Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method
A method for calculating the indicators of structural reliability of systems with a large number of elements is presented. The method is based on the use of typical structural schemes, reflecting the concept of connections between elements. It is shown how, by sup-plementing and combining typical st...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Russian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/170960 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-170960 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| topic |
algorithm system structural reliability typical schemes UDC 504.06 алгоритм система структурна надійність типові схеми УДК 504.06 алгоритм система структурная надежность типовые схемы УДК 504.06 |
| spellingShingle |
algorithm system structural reliability typical schemes UDC 504.06 алгоритм система структурна надійність типові схеми УДК 504.06 алгоритм система структурная надежность типовые схемы УДК 504.06 Zevin, Leonid I. Krol, Hennadii H. Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| topic_facet |
algorithm system structural reliability typical schemes UDC 504.06 алгоритм система структурна надійність типові схеми УДК 504.06 алгоритм система структурная надежность типовые схемы УДК 504.06 |
| format |
Article |
| author |
Zevin, Leonid I. Krol, Hennadii H. |
| author_facet |
Zevin, Leonid I. Krol, Hennadii H. |
| author_sort |
Zevin, Leonid I. |
| title |
Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| title_short |
Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| title_full |
Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| title_fullStr |
Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| title_full_unstemmed |
Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method |
| title_sort |
calculation of indicators of reliability of technical systems by the typical structural scheme method |
| title_alt |
Расчет показателей надежности технических систем методом типовых структурных схем Розрахунок показників надійності технічних систем методом типових структурних схем |
| description |
A method for calculating the indicators of structural reliability of systems with a large number of elements is presented. The method is based on the use of typical structural schemes, reflecting the concept of connections between elements. It is shown how, by sup-plementing and combining typical structures, one can create graphological structures to perform calculations of reliability indicators. The approach can be used in the development of algorithms and software solutions on computer problems, based on assessments of the structural reliability of systems. Such tasks, in particular, include: assessing the safety of nuclear units, planning their repairs, assessing the reliability of directional systems for transporting media, and estimating the residual resources of technical facilities. Various private methods have been developed for their solution. However, it is not possible to stan-dardize calculations of reliability indicators because of the diversity of systems and condi-tions of their operation. The presented approach is focused on the automation of calcula-tions of indicators of structural reliability of a wide class of technical systems. It is based on the proof of the existence of a calculation algorithm on a set of typical structural schemes. It is assumed that the computer recognizes images of typical structures as part of graphological images of systems. The content of the problem is as follows. A technical sys-tem is given. It is required to build a graphological image and calculate the index of its structural reliability. The proposed calculation method is based on the representation of the graphological image of the system in the form of a composition of graphological images of typical structures, the reliability indices of which are calculable. They are substituted by individual elements with calculated values of the reliability index. Such substitutions make it possible to simplify the initial graphological image of the system by reducing the total number of elements and calculate the system reliability indicator. The calculation and sub-stitution procedure continues until the graphical image of the system has one typical struc-ture for which we calculate the reliability index. The number of elements in the system is unlimited, since the subsitution procedure is carried out sequentially until the formation of one typical structure. A significant limitation in the application of the method to the calcu-lation of the structural reliability of a wide range of complex technical systems is due to the limitations of many typical structures. However, such a bank of typical structures can be created and used in the development of appropriate design programs. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/170960 |
| work_keys_str_mv |
AT zevinleonidi calculationofindicatorsofreliabilityoftechnicalsystemsbythetypicalstructuralschememethod AT krolhennadiih calculationofindicatorsofreliabilityoftechnicalsystemsbythetypicalstructuralschememethod AT zevinleonidi rasčetpokazatelejnadežnostitehničeskihsistemmetodomtipovyhstrukturnyhshem AT krolhennadiih rasčetpokazatelejnadežnostitehničeskihsistemmetodomtipovyhstrukturnyhshem AT zevinleonidi rozrahunokpokaznikívnadíjnostítehníčnihsistemmetodomtipovihstrukturnihshem AT krolhennadiih rozrahunokpokaznikívnadíjnostítehníčnihsistemmetodomtipovihstrukturnihshem |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:08Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:08Z |
| _version_ |
1800670333131292672 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-1709602019-06-26T10:43:40Z Calculation of Indicators of Reliability of Technical Systems by the Typical Structural Scheme Method Расчет показателей надежности технических систем методом типовых структурных схем Розрахунок показників надійності технічних систем методом типових структурних схем Zevin, Leonid I. Krol, Hennadii H. algorithm system structural reliability typical schemes UDC 504.06 алгоритм система структурна надійність типові схеми УДК 504.06 алгоритм система структурная надежность типовые схемы УДК 504.06 A method for calculating the indicators of structural reliability of systems with a large number of elements is presented. The method is based on the use of typical structural schemes, reflecting the concept of connections between elements. It is shown how, by sup-plementing and combining typical structures, one can create graphological structures to perform calculations of reliability indicators. The approach can be used in the development of algorithms and software solutions on computer problems, based on assessments of the structural reliability of systems. Such tasks, in particular, include: assessing the safety of nuclear units, planning their repairs, assessing the reliability of directional systems for transporting media, and estimating the residual resources of technical facilities. Various private methods have been developed for their solution. However, it is not possible to stan-dardize calculations of reliability indicators because of the diversity of systems and condi-tions of their operation. The presented approach is focused on the automation of calcula-tions of indicators of structural reliability of a wide class of technical systems. It is based on the proof of the existence of a calculation algorithm on a set of typical structural schemes. It is assumed that the computer recognizes images of typical structures as part of graphological images of systems. The content of the problem is as follows. A technical sys-tem is given. It is required to build a graphological image and calculate the index of its structural reliability. The proposed calculation method is based on the representation of the graphological image of the system in the form of a composition of graphological images of typical structures, the reliability indices of which are calculable. They are substituted by individual elements with calculated values of the reliability index. Such substitutions make it possible to simplify the initial graphological image of the system by reducing the total number of elements and calculate the system reliability indicator. The calculation and sub-stitution procedure continues until the graphical image of the system has one typical struc-ture for which we calculate the reliability index. The number of elements in the system is unlimited, since the subsitution procedure is carried out sequentially until the formation of one typical structure. A significant limitation in the application of the method to the calcu-lation of the structural reliability of a wide range of complex technical systems is due to the limitations of many typical structures. However, such a bank of typical structures can be created and used in the development of appropriate design programs. Представлен метод, разработанный для расчетов показателей структурной надежности систем с большим числом элементов. Метод основывается на использовании типовых структурных схем, отражающих принципиальную схему связей между элементами. Показано, как путем пополнения и объединения типовых структур можно создавать графологические структуры для выполнения расчетов показателей надежности. Подход может быть использован при разработке алгоритмов и программ решения на ЭВМ задач, базирующихся на оценках структурной надежности систем. К числу таких задач, в частности, относятся: оценки безопасности атомных блоков, планирование их ремонтов, оценки надежности направленных систем транспортировки сред, оценки остаточных ресурсов технических объектов. Для их решения разработаны различные частные методы. Однако стандартизировать расчеты показателей надежности не представляется возможным в силу разнообразия систем и условий их функционирования. Представленный подход ориентирован на автоматизацию расчетов показателей структурной надежности широкого класса технических систем. Он базируется на доказательстве существования алгоритма расчета на множестве типовых структурных схем. При этом предполагается, что на ЭВМ распознаваемы образы типовых структур в составе графологических образов систем. Содержание задачи состоит в следующем. Дана техническая система. Требуется построить графологический образ и рассчитать показатель ее структурной надежности. Предлагаемый метод расчета основывается на представлении графологического образа системы в виде композиции графологических образов типовых структур, показатели надежности которых вычислимы. Они заменяются отдельными элементами с вычисленными значениями показателя надежности. Замены дают возможность упростить первоначальный графологический образ системы за счет сокращения общего числа элементов и вычислить показатель надежности системы. Процедура вычисления и замены продолжается до тех пор, пока в графологическом образе системы не останется одна типовая структура, для которой показатель надежности вычислим. Количество элементов в системе ничем не ограничено, поскольку процедура замен осуществляется последовательно до образования одной типовой структуры. Существенное ограничение в применении метода к расчету структурной надежности широкого спектра сложных технических систем обусловлено ограниченностью множества типовых структур. Однако такой банк типовых структур может быть создан и использоваться при разработке соответствующих расчетных программ. Наведено метод, розроблений для розрахунків показників структурної надійності систем з великим числом елементів. Метод ґрунтується на використанні типових структурних схем, що відбивають принципову схему зв'язків між елементами. Показано, як шляхом поповнення та об'єднання типових структур можна створювати графологічні структури для виконання розрахунків показників надійності. Підхід може бути використаний під час розробки алгоритмів і програм розв’язання на ЕОМ задач, що базуються на оцінках структурної надійності систем. До числа таких задач, зокрема, належать: оцінки безпеки атомних блоків, планування їх ремонтів, оцінки надійності спрямованих систем транспортування середовищ, оцінки залишкових ресурсів технічних об'єктів. Для їх розв’язання розроблені різні окремі методи. Однак стандартизувати розрахунки показників надійності неможливо через різноманітність систем і умов їхнього функціонування. Поданий підхід орієнтований на автоматизацію розрахунків показників структурної надійності широкого класу технічних систем. Він базується на доказі існування алгоритму розрахунку на множині типових структурних схем. Водночас передбачається, що на ЕОМ розпізнавані образи типових структур в складі графологічних образів систем. Зміст задачі полягає в такому. Є технічна система. Потрібно побудувати графологічний образ і розрахувати показник її структурної надійності. Метод розрахунку, що пропонується, ґрунтується на зображенні графологічного образу системи у вигляді композиції графологічних образів типових структур, показники надійності яких обчислювальні. Вони замінюються окремими елементами з обчисленими значеннями показника надійності. Заміни дають можливість спростити початковий графологічний образ системи за рахунок скорочення загального числа елементів і обчислити показник надійності системи. Процедура обчислення і заміни триває доти, поки в графологічному образі системи не залишиться одна типова структура, для якої показник надійності обчислювальний. Кількість елементів в системі нічим не обмежена, оскільки процедура замін здійснюється послідовно до створення однієї типової структури. Істотне обмеження в застосуванні методу до розрахунку структурної надійності широкого спектра складних технічних систем обумовлено обмеженістю множини типових структур. Однак такий банк типових структур може бути створений і використовуватися під час розробки відповідних розрахункових програм. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2019-06-20 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/170960 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 22 No. 2 (2019); 53-59 Проблемы машиностроения; Том 22 № 2 (2019); 53-59 Проблеми машинобудування; Том 22 № 2 (2019); 53-59 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/170960/170649 https://journals.uran.ua/jme/article/view/170960/170650 Copyright (c) 2019 Leonid I. Zevin, Hennadii H. Krol https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |