)=0,11.
Задание:
1. Определить вероятность безотказной работы за время 200 и 300 часов.
2. Определить вероятность отказа системы за время 200 и 300 часов.
3. Определить интенсивность отказов системы.
4. Определить среднее время безотказной работы системы.
5. Найти наиболее слабый элемент системы.
Вариант № 1
Р1
Р6
Р7
Р4
Р2
Р9
Р5
Р10
Р3
Р8
Вариант № 2
Р4
Р7
Р8
Р1
Р3
Р5
Р9
Р2
Р6
Р10
Вариант № 3
Р1
Р2
Р5
Р8
Р7
Р10
Р3
Р6
Р9
Р4
Вариант № 4
Р1
Р2
Р3
Р8
Р4
Р6
Р9
Р5
Р7
Р10
Вариант № 5
Р1
Р7
Р3
Р2
Р8
Р10
Р5
Р4
Р9
Р6
Вариант № 6
Р1
Р3
Р8
Р2
Р4
Р5
Р6
Р7
Р9
Р10
Вариант № 7
Р1
Р6
Р3
Р9
Р2
Р7
Р10
Р4
Р5
Р8
Вариант № 8
Р1
Р2
Р6
Р3
Р7
Р8
Р10
Р4
Р5
Р9
Вариант № 9
Р1
Р2
Р6
Р3
Р7
Р8
Р5
Р10
Р4
Р9
Вариант № 10
Р1
Р2
Р8
Р6
Р3
Р9
Р5
Р4
Р7
Р10
Вариант № 11
Р1
Р5
Р6
Р9
Р2
Р4
Р7
Р10
Р3
Р8
Вариант № 12
Р4
Р1
Р5
Р8
Р3
Р10
Р2
Р6
Р9
Р7
Вариант № 13
Р1
Р4
Р5
Р6
Р2
Р7
Р9
Р3
Р8
Р10
Вариант № 14
Р4
Р1
Р6
Р2
Р5
Р10
Р8
Р7
Р3
Р9
Вариант № 15
Р1
Р2
Р6
Р3
Р7
Р8
Р5
Р4
Р9
Р10
Вариант № 16
Р1
Р3
Р8
Р2
Р4
Р5
Р6
Р7
Р9
Р10
Вариант № 17
Р1
Р6
Р3
Р9
Р2
Р7
Р10
Р4
Р5
Р8
Вариант № 18
Р1
Р2
Р3
Р6
Р7
Р8
Р10
Р4
Р5
Р9
4. Форма выполнения: домашнее задание
5. Критерии выполнения:
Требования к выполнению задания: домашнее задание выполняется на основании
указанных и других источников литературы на бумаге формата А4, шрифт Times New
Roman, кегль 14, полуторный интервал. Поля: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху, снизу
– 20 мм.
На титульном листе должны быть указаны: наименование института, кафедры,
название дисциплины, вид и тема задания, Ф. И. О. студента, специальность, группа.
Критерии выполнения задания – условия, влияющие на оценочный балл:
- сроки сдачи задания – в течение 2 недель после практического занятия
(ориентировочно – 14 неделя, практическое занятие № 7);
- тщательность проведенной работы в соответствии с целью;
- четкость формулировок, терминов и определений, ясность выражения
собственных мыслей;
- правильность выполнения расчетов и графической части;
- аргументированность выводов и предложений;
6. Сроки (график) сдачи: 14 неделя
7. Критерии оценки: для получения максимального балла – 6, задание должно быть
выполнено полностью, соответствовать критериям оценки выполнения и сдано в
срок.
В случае, если: домашнее задание будет сдана позже установленного срока – оценка
снижается на 1 балл, домашнее задание – написано без учета требований к его
выполнению или требования к оформлению не соблюдены – оценка снижается на 1 балл.
8. Контрольные вопросы:
1. Дайте характеристику сложной системы.
2. Как рассчитываются показатели надежности системы без резервирования
(основной системы)?
3. Что такое резервирование?
4. Какие используются виды резервирования?
5. Дайте определение и характеристику общему и поэлементному резервированию.
6. Дайте определение и характеристику постоянному резервированию и
резервированию замещением.
7. Дайте определение и характеристику резервированию с восстановлением и без
восстановления.
9. Литература:
1. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. –
М.: Высшая школа, 2008. – 464 с.
Задание для самостоятельной работы студента № 4
1. Тема Отказы деталей и узлов нефтегазового оборудования
2. Цели:

ознакомить с критериями отказов и технических состояний нефтегазового
оборудования;

научить выявлять основные виды отказов оборудования;

привить навыки определения работоспособности объектов.
3. Задания:
Провести анализ видов, последствий и критичности отказов деталей и узлов
нефтегазового оборудования
Перечень деталей для домашнего задания:
Ветка трубопровода
Шаровой кран
Буровой насос
Задвижка клиновая: клин, корпус.
Редукторы станка-качалки типа Ц2НШ: вал-шестерня, вал ведомый.
Установки погружных насосов ЭЦН: колесо рабочее, направляющий аппарат, втулка
защитная, пята.
7. Погружной электродвигатель ПЭД: пята, подшипник статора и ротора.
8. Штанговый скважинный насос типа НСН, НСВ: цилиндр, плунжер, клапан.
9. Компрессор КСЭ-5м: вал коленчатый, палец, поршень
10. Насосы центробежные типа ЦНС-180: вал, крышка входная, крышка напорная, диск
разгрузки, втулка разгрузки, втулка резьбовая, втулка проставочная.
11. Турбобуры типа ЗТСШ-1-195: диски пяты, втулки средней и нижней опор.
12. Замки бурильных труб типа ТБПВ-127, ТПБК-114.
13. Шламовый насос типа ВШН-150: броня корпуса, рабочее колесо.
14. Ключ АКБ-ЗМ: ролик.
15. Буровые насосы: шток, клапан, цилиндр.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
4. Форма выполнения: домашнее задание
5. Критерии выполнения:
Требования к выполнению задания: домашнее задание выполняется на основании
указанных и других источников литературы на бумаге формата А4, шрифт Times New
Roman, кегль 14, полуторный интервал. Поля: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху, снизу
– 20 мм.
На титульном листе должны быть указаны: наименование института, кафедры,
название дисциплины, вид и тема задания, Ф. И. О. студента, специальность, группа.
Критерии выполнения задания – условия, влияющие на оценочный балл:
- сроки сдачи задания – в течение 2 недель после практического занятия
(ориентировочно – 16 неделя, практическое занятие № 8);
- тщательность проведенной работы в соответствии с целью;
- четкость формулировок, терминов и определений, ясность выражения
собственных мыслей;
- правильность выполнения расчетов и графической части;
- аргументированность выводов и предложений;
6. Сроки (график) сдачи: 16 неделя
7. Критерии оценки: для получения максимального балла – 6, задание должно быть
выполнено полностью, соответствовать критериям оценки выполнения и сдано в
срок.
В случае, если: домашнее задание будет сдана позже установленного срока – оценка
снижается на 1 балл, домашнее задание – написано без учета требований к его
выполнению или требования к оформлению не соблюдены – оценка снижается на 1 балл.
8. Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
Свойства функции вероятности безотказной работы?
Свойства функции вероятности отказа?
Каким образом определяется плотность распределения наработки во времени?
Кривая зависимости интенсивности отказа во времени.
Кривая плотности распределения отказов во времени
9. Литература:
1. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. – М.:
Высшая школа, 2008. – 464 с.
2. Сырицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро- и пневмоприводов: учебник для
втузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 248 с.
3. Отказы и меры по повышению надежности насосов, гидромоторов и другого
гидрооборудования мобильных машин: обзор. инфор./ А.И. Золотарь, А.Е.
Гольдбухт, Г.А. Соколова. – М.: ЦИНТИХИМНЕФТТЕМАШ, 1990. – 60 с.
4. Бабаев С.Г. Надежность нефтепромыслового оборудования. – М.: Недра, 1987. –
264 с.
5. Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадеев В.З. Надежность машин: Учеб. пособие для
машиностр. спец. вузов / Под ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1988. –
238 с.
6. Надежность технических систем: Справочник/ Под ред. И.А. Ушакова. – М.: Радио
и связь, 1985. – 608 с.
7. Сугак Е.В. Василенко Н.В., Назаров Г.Г. и др. Надежность технических систем.
Учебное пособие для технических вузов/ Под общ. ред. Е.В. Сугака и Н.В.
Василенко. – Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001. – 608 с.
8. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для
вузов. – 2-е изд.,перераб. и. доп.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. – 573 с.
9. Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т. – М.:
Машиностроение, 1987.
10. Бабаев С.Г. Надежность нефтепромыслового оборудования. – М : Недра, 1987. –
264 с.
11. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин им конструкций. – М.:
Машиностроение, 1984. – 312 с.
Перечень примерных вопросов к контрольной работе № 2
Контрольная работа № 2 проводится после изучения всего объема теоретического
материала.
Основные разделы, которые необходимо изучить:
1 Математический аппарат теории надежности: законы распределения
случайных величин и области их применения; формулы для нахождения основных
показателей надежности (вероятности безотказной работы, вероятности отказа,
интенсивности отказов, средней наработки на отказ).
2 Определение надежности сложных систем: системы без резервирования,
системы с различными вариантами резервирования; системы, в которых работа элементов
может быть описана нормальным или экспоненциальным законом распределения.
3 Испытания на надежность: классификация испытаний на надежность, цель и
задачи, методики проведения различных видов испытаний (определительных,
контрольных, ускоренных).
Первая группа вопросов – примерные вопросы, в которых необходимо указать
области применения того или иного закона. Оценивается полнота ответа.
1. Перечислить область применения экспоненциального закона распределения.
2. Перечислить область применения нормального закона распределения.
3. Перечислить область применения закона распределения Вейбулла.
Во второй группе необходимо привести эскиз системы с резервированием или без
резервирования, состоящей из определенного количества элементов. Оценивается
правильность ответа, и выполнение графической части.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Привести схему системы без резервирования, состоящую из четырех элементов.
Привести схему системы с последовательным соединением элементов.
Привести схему основной системы, состоящей из трех блоков.
Нарисовать схему постоянного общего резервирования системы из трех блоков.
Нарисовать схему смешанного резервирования системы из пяти блоков.
Нарисовать схему общего ненагруженного резервирования для системы из трех
блоков.
Третья часть – решение задачи. Необходимо написать формулу для нахождения
искомого показателя с расшифровкой, входящих в формулу данных. Нарисовать схему
предложенной системы. Оценивается правильность ответа, и выполнение графической
части. Типовые задачи третьей группы:
10. Решить задачу: Система состоит из пяти элементов, среднее время безотказной
работы которых равно: Т1=104 час; Т2=200 час; Т3=185 час; Т4=350 час; Т5=620 час.
Показатели распределены по экспоненциальному закону. Определить
интенсивность системы.
11. Решить задачу: Система состоит из трех элементов с вероятностью безотказной
работы равной P1(t)=0,9, P2(t)=0,92, Pi(t)=0,87. Определить вероятности отказа
системы при поэлементном резервировании.
12. Решить задачу: Система состоит из четырех элементов, имеющих интенсивность
отказов равную λ1 = 2,7·10-7 1/час, λ2 = 3,2·10-7 1/час, λ3 = 2,1·10-7 1/час, λ4 = 4,3·10-7
1/час. Определить вероятность безотказной в течение 2000 часов при
поэлементном резервировании системы.
13. Решить задачу: Блок управления состоит из 5000 элементов,
средняя
-6
интенсивность отказов которых равна 2,3·10 1/час. Определить вероятность отказа
в течении t = 100 час.
14. Решить задачу: Вероятность безотказной работы системы, состоящей из 150
равнонадежных элементов, в течение времени t равна Rc(t)=0,95. Найти
вероятность безотказной работы элемента.
Четвертая группа вопросов – необходимо привести конкретный пример
предлагаемого в вопросе отказа или неисправностей объекта. В данном пункте будет
обращено внимание на полноту и правильность трактовки того или иного понятия или
классификации. Примеры вопросов данной группы:
15. Привести классификацию отказов по скорости изменения критерия отказа.
16. Привести классификацию отказов по причинам возникновения.
17. Привести классификацию неисправностей по причинам возникновения.
18. Привести классификацию неисправностей по характеру проявления.
19. Привести пример эксплуатационного отказа.
20. Привести пример технологического отказа.
Последняя часть вопросов – проведение испытаний. Необходимо дать правильный
ответ на поставленный вопрос. В данном пункте будет обращено внимание на полноту и
правильность ответа. Примеры вопросов данной группы:
21. Основная цель проведения определительных испытаний.
22. Основная цель проведения контрольных испытаний.
23. Классификация испытаний по месту проведения.
24. Что такое ускоренные испытания.
25. Классификация испытаний по степени интенсификации процесса
В каждом варианте контрольной работы – 8 вопросов из всех четырех групп,
правильный ответ на которые оценивается в 1-2 балл. Максимальное количество баллов за
контрольную работу № 1 – 10 баллов. Контрольная работа считается сданной
положительной при полученном количестве баллов 6-10, в противном случае работа
подлежит пересдаче.
В случае если контрольная работа будет написана позже установленного срока по
неуважительной причине – оценка снижается на 2 балла.
Литература:
Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. – 2-е изд., испр. – М.:
Высшая школа, 2008. – 464 с.
График самостоятельной работы студентов
Кафедра трибологии и технологии ремонта нефтегазового оборудования
План-график
самостоятельной внеаудиторной работы студентов 3 курса факультета
инженерной механики
направления 150700 «Машиностроение» профиль «Оборудование и
технология повышения износостойкости и восстановления деталей машин и
аппаратов»
по дисциплине «Теоретические основы надежности технических систем»
в 5 семестре
по рабочему учебному плану на дисциплину отведено 108 часов
Перечень
заданий для
внеаудиторно
й работы
Подготовка к
лабораторны
м,
практическим
,
семинарским
занятиям
Выполнение
домашних
работ
Подготовка к
контрольной
работе
Недели семестра
1
2
ПР
1
3
4
ПР
2
5
6
ПР
3
7
8
ПР
4
ДЗ1
КР
1
9
10
ПР
5
1
1
12
ПР
6
1
3
14
1
5
16
ПР
7
ПР
8
ДЗ2
и
ДЗ3
ДЗ4
1
7
18
КР
2