Что такое постепенный и случайный отказ
Понятие отказа. Классификация отказов
Основные понятия теории надежности
Область исследования и средства теории надежности
Надежность является одним из самых важных показателей современной техники. Современные мир требует, чтобы используемые человеком технические объекты были максимально надежными. Отказы таких объектов, как инфраструктурные объекты, объекты транспорта и т.п. приводят к большим экономическим потерям и даже смертям. Поскольку не существует абсолютно надежных технических устройств, требуется уметь повышать надежность систем за счет изменения внутренней структуры объектов, резервирования, выбора оптимальной стратегии обслуживания и т.п.
Всё большая взаимосвязанность многих важных для промышленности и населения систем приводит к увеличению роли теории надежности в проектировании и эксплуатации техники.
Надежность – свойство технического объекта сохранять свои характеристики (параметры) в определенных пределах при данных условиях эксплуатации.
Теория надежности – это наука, изучающая закономерности отказов технических устройств, причины и модели их возникновения. Основными объектами её изучения являются:
Базой математического аппарата теории надежности являются различные разделы математики:
Существуют разные подходы к надежности:
В этом курсе рассматриваются математический и статистический подход к надежности.
Понятие отказа. Классификация отказов
Центральное понятие теории надежности – отказ.
Отказ – событие, после возникновения которого характеристики технического объекта (параметры) выходят за допустимые пределы. Отказ – понятие, которое необходимо определять для каждого вида техники.
Критерий отказа – признак, согласно которому устанавливается факт возникновения отказа.
Существуют различные классификации отказов. Рассмотрим их.
По типу:
По природе возникновения:
По характеру возникновения:
По причине возникновения:
По возможности дальнейшего использования:
По лёгкости обнаружения:
По времени возникновения:
Постепенные и внезапные отказы.
Постепенные отказы возникают в результате протекания того или иного процесса старения, ухудшающего начальные параметры изделия.
Основным признаком постепенного отказа является то, что вероятность его возникновения 
в течение заданного периода времени от 
до 
, зависит от длительности предыдущей работы изделия t1. Чем дольше использовалось изделие, тем выше вероятность возникновения отказа, т.е. 
, если 
. К этому виду относится большинство отказов. Они связаны с изнашиванием, коррозией, усталостью, ползучестью и другими процессами старения материалов, из которых созданы изделия.
Основным признаком внезапного отказа является то, что вероятность его возникновения в течение заданного периода времени, не зависит от длительности предыдущей работы изделия.
Примерами таких отказов могут служить тепловые трещины, возникшие в детали вследствие прекращения подачи смазки; поломки детали из-за неправильных методов эксплуатации машины или возникновения перегрузок; деформация или поломка деталей, попавших в непредусмотренные условия работы.
Отказ при этом происходит, как правило, внезапно, без предшествующих симптомов разрушения и не зависит от степени изношенности.
Например, причиной отказа автомобильной покрышки может быть как износ протектора в результате длительной эксплуатации машины, так и прокол, возникший вследствие езды по плохой дороге и неблагоприятного сочетания случайных факторов.
Деление на постепенные и внезапные отказы определяется природой их возникновения.
Для постепенного отказа процесс потери работоспособности начинается сразу при эксплуатации изделия.
Для внезапного отказа время его возникновения является случайной величиной. Скорость процесса возникновения протекает весьма быстро.
2. Отказы функционирования и параметрические отказы.
Отказ функционирования приводит к тому, что изделие не может выполнять возложенные на него функции. Например, в результате отказа редуктор не передает движения, двигатель внутреннего сгорания не запускается, насос не подает масла и т. п. Часто отказ функционирования связан с поломками или заклиниванием отдельных элементов изделия.
Параметрический отказ, который наиболее характерен для современных машин и изделий, возникает при выходе параметров (характеристик) изделия за допустимые пределы. Здесь изделие становится неработоспособным с точки зрения требований, установленных техническими условиями.
Продолжение использования изделия, имеющего параметрический отказ, может привести к весьма тяжелым экономическим и иным последствиям. Например, к выпуску некачественной продукции, которая может быть причиной отказов функционирования в сфере ее эксплуатации, к невыполнению изделием поставленных задач, к большим дополнительным затратам времени и средств. Но роль параметрических отказов важна еще и потому, что в сложных системах параметрические отказы элементов могут привести к отказу функционирования.
Поэтому параметрические отказы являются одним из основных объектов рассмотрения в теории надежности машин.
Отказы функционирования и параметрические отказы могут быть как постепенными, так и внезапными.
Постепенные и внезапные отказы
Постепенные отказы возникают в результате протекания того или иного процесса старения, ухудшающего начальные параметры изделия.
Основным признаком постепенного отказа является то, что вероятность его возникновения 
в течение заданного периода времени от 
до 
, зависит от длительности предыдущей работы изделия t1. Чем дольше использовалось изделие, тем выше вероятность возникновения отказа, т.е. 
, если 
. К этому виду относится большинство отказов. Они связаны с изнашиванием, коррозией, усталостью, ползучестью и другими процессами старения материалов, из которых созданы изделия.
Основным признаком внезапного отказа является то, что вероятность его возникновения в течение заданного периода времени, не зависит от длительности предыдущей работы изделия.
Примерами таких отказов могут служить тепловые трещины, возникшие в детали вследствие прекращения подачи смазки; поломки детали из-за неправильных методов эксплуатации машины или возникновения перегрузок; деформация или поломка деталей, попавших в непредусмотренные условия работы.
Отказ при этом происходит, как правило, внезапно, без предшествующих симптомов разрушения и не зависит от степени изношенности.
Например, причиной отказа автомобильной покрышки может быть как износ протектора в результате длительной эксплуатации машины, так и прокол, возникший вследствие езды по плохой дороге и неблагоприятного сочетания случайных факторов.
Деление на постепенные и внезапные отказы определяется природой их возникновения.
Для постепенного отказа процесс потери работоспособности начинается сразу при эксплуатации изделия.
Для внезапного отказа время его возникновения является случайной величиной. Скорость процесса возникновения протекает весьма быстро.