Рабочая программа дисциплины «Надежность технических систем» опд. В. 01 для очной подготовки магистров техники и технологии по направлению 150300 “Прикладная механика icon

Рабочая программа дисциплины «Надежность технических систем» опд. В. 01 для очной подготовки магистров техники и технологии по направлению 150300 “Прикладная механика



Смотрите также:

Федеральное агентство по образованию


Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Прикладная механика, динамика и прочность машин»











УТВЕРЖДАЮ:

Декан Физического факультета


Доктор физ-мат. наук, профессор

_______________ Н.Д. Кундикова

«_____»_______________ 2008 г.



РАБОЧАЯ ПРОГРАММА



дисциплины «Надежность технических систем» ОПД.В.01

для очной подготовки магистров техники и технологии

по направлению 150300 “Прикладная механика”

программа 1503006804 “Динамика и прочность машин”

факультет Физический

кафедра-разработчик «Прикладная механика, динамика и прочность машин»

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и примерной программой дисциплины 553300 по направлению подготовки «Прикладная механика», приказ Министерства образования Российской федерации от 14 апреля 2000 г.

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Прикладная механика, динамика и прочность машин» протокол №_____ от ___________________ 20___ г.

Зав. кафедрой разработчика д.т.н., проф. Чернявский А.О. ________________

Ученый секретарь кафедры к.т.н., доц. Хрипунов Д.В. ________________

Разработчик программы д.т.н., проф. Березин И.Я. ________________



Челябинск

2008


1 Введение

1.1 Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Согласно Государственному образовательному стандарту на специальность «Динамика и прочность машин» выпускник должен в результате усвоения курса «Надежность технических систем»:

  • иметь представления о современных научно-технических проблемах и перспективах развития областей машиностроения, учитывать взаимосвязь со смежными областями;

  • знать основные объекты исследований, явления и процессы, связанные с конкретной областью техники;

  • уметь использовать современные методы и средства в практической и научной деятельности;

  • иметь навыки реализации комплексного подхода к проблеме обеспечения надежности машин.


^ 1.2 Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины

Изучение курса «Надежность технических систем» невозможно без усвоения таких курсов, как «Высшая математика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Теория колебаний», «Динамика машин», «Сопротивление материалов», «Строительная механика машин», «Информатика», «Применение вычислительной техники в инженерных расчетах».


^ 2 Цели и задачи преподавания и изучения дисциплины

Основной целью курса «Надежность технических систем» является подготовка дипломированных инженеров-разработчиков по специальности 150301 «Динамика и прочность машин», владеющих основами современной теории, методами и средствами прогнозирования и управления надежностью сложных технических систем.


^ 3 Объем дисциплины и виды учебной работы


Таблица 1 – Состав и объем дисциплины

Вид учебной работы

Всего часов

Разделение по семестрам в часах

I семестр

Общая трудоемкость дисциплины




76

Аудиторные занятия




38

Лекции (Л)




30

Практические занятия (ПЗ)




8

Семинары (С)

Лабораторные работы (ЛР) и (или) другие виды аудиторных занятий




-

Самостоятельная работа (СРС)




38

Курсовой проект (работа)







Реферат и (или) другие виды самостоятельной работы







Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




Зачет


4 Содержание дисциплины

^ 4.1 Наименование разделов, тем дисциплины


Таблица 2 – Разделы дисциплины, виды и объем занятий

Номер


раздела,

темы

Наименование разделов, тем

дисциплины

Объем в часах по видам

Всего

Л

ПЗ

С

ЛР

СРС

1

Проблема обеспечения надежности на стадиях проектирования и отработки изделий машиностроения. Нормативно-методическое обеспечение надежности машин. Виды нормативной документации Госстандарта




2










4

2

Основные понятия и определения надежности. Показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости изделий. Комплексные показатели надежности




4










6

3

Модели отказов для описания различных стадий жизненного цикла изделий




2

2







4

4

Надежность сложных технических систем




4

2







8

5

Применение теории Марковских случайных процессов и уравнений А.Н. Колмогорова определения вероятностей пребывания сложных восстанавливаемых систем в возможных ситуациях. Постановка задач теории массового облуживания




10

4







10

6

Испытания на надежность. Методы и практические приемы определительных и контрольных испытаний. Ускоренные методы испытаний




8










6



ИТОГО




30

8







38


^ 5 Календарный план курса «Надежность технических систем»


I семестр


Лекции – 30 ч

Практические занятия – 8 ч

СРС – 38 ч (домашние задания)

ВСЕГО: 76 часов

^ 5.1 Лекционные занятия




учебной

недели

Содержание лекционных занятий

Объем в часах

1

Введение. Проблема обеспечения безопасности и надежности машин и сооружений на стадиях проектирования, производства и эксплуатации изделий. Назначение структурной теории надежности. Нормативно-методическое обеспечение прочностной надежности машин, основные виды документации Госстандарта. Основные понятия и определения.

Литература: [6]

1

2

Показатели безотказности изделий: наработка до отказа, вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, параметр потока отказов и др. Зависимости характеристик безотказности, основное интегральное уравнение надежности. Определение характеристик безотказности по информации об отказах изделий в эксплуатации.

Литература: [4], [8], [9]

2

3-5

Выносятся на самостоятельное изучение.

Модели отказов. Экспоненциальный закон надежности для описания внезапных отказов. Описание стадии приработки и старения с помощью различных моделей (нормальная, Вейбулла, комбинация). Понятие о восстанавливаемых изделиях. Показатели долговечности: ресурс, наработка между отказами, гамма-процентный ресурс, срок службы и др. Показатели ремонтопригодности: время восстановления, вероятность завершения восстановления за заданное время и др. Показатели сохраняемости изделий: срок сохраняемости, гамма-процентный срок сохраняемости и др. Определение характеристик долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости по данным эксплуатации парка машин.

Комплексные показатели надежности: коэффициенты готовности, оперативной готовности, технического использования и др. Определение комплексных показателей надежности по информации о массовой эксплуатации машин.

Литература: [3, п2, с.12-34; п.3, с.34-84]; [4, п.2, с.79-108]; [9,п.2.с.19-25]

4

6

Надежность сложных технических систем с невосстанавливаемыми элементами. Метод структурных схем: последовательное, параллельное и комбинированное соединение одноотказных элементов. Метод логических схем для расчета надежности системы с многоотказаными элементами. Примеры.

Литература: [4], [9]

2

7

Элементы теории марковских случайных процессов, их свойства и классификация. Понятие о марковских процессах с дискретными состояниями и дискретным или непрерывным временем.

Литература: [1], [2]

2

8

Постановка задач надежности и эффективности технических систем с восстанавливаемыми элементами. Элементы теории графов, граф состояний, матрица переходных вероятностей. Однородная и неоднородная марковские цепи. Определение вероятности, пребывание системы в данном состоянии в фиксированный момент времени. Примеры.

Литература: [1], [2]

2

9-10

Понятие о случайных потоках отказов и восстановлений. Свойства пуассоновского потока. Непрерывная марковская цепь. Уравнения А.Н.Колмогорова для вероятностей состояний. Примеры составления графов и уравнений состояний. Функции готовности и простоя, финальные вероятности. Анализ поведения сложных технических систем. Примеры. Прогнозирование и оптимизация эффективности систем.

Литература: [1], [2]

4

11-12

Постановка задач теории массового обслуживания. Схема “гибели и размножения”. Классическая задача Эрланга (многоканальные системы с отказами и очередями). Определение показателей функционирования системы: интенсивности обслуживания, вероятности получения отказа, числа занятых каналов, среднее время пребывания заявки в системе и в очереди и др. Примеры. Прогнозирование и оптимизация эффективности системы массового обслуживания.

Литература: [1], [5]

4

13-14

Безопасность технических систем. Классификациясостояний по категориям безопасности, показатели безопасности и риска, деревья событий и отказов. Стохастические модели экстремальных нагрузок, базирующихся на теории выбросов случайных процессов. Системы автоматизированного контроля, технический мониторинг.

Литература: [1]

2

15-16

Испытания на надежность. Классификация методов испытаний. Определительные испытания, виды стратегии определительных испытаний. Методы и практические приемы обработки информации: определение эмпирических законов распределений наработки до отказа, оценка параметров распределений и проверка статистических гипотез, определение параметров и характеристик надежности изделий.

Контрольные испытания. Понятие о рисках “поставщика” и “заказчика”. Метод одноступенчатого контроля. Метод последовательного контроля.

Литература: [9], [10]

4

17

Ускоренные испытания изделий. Классификация методов ускоренных испытаний. Понятие о коэффициенте ускорения испытаний. Сокращение испытаний по принципам: уплотнение рабочих циклов и экстраполяции во времени.

Форсирование испытаний по принципам: усечение спектров, учащения рабочих циклов, форсирования по нагрузкам, экстраполяции по нагрузкам и “доламывания”.

Литература: [7]

2

18

Задачи служб надежности современных предприятий по обеспечению надежности и конкурентноспособности выпускаемой продукции. Вопросы долгосрочного прогнозирования научно-технического развития отрасли, элементы инженерного маркетинга. Экономические аспекты надежности

1


^ 5.2 Практические занятия




учебной

недели

Номер практического занятия и его тематика

Объем в часах

1

Расчет функций вероятностей безотказной работы для сложной системы с невосстанавливаемыми элементами

2

2-4

Применение теории Марковских процессов к оценке надежности и эффективности сложных восстанавливаемых систем.

2

7-8

Методы расчета характеристик надежности по данным определительных испытаний

2

9

Методы расчетов при контрольных испытаниях

2
6 Рекомендуемая литература

  1. Бендат Д., Пирсол А. Прикладной анализ случайных функций.- М.: Мир, 1989.- 540с.

  2. Болотин В.В. Применение методов теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений.- М.: Стройиздат, 1971.- 254с.

  3. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике.- М.: Советское радио, 1971.- 326с.

  4. Венцель Е.С. Теория вероятностей.- М.: Наука, 1964.

  5. Гусев А.С., Светлицкий В.А. Расчет конструкций при случайных воздействиях.- М.: Машиностроение, 1984.

  6. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем.- М.: Мир, 1980.- 597с.

  7. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени.- М.: Машиностроение, 1993.-364с.

  8. Пугачев В.С. Теория случайных функций.- М.: Физматгиз, 1960.

  9. Росин М.Ф. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления.- М.: Машиностроение, 1970.- 336с.

  10. Светлицкий В.А. Статистическая механика и теория надежности.- М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.- 560с.

  11. Свешников А.А. Прикладные методы теории случайных функций.- М.: Наука, 1968.

  12. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин.- М.: Машиностроение, 1972.- 192с.

  13. Тихонов В.И. Выбросы случайных процессов.- М.: Наука, 1970.- 392с.

  14. Березин И.Я., Рихтер Е.Е., Абызов А.А Статистические методы и надежность машин. Учебное пособие. – Челябинск, 1995.- 54с.




Скачать 118,45 Kb.
Дата конвертации06.11.2013
Размер118,45 Kb.
ТипРабочая программа
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы