Simulační odhad provozní spolehlivosti strojních systémů

Radek Kotík

Disertační práce

Simulation Assessment of the Operational Reliability of Mechanical Systems

Anotace:

Disertační práce se zabývá simulačním odhadem provozní spolehlivosti strojních systémů. Jedná se o pravděpodobnostní způsob vyhodnocení provozní bezpečnosti strojů a jejich částí. Práce tvoří přehled o současném stavu řešené problematiky, tj. o deterministickém a pravděpodobnostním pojetí výpočtu. Další kapitoly práce se zabývají specifikací oboru spolehlivosti systémů, to znamená vymezení pojmů, definic a jednotlivých ukazatelů spolehlivosti včetně jejich vlastností. Důležitou kapitolou je teorie spolehlivosti různých struktur systémů, kde jsou znázorněny postupy vyhodnocení problematiky řazení jednotlivých prvků v systému. Dále je provedeno rozdělení metod a postupů analýz spolehlivosti včetně podrobného popisu zvolené metody SBRA (SBRA – Simulation-Based Reliability Assessment) a metody analýzy stromu poruchových stavů (FTA – Fault Tree Analysis). Všechny výše uvedené poznatky jsou aplikovány do analýzy spolehlivosti dvou vybraných strojních systémů, kterými jsou výsuvný kloubový hřídel s kluzným uložením a pravděpodobnostní kontrola upnutí hoblovacího nože u stolní hoblovky na dřevo. Velká pozornost je v této práci věnována simulačnímu odhadu provozní spolehlivosti jednotlivých prvků a jejich vliv na systém jako celek z hlediska různých typů zatížení z vlastní vytvořené databáze náhodných veličin, četností prvků apod. Simulační výsledky jsou porovnávány s deterministickým způsobem hodnocení provozní bezpečnosti a životnosti těchto systémů.

Abstract:

The dissertation deals with simulating estimation of operating reliability of mechanical systems. It is concentrated on probability assessment of mechanical systems operating safety. In the introduction, the actual state of art such as deterministic and probability calculations are presented. The further chapters specify details in the field of systems reliability, the definitions, terms and reliability parameters are determined. The important chapter is the theory of system reliability where are presented assessment procedures of element position in the system. Beside it, there are specified methods and reliability analysis including details of SBRA – Simulation-Based Reliability Assessment and FTA – Fault Tree Analysis. The knowledge mentioned above is applied into a reliability analysis of two chosen mechanical systems – telescopic articular shaft with sliding embedding and probability check of planning knife fixation at planning table for wood. The main aim of the dissertation is simulating estimation of operating reliability of elements in the system in the view of variable load for created database of random variable, frequency. The acquired information is compared by deterministic assessment of operating safety and lifetime of the systems.

Klíčová slova

Spolehlivost, bezpečnost, porucha, pravděpodobnost, simulační odhad, strojní systém, metoda SBRA, metoda FTA, metoda FMECA, krouticí moment, hřídel, kloub, hoblovka, hoblovací nůž.

Keywords

Reliability, Safety, Fault, Probability, Simulation Assessment, Mechanical System, SBRA Method, FTA Method, FMECA Method, Torsion Moment, Shaft, Joint, Planing Machine, Planer Blade.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 12. 6. 2014
• Vedoucí: Květoslav Kaláb
• Oponent: Horst Gondek, Daniela Marasová, Ján Pinka

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Stavba výrobních strojů a zařízení