А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Фізика - відмова

Фізика відмов в шарі оксиду обумовлена розвитком у часі наступних механізмів: инжекцией носіїв заряду в діелектрик і захопленням електронів пастками; ударної іонізацією в дефектних місцях з підвищеною напруженістю внутрішнього поля; електрохімічного руйнування діелектрика під дією протікає струму витоку і порушення стаціонарного стану в системі делокалізованних електронів аморфного діелектрика. Для більшості діелектриків, використовуваних як затвора в польових приладах, реалізується змішаний механізм відмови.

Фізика відмов, як це зазначено вище, настільки складна, що ще не повністю завершено навіть перший етап розрахунків - відшукання закономірностей процесу руйнування матеріалів. Лише для таких процесів руйнування, як втома і для деяких найпростіших видів зношування і корозії є закономірності, що описують протікання процесу в часі.

Фізика відмов вивчає незворотні процеси, що призводять до втрати матеріалом початкових властивостей при експлуатації виробів. При цьому основною особливістю цих досліджень є розгляд всіх явищ в часі.

Знання фізики відмов дозволяє при конструюванні закласти необхідну (можливу) надійність виробу.

З точки зору фізики відмов нестабільність тертя визначається декількома групами факторів: окисленням мастильного матеріалу, його реологічні властивості, розтікання масла по поверхні, зносом деталей, хімічними перетвореннями підшипникових матеріалів тощо.

Особливу увагу приділено фізиці відмов, визначальною необхідні конструктивні, технологічні і експлуатаційні заходи щодо підвищення, забезпечення та підтримання надійності пристроїв і елементів, що входять в системи.

Закінчуючи главу, присвячену фізики відмов, слід ще раз підкреслити, що знання часових залежностей, що описують процес пошкодження, і застосування показників, що оцінюють ступінь пошкодження матеріалу вироби, є необхідною умовою для вирішення завдань надійності.

Дослідження старіння об'єктів МН на базі фізики відмов дозволяє: оцінювати довговічність лінійної частини МН на основі даних про довговічність труб і довговічності МН на етапі проектування; управляти довговічністю МН в експлуатаційний період (наприклад, шляхом профілактичної заміни труб і інших елементів); оперативно підвищувати якість профілактичного обслуговування об'єктів МН.

Випробування на надійність грунтуються на знанні фізики відмови. Для скорочення часу випробування на надійність знаходять застосування прискорені методи з форсованими режимами. З механічних випробувань на міцність найбільш універсальними прискореними методами є випробування на вібраційному режимі і ударом.

У той же час, якщо вивчення фізики відмов впливає на обгрунтування загальносистемних заходів щодо забезпечення надійності (наприклад, регламентацію ремонтів, діагностики, обслуговування), то відповідні дослідження можуть бути включені до складу робіт з системної надійності.

Вид закону розподілу вибирають на основі аналізу фізики відмов об'єктів і (або) досвіду обробки інформації про надійність об'єктів. З досвіду обробки багаторазово цензурованих вибірок з генеральних сукупностей об'єктів, найбільш часто зустрічаються законами розподілу є: експонентний, Вейбулла, нормальний і логарифмічно нормальний. 
У книзі подаються дані з теорії надійності, фізики відмов. Особливу увагу приділено фізиці відмов, визначальною необхідні конструктивні, технологічні і експлуатаційні заходи щодо підвищення, забезпечення та підтримання надійності пристроїв і елементів, що входять в системи.

Завдання дослідження ставиться в наступному вигляді: на базі фізики відмов вивчити вплив фізичних, хімічних, механічних процесів на старіння, знайти залежність між параметрами, характеризують швидкість зміни пластичності і в'язкості сталей, і параметрами, що визначають довговічність об'єктів МН, наприклад, лінійної частини. Результати дослідження повинні використовуватися для прийняття обґрунтованих і конкретних заходів, спрямованих на підвищення довговічності конструкцій - системи МН при заданих умовах експлуатації.

Обмеження області застосування цього підходу пов'язано з недостатньою вивченістю фізики відмов. Наявні результати дозволяють побудувати такі моделі, коли є тільки одне ізольоване або, принаймні, домінуюче вплив. У той же час в умовах експлуатації на вироби часто одночасно діє кілька різних залежних факторів. Представляє також складність визначення характеристик випадкового процесу зміни зовнішніх впливів. Зважаючи на це перший метод має обмежене застосування, однак у деяких випадках, особливо, коли є одне домінуюче вплив, зв'язок між цим впливом і часом безвідмовної роботи проста, а характеристики впливу як випадкового процесу легко піддаються визначенню, його можна з успіхом застосовувати.

При визначенні виду і режимів навантаження необхідно чітко уявляти фізику відмов. Так, якщо при випробуванні германієвого транзистора збільшити температуру до 200 С, то внаслідок хімічного розпаду сполук відбудеться раптову відмову всієї вибірки, що не має місця при низькій температурі. Зазвичай всі види випробувань в умовах форсованих режимів засновані на інтенсифікації фізико-хімічних процесів, що викликають відмови.

Другий напрямок, який виник в машинобудуванні, пов'язане з вивченням фізики відмов (зносу, втомної міцності, корозії), з розробкою методів розрахунку на міцність, знос, теплостійкість і ін., Із застосуванням технологічних прийомів, що забезпечують необхідну надійність машини.

Інформація про терміни служби може бути отримана або аналітично з використанням закономірностей фізики відмов (гл. Тр (див. рис. 73), який значно менше всього періоду експлуатації машини. Отримані терміни служби повинні бути скоректовані з урахуванням системи ремонту (див. гл.

У § 4 був описаний метод побудови моделі потоку відмов , який використовує знання фізики відмов.

Сьома, восьма і дев'ята глави присвячені розрахунку надійності систем методами, відомими в теорії надійності як Фізика відмов. у сьомому розділі розглянуто модель розрахунку надійності параметр-поле допуску, а в восьмий - модель навантаження-несуча здатність. У цих розділах детально розказано про принципи, покладені в основу визначення характеристик надійності, математичних залежностях для розрахунку надійності, переваги та необхідних вихідних даних моделей. Дев'ята глава містить методи оцінки і прогнозування довговічності об'єктів.

В основу рішення задачі управління довговічністю можуть бути покладені методи базуються на деяких фізичних моделях теорії надійності (фізика відмов), апараті статистичної фізики (при описі термодинамічних процесів в матеріалах трубопроводу) і фізики твердого тіла, що дозволяють адекватно описати процеси старіння металу трубопроводу.

Природно, що така (система контролю якості повинна базуватися на комплексі методів руйнівного і неруйнівного-чих випробувань при обов'язковому дослідженні фізики відмов. Теорія надійності є комплексною дисципліною і складається з таких розділів, як математична теорія надійності, надійність по окремим фізичним критеріям відмов (фізика відмов), розрахунок і прогнозування надійності, заходи щодо підвищення надійності, контроль надійності (випробування, статистичний контроль, організація спостережень) і технічна діагностика, теорія відновлення, економіка надійності.

Якщо до цих пір, як правило, в основі розробок були статистичні методи, то для найближчих десятиліть буде характерна більш інтенсивна розробка методів прогнозування надійності на основі фізики відмов і зростає роль механіки і технології для створення працездатних машин і приладів. Вихід параметрів якості за допустимі межі є найбільш характерним видом відмов сучасних машин.

Одним з перспективних підходів до вирішення завдання забезпечення оптимальної надійності систем високої безвідмовності, до яких відноситься МН, інформація про надійність яких має низьку достовірність, є підхід, який базується на положеннях фізики відмов.

Вміщено роботи з загальних питань теорії надійності складних систем (взаємозв'язок надійності, довговічності і точності; ефективність функціонування складних систем; оптимальні методи управління випадковими процесами), наводяться методи розрахунку складних систем (оптимальні методи пошуку несправностей, оцінка канальної надійності, автоматизовані пред-робітники перевірки, оптимальні межі для контрольних допусків, асимптотический метод оцінки надійності складних систем, оцінка надійності методами статистичного моделювання, побудова нижньої довірчої кордону для ймовірності безвідмовної роботи системи за результатами випробувань її компонент), розглянемо також питання фізики відмов і прискорених випробувань.

Весь розрахунок може проводитися в наступному яоряд-ке. На підставі вивчення фізики відмов, розвиненого в роботах[24-28], Визначається залежність закону розподілу часу безвідмовної роботи від незмінних в часі впливів. Далі знаходиться закон розподілу цієї випадкової величини при детермин-рова змінюються в часі впливах. Потім будується потік відмов при детермінованих впливах, визначаються його характеристики.

У книзі подаються дані з теорії надійності, фізики відмов. Особливу увагу приділено фізиці відмов, визначальною необхідні конструктивні, технологічні і експлуатаційні заходи щодо підвищення, забезпечення та підтримання надійності пристроїв і елементів, що входять в системи.

Книга є навчальним посібником для вузів. Основну увагу приділено фізиці відмов, визначальною необхідні конструктивні, технологічні t експлуатаційні заходи щодо підвищення і збереження надійності пристроїв і елементів, що входять в системи. Наводяться елементарні відомості про розрахунок надійності невідновлювальних систем і про оцінку їх за результатами випробувань.

необхідно трансформувати загальні рішення для окремих категорій машин, враховуючи їх специфіку. Треба активніше використовувати досягнення фізики відмов і стимулювати отримання таких залежностей, які можуть бути основою при побудові моделей відмов. Слід ширше використовувати можливості ЕОМ при прогнозуванні надійності. Розробки, пов'язані зі створенням комплексних програм забезпечення надійності, технологічним аспектом надійності, випробуванням на надійність, і інші вимагають свого розвитку і вдосконалення.

Ця гіпотеза базується на положеннях фізики відмов об'єктів МН і, як показала перевірка її за принципом Геделя, несуперечлива.

Можна встановити, що, з одного боку, МН є технологічною системою, що експлуатується в змінному режимі з залежними від режиму умовами функціонування елементів. З іншого боку, відповідно до положень фізики відмов, зростання дефектів залежить (певним чином) від рівня завантаження об'єктів МН, малоциклова режими (які можна пов'язати з варіабельністю завантаження) також підсилюють зростання дефектів. Ці механізми впливу (невліянія) завантаження на надійність слід враховувати при постановці загальної задачі.

Аналогічно вводиться коефіцієнт навантаження і при розрахунку ймовірності безвідмовної роботи. Інтенсивно проводяться в даний час дослідження фізики відмов, що зв'язують характеристики надійності з умовами роботи, дають все більше вихідних даних для таких розрахунків.
 Надійність тепловозів залежить від великої кількості факторів, дія яких може призвести до відмов. Вивчення таких факторів, зване аналізом фізики відмов[2], Необхідно і обов'язково для ефективного управління надійністю. Результати таких аналізів потрібні на всіх стадіях створення і використання нових типів тепловозів, а також при модернізації серійних локомотивів і елементів їх обладнання. При цьому під причиною відмови тепловоза слід розуміти явища, процеси, події і стану, що зумовили виникнення відмови, а під наслідком - обумовлені виникненням відмови.

Ця книга є досвід побудови навчального посібника з курсу - Основи теорії і розрахунку надійності для інженерних спеціальностей. У ній викладаються необхідні відомості по математичним питань теорії надійності, фізики відмов, особливостям відмов найбільш часто зустрічаються видів електричних компонентів, основні відомості щодо структурної надійності, методам випробувань і оцінки надійності за результатами експлуатації.

Іноді кращі результати досягаються тоді, коли всі випробування проводяться строго і незалежно від ступеня погіршення зразків в результаті випробувань. Минулі випробування зразки передаються до підрозділу надійності для проведення граничних випробувань або випробувань до руйнування з метою вивчення фізики відмов або інших факторів, що відносяться до надійності. Частота відбору проб для оціночних випробувань виробничого процесу змінюється в широких межах, але вона, як правило, встановлюється такий, щоб елементи кожного типу випробовувалися принаймні один раз на місяць. Якщо випуск елементів даного типу триває довго, то цей термін поступово подовжується до двох місяців, за умови що виробничий процес буде стабільним і добре контрольованим. Як перевіряються параметрів і використовуваних зовнішніх факторів беруться ті, які виявилися найбільш критичними при кваліфікаційних випробуваннях або випробуваннях на етапі досліджень і розробки, і особливо ті, які дозволяють швидше виявити погіршення в виробничому процесі.

Функціональна залежність, хоча і абстрагує дійсність і лише з певним ступенем наближення відображає фізичну сутність процесу, але дозволяє прогнозувати можливий хід процесу при різних ситуаціях. Так, наприклад, підстановка в рівняння (1) середніх значень аргументів дає уявлення про математичне сподівання випадкової функції, яка описує процес, а по дисперсії випадкових аргументів можна оцінити і дисперсію випадкового процесу (див. гл. Тому Фізика відмов, яка вивчає закономірності зміни властивостей матеріалів в умовах їх експлуатації, є основою для вивчення і оцінки надійності машин.

Наводяться методи розрахунку і експериментальної оцінки надійності радіоелектронної апаратури, що працює в циклічному і безперервному режимах роботи. Розглядаються вплив включень і наведені деякі рекомендації щодо захисту від впливу перехідних процесів в пристроях. Викладаються питання фізики відмов радіоелектронної апаратури.

Наведений приклад, а саме опис однієї з підсистем ПГА - затвора, свідчить про необхідність залучення до вирішення завдань забезпечення надійності суміжних науково-технічних дисциплін та їх додатків для створення дійсно надійних і економічних виробів. Вивчення фізичних (фізико-хімічних) закономірностей, що лежать в основі причинно-наслідкового ланцюжка подій, що призводять до відмов, дає можливість використовувати цю інформацію як ефективний інструмент в роботах по забезпеченню надійності. При цьому необхідна така методологія вивчення фізики відмов, яка б допомогла: побудувати цілісну картину досліджуваних об'єктів, конструктивних виконань і експлуатаційних умов; враховувати залежність стану об'єкта (ПГА) від стану його частин і навпаки; враховувати зв'язок досліджуваного об'єкта (ПГА) із зовнішнім середовищем[наряду с системным понятием внешняя среда далее будут применены термины рабочая и окружающая среда; рабочая среда ( поток материалов) является внешней средой по отношению к ПГА как системе, управляющей средой; окружающая среда - это также внешняя среда, соприкасающаяся с ПГА с наружной стороны ], Маючи на увазі під цим терміном комплекс зовнішніх впливів, включаючи корисну функцію, виконувану ПГА.

Однак зростаюча функціональна складність мікроелек-тронної апаратури, мають різні сфери застосування мікросхем, підвищення ступеня інтеграції елементів вимагають підвищення надійності мікросхем. Технічні шляху підвищення надійності можуть бути різними: розвиток наукових основ проектування виробів (апаратури) з метою забезпечення заданих вимог до надійності і довговічності і прийняття ряду заходів щодо вдосконалення методів конструювання, поліпшення технології, застосування більш надійних (матеріалів і комплектуючих виробів, використання спеціальних прийомів, досліджуваних теорією надійності (наприклад, резервування), та ін. Результати випробувань мікросхем на надійність і прогнозування надійності показують, що корисним інструментом для підвищення надійності мікросхем, особливо тих, які повинні мати високу надійність, є аналіз відмов. Такий аналіз на основі механізмів, що виникають при прискорених випробуваннях мікросхем на надійність, вимагає розуміння фізики відмов.

Цей напрямок є ключовим для вирішення основних завдань, пов'язаних з оцінкою надійності на стадії проектування і наявності досвідченого зразка машини. для різних категорій машин необхідно подальший розвиток і втілення ідей про прогнозування надійності на основі моделей відмов, які базуються на закономірностях процесів ушкодження (фізики відмов) з урахуванням їх імовірнісної природи. Перспективним є використання методів статистичного моделювання, коли враховуються ймовірні характеристики режимів і умов роботи машини, зовнішніх впливів і протікають процесів старіння. Особливо актуальні ще недостатньо розроблені методи прогнозування надійності з урахуванням процесів зношування, які є основною причиною відмов багатьох машин. Особливу проблему представляє вивчення надійності комплексів машина - автоматична система управління, так як взаємодія механічних та електронних систем породжує ряд нових аспектів теорії надійності.

Для кількісного опису відмов вводяться математичні моделі - функції розподілу ймовірностей різних інтервалів часу, що відображають процеси функціонування виробів і їх елементів. В даний час використовується невелике число математичних моделей відмов, раптових і поступових (ізносовие), які не охоплюють всіх, іноді навіть і основних взаємозв'язків (з точки зору надійності), що мають місце в апаратурі. Однак без таких моделей побудова змістовної і конструктивної теорії взагалі неможливо. Придатність моделі відображає рівень наших знань про фізику відмов.

У той же час, як доведено експериментально, функціональна складність ІМС мало впливав - - ет на їх надійність, що обумовлено інтегрально-груповий технологією виготовлення мікросхем. Цього також не враховують розглянуті методики розрахунку. І нарешті, статистичні методи розрахунку базуються на статистиці фіксації відмов окремих елементів ІМС без аналізу механізмів і причин відмов. Тому вони потребують вдосконалення у міру вивчення фізики відмов ІМС. В даний час статистичні методи розрахунку надійності застосовуються для порівняльної, орієнтовної оцінки надійності альтернативних рішень при виборі варіанта проектованої ІМС, а також для порівняння надійності проектованої ІМС з наявними аналогами. При таких розрахунках абсолютна помилка розрахунку не грає великої ролі і не пред'являється жорстких вимог до достовірності попередньої інформації про надійність ІМС, БІС, МСБ, їх елементів і компонентів.

На етапі виробництва забезпечується застосування прогресивних методів технології операційного і вихідного контролю та бракувальної випробувань, автоматизації виробництва та контролю. На етапі випробувань застосовують більш досконалі методи прискорених і довгострокових випробувань та аналізу інформації. На етапі експлуатації основним чинником підвищення надійності є правильне застосування мікросхем і організація періодичної профілактики радіоелектронної апаратури. Найважливішим засобом забезпечення і підвищення надійності на всіх перерахованих етапах є вивчення фізики відмов.