ГОСТ Р 51901.5—2005
Для дерева событий могут быть заданы вероятности каждого перехода. Однако даже в этом примере
точные данные или модели не могут быть получены. Несмотря на то. что некоторые данные могут быть получены из
эксплуатации кассовых аппаратов, необходимо помнить, что условия работы в рассматриваемом случае могут быть
совсем иными. В данном примере вероятность неработоспособного состояния является суммой вероятно стей
всех событий дерева.
Результатом человеческой ошибки является вероятность неработоспособного состояния, которая состав
ляет приблизительно 0.01 за поездку и является недопустимой. Если водитель может сделать вторую попытку
ввода кода после ошибочного набора, то вероятность ошибки равна Р » ’*Ш = 10"4. Таким образом, общая оценка
вероятности ошибки составляет 0,0004 за поездку (четыре из 10000 поездов опоздают), которая является прием
лемой. Разрешение большего количества попыток ввода кода могло бы снизить эту вероятность до 0,0003. но это
решение может быть недопустимо с точки зрения безопасности.
А.1.10 Анализ прочности и напряжений
А.1.10.1 Описание и цель
Анализ прочности и напряжений определяет способность компонента или элемента противостоять элект
рическим и механическим воздействиям окружающей среды или другим напряжениям, которые могут быть при
чиной отказа. Этот анализ определяет физические последствия воздействия на компоненты, а также механичес
кие или физические свойства компонента. Вероятность отказа компонента прямо пропорциональна приклады
ваемым напряжениям. Определенные отношения напряжений к прочности компонента определяют надеж
ность компонента.
А.1.10.2 Применение
Анализ прочности и напряжений используют прежде всего при определении надежности или эквивалент
ной интенсивности отказов компонентов. Кроме того, его используют при исследовании физики отказа и опреде
лении вероятностного режима отказа компонента, вызванного определенной причиной.
Структурная надежность компонента, то есть его способность выдерживать электрические или другие на
пряжения. зависит от его прочности или несущей способности. В этом случае надежность является вероятност ной
мерой эффективности компонента. Определение этой несущей способности включает неопределенность,
поэтому ее выражают случайной величиной: прикладываемое напряжение по этой же причине тоже представ
ляют случайной величиной. Пересечение зон неопределенности этих случайных величин, представленных соот
ветствующими распределениями, характеризует вероятность того, что напряжение превысит прочность, то есть
вероятность появления отказа.
Оценки напряжений, прочности и результирующая надежность частей определяются вторыми моментами
и зависят от дисперсий случайных величин, характеризующих ожидаемые напряжения и прочность. Часто задача
упрощается до сравнения одной переменной напряжения с соответствующей характеристикой прочности компо
нента.
В общем случае прочность и напряжение должны быть описаны функцией эффективности или функцией
состояния, которая представляет множество характеристик проекта. Положительное значение этой функции
соответствует безопасному состоянию, а отрицательное — состоянию отказа.
А.1.10.3 Ключевые элементы
Ключевые элементы включают детальное знание составляющих материалов компонента и конструкции, а
также других исследуемых свойств и соответствующих методов моделирования ожидаемых напряжений.
А.1.10.4 Достоинства
Анализ прочности и напряжений позволяет получить точное представление о надежности компонента, как
функции процессов, приводящих к отказу. Метод позволяет учесть изменения проекта, а также изменчивости
прикладываемых напряжений и их взаимную корреляцию. В результате метод обеспечивает более глубокое
понимание воздействий сложных напряжений и лучше отображает физику отказа компонента, поскольку позво ляет
учесть воздействие различных факторов (механических, условий окружающей среды), включая их взаимо
действие.
А.1.10.5 Ограничения
В случае сложных напряжений и особенно, когда имеется взаимодействие или корреляция между ними,
решение задачи может быть очень сложным, требующим применения специальных программных средств. Дру гим
недостатком анализа являются возможные ошибки в предположениях о распределениях случайных величин,
которые могут привести к ошибкам при решении задачи.
А.1.10.6 Пример
Простым примером применения анализа прочности и напряжений является воздействие силы на уплотни
тельное кольцо, когда критерием отказа является утечка через кольцо. Для вычисления вероятности появления
этого отказа была определена средняя сила F0, вызывающая утечку, которая была рассчитана по результатам
внутренних и внешних измерений, при определении геометрии кольца и исследования свойств его материала.
Предполагалось, что и напряжение и сила подчиняются нормальному распределению, стандартное отклонение
которого составляет одну десятую от величины среднего. Вероятность отказа рассчитана по формуле
31