Главная
» Научные проекты » Информационные технологии анализа конструкций радиоэлектронных средств при воздействии внешних факторов
Информационные технологии анализа конструкций радиоэлектронных средств при воздействии внешних факторов
Проведение фундаментальных научных исследований (выполнение работ в соответствии с государственным заданием 2014/151, проект № 8.389.2014/К
Руководитель: Юрков Н.К.
Цель работы: Формирование методологической и теоретической основы математического моделирования влияния механических, тепловых и электромагнитных воздействующих факторов на характеристики современных радиоэлектронных средств
Полученные результаты:
- Проведен подробный аналитический обзор математических методов и средств информационного обеспечения позволяющих исследовать влияние электромагнитных, внешних механических и тепловых воздействий на характеристики современных радиоэлектронных средств (РЭС).
- Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния проводящего слоя печатных плат с учетом локальных тепловых воздействий.
- Разработана математическая модель оценки эффективности систем виброизоляции, учитывающая полный спектр резонансных частот.
- Проведен пространственно-временной анализ печатных проводников с учетом температуры и подготовлены аналитические зависимости для комплексной модели линии передачи.
- Разработана комплексная модель линии передачи с потерями на основе печатного монтажа с учетом влияния температуры. Проведены исследования возможности применения контактных площадок поверхностно монтируемых электрорадиоэлементов (ЭРИ) в качестве их теплоотвода.
- Разработана методика расчета напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в сложных условиях, позволяющая принять во внимание влияние температуры.
- Предложена методика получения тепловой модели печатного узла ,где основными данными для численного расчета выступают параметры внешней среды и характеристики источников тепловыделения. В результате получаем значения выделяемой мощности по тепловизионной картине печатного узла. В основе лежит численное решение уравнения Фурье методом конечных разностей.
- Предложена математическая модель пластинчатой конструкции электронного узла, которая позволяет учитывать одновременном воздействии как вибрационных, так и тепловых нагрузок. В полученную модель входят в явном виде входят нормальные и касательные механические напряжения на поверхности платы, а также температура, косвенно задаваемая через модуль Юнга.
- Предложены математические модели, построенные на основе теории полумарковских процессов, которые позволяют произвести расчет среднего времени эффективной работы РЭС в условиях помех, расчет вероятности успешного функционирования двух РЭС с учетом их взаимного влияния, а также позволяет оптимально управлять частотным ресурсом с целью уменьшения уровней помех для РЭС. Разработанный математический аппарат позволяет не только анализировать эффективность функционирования системы радиоэлектронных средств, но и решать обратные задачи по совершенствованию их защищенности до необходимого уровня.
- Разработана математическая модель и алгоритм расчета для исследования НДС плоских слоистых структур изделий приборостроение при тепловых воздействиях. В отличии от существующих, модель основано на теории многослойных пластин, позволяющих наиболее точно исследовать НДС реальных структур. Модель реализована в виде программного обеспечения, позволяющего исследовать поля напряжений, деформаций и перемещений.
- На основании проведенных численных исследований сформулированы практические рекомендации по повышению термостабильности и надежности микросборок различного назначения:
- применение клеевых композиций с низким модулем сдвига;
- обязательный контроль толщины клеевого (паяного) шва на технологических операциях крепления плат микросборок к основанию;
- размещение тензорезистивных элементов в зонах равномерного распределения термомеханических напряжений и деформаций на поверхности платы. - Применение математического моделирования НДС конструктивных элементов блоков РЭС и других приборных устройств на основе рассмотренной модели позволяет на ранних этапах проектирования за счет конструкторско-технологическых решений создавать блоки с повышенной термостабильностью и надежностью в требуемом эксплуатационном режиме внешних воздействий.
Получено 14 свидетельств на программы для ЭВМ, реализующие разработанные в работе методы, методики и алгоритмы:
- Программа расчета температуры в узлах тепловой схемы.
- Программный модуль сбора и визуализации экспериментальных данных при проведении анализа динамических характеристик конструкций РЭС.
- Программный модуль расчета пружинного подвеса виброамортизатора с электромагнитной компенсацией.
- Программная система прогнозирования остаточного ресурса конструктивных элементов ЭС авиационных и ракетно-космических систем.
- Программная система анализа влияния фазового сдвига внешнего вибрационного воздействия, вводимого в точки крепления, на динамические характеристики. стержневых элементов конструкций ЭС.
- Программный модуль прогнозирования электрических параметров электрорадиоизделий с полимерно-углеродными гетерогенными структурами Разработана база данных ЭРИ, с учетом их надежностных, механических и тепловых параметров. Начато ее наполнение.
- Программа расчета температуры перегрева теплоотвода и кристалла ЭРЭ Thermal Calculation Complex.
- Программный модуль для идентификации упорядоченной разностной структуры в окрестности элемента вибрационно размытого изображения.
- Программа управления виброиспытательной установкой.
- Программный модуль визуализации результатов измерения и графического интерфейса виброиспытательной установки.
- Программа анализа изгибных колебаний стержневой конструкции.
- Программа анализа данных с лазерного виброметра.
- Программа определения мощности источников тепловыделения по динамике температуры платы.
- Программа расчета показателей надежности электронных средств.
Дата создания: 16.01.2018 15:55
Дата обновления: 01.03.2018 15:26
Дата обновления: 01.03.2018 15:26