Мобільний термінал охоронної системи для автомобіля (стр. 10 из 17)
Припустимі напруги при відповідних частотах коливань (власних коливань,нижня, верхня) визначимо з наступного виразу, оскільки Tf<107:
Вигинаючий момент в центрі плати у режимі вібраційних коливань:
, де М – маса встановлених на платі ЕРЕ, кг; g – прискорення вільного падіння, 
- коефіцієнт вібраційного перевантаження; 
. 
Розрахункові напруги в центрі плати визначимо наступним чином (умова віброміцності плати):
Таким чином, на всіх трьох частотах розраховані напруги менші за припустимі:
; 
4.4.3. Розрахунок надійності
4.4.3.1. Розрахунок надійності по раптових експлуатаційних відмовах
Надійність за раптовими відмовами характеризують такими показниками, як інтенсивність відмов, середня наробка до відмови, ймовірність безвідмовної роботи.
Проведемо розрахунок надійності, з огляду на зовнішні впливи та вплив теплових і електричних навантажень. Для цього скористаємося формулою для ймовірності безвідмовної роботи [1].
де λj=αj∙λ0j, kλ=kλ1∙kλ2 kλ3, λj - інтенсивність відмов елементів j-ї рівнонадійної групи при експлуатації в заданих умовах; λ0j - інтенсивність відмов елементів j-ї рівнонадійної групи при експлуатації в номінальному режимі; αj-поправочний коефіцієнт інтенсивності відмов j-ї групи, який враховує вплив температури навколишнього середовища та електричне навантаження елемента; t - час безвідмовної роботи; m - кількість рівнонадійних груп; NJ - кількість елементів j-ї групи; kλ - поправочний коефіцієнт, який враховує умови експлуатації РЕА:
kλ1 - вплив механічних факторів; kλ2 - вплив кліматичних факторів; kλ3 - умови роботи при зниженому атмосферному тиску.
Сформуємо вихідні дані для розрахунку коефіцієнта kλ:
· пристрій працює в стаціонарних умовах експлуатації;
· вологість повітря становить 80%;
· висота над рівнем моря до 1 км.
Таким умовам відповідають значення:
kλ1=1,07;
kλ2=1,5;
kλ3=1,0.
Звідси знаходимо коефіцієнт kλ = 1,605 [19].
Розрахуємо коефіцієнт λj та середній час напрацювання на відмову за відповідними формулами
λj=λ0jkн
Вихідні дані та результати розрахунків згруповані в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3. – Характеристики надійності по раптових експлуатаційних відмовах
| Рівнонадійні групи | N | α | λ0, 10-6, годин | λ, 10-6, годин | N∙λ, 10-6, годин |
| МК | 1 | 0,7 | 0,2 | 0,14 | 0,14 |
| Підсилювачі | 10 | 0,7 | 0,15 | 0,105 | 1,05 |
| Резистори | 84 | 0,6 | 0,1 | 0,06 | 5,04 |
| Конденсатори | 43 | 0,8 | 0,1 | 0,08 | 3,44 |
| Діоди | 33 | 0,85 | 0,1 | 0,085 | 2,805 |
| Кварцевий резонатор | 1 | 1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Плата друкована | 1 | 1 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Роз’єми | 13 | 1 | 0,06 | 0,06 | 0,78 |
| Паяні з’єднання | 610 | 1 | 0,0005 | 0,0005 | 0,305 |
| ∑ | 13,77 |
Ймовірність безвідмовної роботи становить:
PС (10000)=exp(-1,605·10000·13,77·10-6)=0,978.
Середній час напрацювання на відмову становить:
Тсер =1/(1,605·13,77·10-6)=45247≈45200 годин.
4.4.3.2 Розрахунок надійності по відмовам на зносостійкість
Для розрахунку СНВ відмов на зносостійкість та старіння (ЗСВ) використаємо вираз:
де ti – напрацювання i-го пристрою з урахуванням тільки ЗСВ; N0 - кількість пристроїв.
Також розрахуємо гамма-процентний ресурс:
де Zдоп - аргумент інтеграла ймовірностей для часу безвідмовної роботи по відмовам на зносостійкість та старінню γ=0,98; σі - середньоквадратичне відхилення напрацювання на відмову від свого середнього значення,
Результати розрахунків приведені в таблиці 4.4.
Таблиця 4.4. – Характеристики надійності по відмовам на зносостійкість
| Рівнонадійні групи | N | ti, годин | Тсрі, годин | (ti-Тсрі)2 |
| МК | 1 | 30000 | 29916,7 | 6944,44 |
| Підсилювачі | 10 | 30000 | 29916,7 | 69444,4 |
| Резистори | 84 | 30000 | 29916,7 | 583332,96 |
| Конденсатори | 43 | 30000 | 29916,7 | 298610,92 |
| Діоди | 33 | 30000 | 29916,7 | 229166,52 |
| Кварц. резонатор | 1 | 30000 | 29916,7 | 6944,44 |
| ∑ | 172 | 1194443,68 |
Zдоп = -2,04;
Величина гамма-процентного ресурсу становить:
Трγ = -2,04·83,57+29 916,7 = 29746≈30000 годин.
4.4.3.3 Розрахунок відновлюваності
Для розрахунку відновлюваності використаємо вираз:
де Твj - середній час відновлення елементів j-ої рівнонадійної групи; λj - інтенсивність відмов елементів j-ї групи; m - кількість рівнонадійних груп.
Складемо таблицю 4.5. вихідних даних характеристик відновлюваності.
Таблиця 4.5. – Характеристики відновлюваності
| Рівнонадійні групи | N | λ, 10-6, 1/год. | Тв, годин |
| МК | 1 | 0,2 | 1,5 |
| Підсилювачі | 10 | 0,15 | 1,5 |
| Резистори | 84 | 0,1 | 1,3 |
| Конденсатори | 43 | 0,1 | 1,7 |
| Діоди | 33 | 0,1 | 1,5 |
| Кварц. резонатор | 1 | 0,2 | 0,8 |
| Плата друкована | 1 | - | - |
| Роз’єми | 13 | 0,06 | 1,1 |
| ∑ | 0,91 |
Середній час відновлення становить: Тв=1,34 години.