Способ испытаний электронных плат на комбинированные механические и тепловые воздействия

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат (ЭП) и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям. Целью изобретения является разработка комбинированного способа испытаний на механические и тепловые воздействия ЭП при задаваемой нагрузке. Указанная цель достигается тем, что испытания проводят в два этапа. На первом этапе точки приложения нагрузки и точку с максимальным перемещением (прогиб) определяют расчетным путем по огибающим максимальных значений перемещений из результатов испытаний предварительно разработанной конечно-элементной модели прибора с ЭП на всех этапах штатной эксплуатации, а величину нагрузки в каждой из выбранных точек определяют по формуле:

где δj(xi, yi) - перемещение в j точке, под влиянием нагрузки, приложенной в i точке;

Pi(xj, yj) - нагрузка, приложенная в точке i;

G - коэффициент пропорциональности, связывающий перемещение с нагрузкой и цилиндрической жесткостью платы;

- цилиндрическая жесткость платы (E - модуль упругости материала ЭП, h - толщина ЭП, ν - коэффициент Пуассона материала ЭП),

а также нагружение выбранных точек проводят последовательно, контролируя перемещения в остальных точках, и при необходимости увеличивают перемещение в последующих точках, определяя максимальное перемещение по формуле

где δmax(xj, yj) - максимальное перемещение в точке j;

i = 1 N δ j ( x i , y i ) - суммарное перемещение в j точке;

N - количество точек приложения нагрузки (N≥1);

j - номер точки с максимальным перемещением;

i - номер текущей точки с перемещением;

Δ - погрешность задания перемещения,

при этом в оснастке для установки ЭП обеспечивают граничные условия, аналогичные условиям крепления ЭП в составе прибора и напряжения, возникающие в ЭП, не превышают допустимых значений для материала ЭП и установленных на ЭП комплектующих элементов, а при проведении приемных испытаний максимальное перемещение определяют по формуле

где η - коэффициент запаса прочности материала по перемещению. При этом с использованием метода акустической эмиссии (АЭ) в процессе деформирования контролируют возникновение повреждений в конструкции ЭП. При отсутствии повреждений в конструкции ЭП переходят ко второму этапу. Оснастку с ЭП устанавливают в термокамеру и проводят испытания на термоциклирование, причем количество термоциклов и диапазон изменения температур, действующих на ЭП, соответствует требованиям приемных испытаний ЭП, при этом с использованием метода АЭ в процессе термоциклирования ЭП контролируют возникновение повреждений на ЭП, а по окончании испытаний на термоциклирование выполняют проверку работоспособности ЭП. Дополнительный эффект получают за счет того, что по окончании первого этапа проводят термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП, затем извлекают оснастку с ЭП из термокамеры и переустанавливают ЭП в оснастке, поворачивая ее к инденторам обратной стороной, вновь создают прогиб ЭП и проводят повторное термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат (ЭП) и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям, например, в космической промышленности.

Способы проведения испытаний на механические воздействия достаточно подробно излагаются в различной литературе. Например, вибрационные и ударные испытания подробно рассмотрены в [Ленк А. Механические испытания приборов и аппаратов. М.: Мир, 1976. С. 99-125]. Испытания на вибрационные и линейные нагрузки рассмотрены в [Испытательная техника. Справочник в 2-х т. Т.2 / Под ред. Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1982, С. 8, 287-288, 422-425, 472-473]. Методы тестирования надежности паяных соединений комплектующих ЭП изложены в [Стандарт IEC-PAS 62137-3. Технология электронного монтажа. Методы тестирования надежности паяных соединений // Технологии в электронной промышленности, 2009. №1. С. 40-45] - аналоги.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической реализации является способ испытания ЭП монотонным изгибом с применением метода акустической эмиссии (АЭ) [Bansal A. Investigation of Pad Cratering in Large Flip-Chip BGA using Acoustic Emission [Electronic resource] / A. Bansal, C. Guirguis, Kuo-Chuan Liu // IPC/APEX Conference. - 2012. - The electronic version of the printed publication. - Access from "IPC - Association Connecting Electronics Indastries"] - принятый в качестве прототипа.

Для испытаний ЭП ее устанавливают на две опоры. На поверхность ЭП устанавливаются датчики акустической эмиссии для локализации образующихся дефектов при нагружении ЭП. При помощи двух инденторов (наконечников) производят на нее давление сверху до тех пор, пока паяные соединения не будут нарушены; фиксируют нагрузку и по данным АЭ определяют местоположение дефекта в конструкции ЭП.

Существующие способы проведения испытаний обладают рядом недостатков.

Испытания же согласно прототипа не учитывают условия эксплуатации и реальное нагружение ЭП в составе приборов (не отслеживаются граничные условия закрепления ЭП, форма и величина деформаций при различного вида механических нагружениях). Кроме того, зона приложения нагрузки ограничена двумя точками. Кроме того, испытания проводятся только на механические воздействия, а реальное нагружение конкретного прибора в составе КА и ЭП в составе прибора носит комбинированное нагружение: как на тепловые, так и механические воздействия.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, что позволит более качественно проводить испытания ЭП для различной аппаратуры.

Техническим результатом заявленного изобретения является разработка комбинированного способа испытаний на механические и тепловые воздействия ЭП при задаваемой обобщенной нагрузке. Создаваемая обобщенная нагрузка на ЭП включает в себя одновременно напряжения от квазистатических, вибрационных, ударных и тепловых воздействий, возникающие в ЭП при эксплуатации в составе прибора.

Технический результат достигается тем, что испытания проводят в два этапа. На первом этапе точки приложения нагрузки и точку с максимальным перемещением (прогиб) определяют расчетным путем по огибающим максимальных значений перемещений из результатов испытаний предварительно разработанной конечно-элементной модели прибора с ЭП на всех этапах штатной эксплуатации, а величину нагрузки в каждой из выбранных точек определяют по формуле:

где δj(xi, yi) - перемещение в j точке, под влиянием нагрузки приложенной в i точке;

Pi(xj, yj) - нагрузка, приложенная в точке i;

G - коэффициент пропорциональности, связывающий перемещение с нагрузкой и цилиндрической жесткостью платы;

- цилиндрическая жесткость платы (E - модуль упругости материала ЭП, h - толщина ЭП, ν - коэффициент Пуассона материала ЭП),

а также нагружение выбранных точек проводят последовательно, контролируя перемещения в остальных точках, и при необходимости увеличивают перемещение в последующих точках, определяя максимальное перемещение по формуле

где δmax(xj, yj) - максимальное перемещение в точке j;

i = 1 N δ j ( x i , y i ) - суммарное перемещение в j точке;

N - количество точек приложения нагрузки (N≥1);

j - номер точки с максимальным перемещением;

i - номер текущей точки с перемещением;

Δ - погрешность задания перемещения, при этом в оснастке для установки ЭП обеспечивают граничные условия, аналогичные условиям крепления ЭП в составе прибора и напряжения, возникающие в ЭП, не превышают допустимых значений для материала ЭП и установленных на ЭП комплектующих элементов, а при проведении приемных испытаний максимальное перемещение определяют по формуле

где η - коэффициент запаса прочности материала по перемещению.

При этом с использованием метода АЭ в процессе деформирования контролируют возникновение повреждений в конструкции ЭП. При отсутствии повреждений в конструкции ЭП переходят ко второму этапу. Оснастку с нагруженной ЭП устанавливают в термокамеру и проводят испытания на термоциклирование, причем количество термоциклов и диапазон изменения температур, действующих на ЭП, соответствует требованиям приемных испытаний ЭП, при этом с использованием метода АЭ, в процессе термоциклирования ЭП, контролируют возникновение повреждений в конструкции ЭП, а по окончании испытаний на термоциклирование выполняют проверку работоспособности ЭП. Кроме того для ЭП, допускающих воздействие индентерами с двух сторон, по окончании первого этапа проводят термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП, затем извлекают оснастку с ЭП из термокамеры и переустанавливают ЭП в оснастке, поворачивая ее к инденторам обратной стороной, вновь создают прогиб ЭП и проводят повторное термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП.

Суть заявляемого изобретения может быть пояснена следующим образом.

При изготовлении ЭП необходимо проведение испытаний, подтверждающих способность ЭП выдерживать внешние воздействия при отработке и эксплуатации. Испытания ЭП на все виды воздействий требуют длительного времени, наличие разнообразного дорогостоящего оборудования. Наиболее близким по своему физическому воздействию на ЭП индентером является моделирование линейных (квазистатических) нагрузок, которые приводят к деформациям ЭП нагрузками, не изменяющимся во времени. При штатной эксплуатации ЭП в составе прибора она подвергается различным механическим нагрузкам: помимо линейных нагрузок еще вибрационным и ударным, а также тепловым воздействиям, которые способствуют росту микротрещин, возникающих при механических воздействиях (разрастание трещин наиболее часто и приводят к разрушению как самих ЭП, так и входящих в их состав компонентов). Но последовательные испытания (сначала квазистатические, а затем ударные и вибрационные) не позволяют достичь предельных нагрузок (напряжений), которые действуют при эксплуатации. В случае комбинированных испытаний на постоянные напряжения от квазистатических ускорений накладывается напряжения от динамических составляющих, что позволяет проводить испытания ЭП, воспроизводя более точно внешние нагрузки на ЭП. Проводя многоточечное воздействие (точки приложения нагрузки и величины этих нагрузок определяются по формулам (1) и (2)) вместо создания деформаций одним индентором, получают более равномерное поле перемещений, эквивалентное комбинированному воздействию. Кроме того, введение термоциклирования способствует разрастанию микротрещин возникших от механических нагрузок, а контроль с использованием методов АЭ позволяет выявить дефект на ранней стадии его появления. Например, если дефект незначительный, уже по результатам механического нагружения можно принять решение о ремонте ЭП. Если дефект на этом этапе не выявлен, то добавляют термоциклирование и трещина начинает рост с акустическим излучением, которое и регистрируют методом АЭ. Метод АЭ обладает весьма высокой чувствительностью к растущим дефектам - позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей миллиметра. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по теоретическим оценкам составляет порядка 10-6 мм2, что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм, причем положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов.

Реальное воздействие на ЭП в составе прибора носит знакопеременный вид, поэтому дополнительно меняют направление нагрузки на втором этапе нагружения, и могут проявляться дефекты, которые не выявлены на первом этапе нагружения. При этом точки приложения нагрузок на разных сторонах ЭП могут быть разными (в силу различного вида монтажа на различных сторонах ЭП), но общая картина поля перемещений (и, соответственно, напряжений) сохраняется. Процедура одновременного использования термоциклирования и АЭ относится к «ноу-хау» изобретения и в данных материалах не приводится. Следует только заметить, что применяемые акустические датчики не вносят погрешностей в используемом диапазоне температур.

Сущность изобретения поясняется рисунками:

Фиг. 1 - а) конечно-элементная модель блока управления одного из космических аппаратов (ЭП в составе блока показана стрелкой); б) конечно-элементная модель ЭП из этого блока управления;

Фиг. 2 - поля перемещений, полученные при расчете блока с ЭП на квазистатические (а), вибрационные (б) и ударные нагрузки (в) [в качестве примера приведены перемещения в центре ЭП: ось Y - протяженность платы по ширине, ось X - величина прогиба поверхности ЭП под нагрузкой];

Фиг. 3 - графическое изображение огибающей максимальных перемещений поверхности ЭП при ударной нагрузке (а - без нагрузки, б - под нагрузкой);

Фиг. 4 - схема расчета предлагаемого метода: точки 1, 2, 3, 4 с координатами (xi, yi) - это точки локального нагружения, точка 5 с координатами (xj, yj) - точка максимальных перемещений (максимального прогиба).

Пример практической реализации способа

Применение рассмотренной выше технологии демонстрируется следующим образом. Разрабатывается конечно-элементная модель блока управления одного из космических аппаратов, пример блока управления представлен на Фиг. 1a. В состав блока входит несколько ЭП. Габариты рассматриваемой ЭП составляют 292×150×30 мм (Фиг. 16). ЭП рассчитывается на квазистатические, вибрационные и ударные нагрузки. Результатами расчета являются поля перемещений поверхности ЭП под нагрузкой (Фиг. 2a). Максимальными перемещениями по всей ЭП стали перемещения при ударных воздействиях и составляют 2,36 мм. Точка максимального прогиба имеет следующие координаты (0,135, 0,146). Используя формулу (1), определяется необходимая нагрузка для осуществления прогиба данной величины (то есть точка i и j совпадают) Pi=221,2 Н, при этом напряжения, возникающие в точке приложения нагрузки, равно σ=P/S=70,45 МПа, где S - площадь поперечного сечения индентора, которым осуществляется нагрузка. Предельные напряжения для материала защитного слоя ЭП σпр=20 МПа. Таким образом, если воздействовать одним индентором на поверхность ЭП в точке максимальных перемещений для создания нужного прогиба, повредится защитный слой, потому что σ>σпр. Поэтому, чтобы не повредить защитный слой, нагрузка распределяется на n точек, количество которых регулируется величиной нагрузки и свободными от монтажа местами на ЭП.

Для получения полей перемещений при испытаниях ЭП нагрузка осуществляется в n=4 точках с координатами: 1 (0,125, 0,136), 2 (0,125, 0,146), 3 (0,130, 0,156), 4 (0,132, 0,130) (Фиг. 3). Используя формулы (1) и (2), рассчитываются величины нагрузок, необходимые для прогиба поверхности ЭП, как при ударных нагрузках. Величина прогиба под приложенными нагрузками составила δобщ(xi, yi)=Σδj(xi,yi)=2,358 мм.

При фиксации ЭП в оснастке на ее поверхность установлены датчики АЭ, с помощью которых собиралась информация о целостности всех элементов конструкции ЭП. При испытаниях использовали акустико-эмиссионную аппаратуру системы Micro-II PCI-2-8 на базе 2-канальной платы PCI-2 с датчиками S9225 с частотным диапазоном измерений 300-1800кГц и PICO-HF1.2 с частотным диапазоном измерений 500-1850 кГц. По результатам первого этапа нагружения никаких повреждений в элементах конструкции ЭП не обнаружено. Далее ЭП в оснастке с датчиками АЭ установили в термокамеру ТН 512С. По окончании испытаний плата прошла электрические испытания и была подтверждена ее работоспособность. Затем в плату внесли дефект (повредили одно из паяных соединений). В процессе деформирования регистрировали импульсы нарастания дефекта ЭП, которое значительно увеличилось после повторного термоциклирования. Количество циклов составляло 20 (10+10), температура менялась от +30°C до - 25°C.

Веденный дефект был выявлен уже на первом этапе испытаний, но термоциклирование сделало дефект более заметным (интенсивность регистрируемых импульсов увеличилась примерно в 1,5-1,6 раз).

Достигаемый эффект составляют простота использования способа и возможность его применения к ЭП с различным монтажом и габаритами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Стандарт IEC-PAS 62137-3. Технология электронного монтажа. Методы тестирования надежности паяных соединений [Электронный ресурс], Приложение D // Технологии в электронной промышленности. - 2009. - №1. - Электрон. версия печат. публ. - Finestreet, 2011. - URL:http://www.tech-e.ru/2009_1_40.php (дата обращения: 01.11.2011).

2. Bansal A. Investigation of Pad Cratering in Large Flip-Chip BGA using Acoustic Emission [Electronic resource] / A. Bansal, C. Guirguis, Kuo-Chuan Liu // IPC/APEX Conference. - 2012. - The electronic version of the printed publication. - Access from "IPC - Association Connecting Electronics Indastries".

3. Биргер И.А. Прочность, устойчивость, колебания: справочник: в 3 т. / И.А. Биргер, Я.Г. Пановко. - М.: Машиностроение, 1968. - Т. 1. - 831 с.

4. Ленк А. Механические испытания приборов и аппаратов. / А. Ленк, Ю. Ренитц. - М.: Мир, 1976. - 270 с.

5. Испытательная техника: справочник: в 2 т. / под ред. В.В. Клюева - М.: Машиностроение, 1982 - Т. 2. - 560 с.

1. Способ испытаний электронных плат на комбинированные механические и тепловые воздействия, включающий закрепление электронной платы в оснастке, приложение к ней локальной нагрузки перпендикулярно поверхности электронной платы с последующей проверкой работоспособности с помощью метода акустической эмиссии и определением максимального перемещения (прогиба) электронной платы, отличающийся тем, что испытания проводят в два этапа: на первом этапе электронную плату нагружают в нескольких точках для создания поля перемещений, соответствующего максимальным напряжениям, возникающим в электронной плате при эксплуатации в составе прибора, при этом с использованием метода акустической эмиссии в процессе деформирования электронной платы контролируют возникновение повреждений в ее конструкции, а затем при отсутствии повреждений на втором этапе оснастку с нагруженной электронной платой устанавливают в термокамеру и проводят испытания на термоциклирование, причем количество термоциклов и диапазон изменения температур, действующих на электронную плату, соответствует требованиям приемных испытаний электронной платы, при этом с использованием метода акустической эмиссии в процессе термоциклирования электронной платы контролируют возникновение повреждений на электронной плате, а по окончании испытаний на термоциклирование выполняют проверку работоспособности электронной платы.

2. Способ испытаний по п. 1, отличающийся тем, что по окончании первого этапа проводят термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний электронной платы, затем извлекают оснастку с электронной платой из термокамеры и переустанавливают электронную плату в оснастке, поворачивая ее к инденторам обратной стороной, вновь создают поле перемещений, соответствующее максимальным напряжениям, возникающим в электронной плате при эксплуатации в составе прибора, и проводят повторное термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний электронной платы.

3. Способ испытаний по п. 1, отличающийся тем, что точки приложения нагрузки и точку с максимальным перемещением на электронной плате определяют расчетным путем по огибающим максимальных значений перемещений из результатов испытаний предварительно разработанной конечно-элементной модели прибора с электронной платой на всех этапах штатной эксплуатации, а величину нагрузки в каждой из выбранных точек определяют по формуле:

где δj(xi, yi) - перемещение в j точке под влиянием нагрузки, приложенной в i точке;
Pi(xj, yj) - нагрузка, приложенная в точке i;
G - коэффициент пропорциональности, связывающий перемещение с нагрузкой и цилиндрической жесткостью платы;
- цилиндрическая жесткость платы (E - модуль упругости материала электронной платы, h - толщина электронной платы, ν - коэффициент Пуассона материала электронной платы),
а также нагружение выбранных точек проводят последовательно, контролируя перемещения в остальных точках, и при необходимости увеличивают перемещение в последующих точках, определяя максимальное перемещение по формуле

где δmax(xj, yj) - максимальное перемещение в точке j;
i = 1 N δ j ( x i , y i ) - суммарное перемещение в j точке;
N - количество точек приложения нагрузки (N≥1);
j - номер точки с максимальным перемещением;
i - номер текущей точки с перемещением;
Δ - погрешность задания перемещения,
при этом в оснастке для установки электронной платы обеспечивают граничные условия, аналогичные условиям крепления электронной платы в составе прибора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам вибрационной диагностики, и может быть использовано для мониторинга технического состояния агрегатов гидравлических систем в автоматических системах контроля.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области испытаний конструкций или сооружений на вибрацию и ударные нагрузки, а именно к методам и средствам диагностики технического состояния строительных объектов.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для исследования систем виброизоляции. Стенд содержит основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами, и регистрирующую аппаратуру.

Изобретение относится к испытательной технике. Способ реализуют следующим образом.

Изобретение относится к испытанию колонн при центральном и внецентренном сжатии, а также элементов решетки ферм промышленных и гражданских сооружений большого габарита.

Изобретение относится к испытательной технике, применяемой при прочностных испытаниях (в частности, к испытаниям на прочность электронных плат (ЭП) при изготовлении).

Изобретения относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы в инженерных сооружениях, оснащаемых системами непрерывного сейсмометрического мониторинга.

Изобретение относится к области строительства, а именно к автоматизированным системам мониторинга технического состояния конструкций здания или сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к средствам генерирования вибраций. Устройство содержит вал, основной торцевой ротор, дебалансный ротор, основание, обоймы направляющих, подпружиненную платформу, упругие элементы и привод ротора.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований характеристик рассеивания энергии при колебаниях и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик, прочности и устойчивости конструкций и материалов.

Изобретение относится к области охранной сигнализации и касается способа установления воздействия на конструкцию с использованием датчика движения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения разрушения конструкции. Результат достигается тем, что в качестве датчика движения в устройстве для установления воздействия на конструкцию используют акселерометр, соединенный с амплитудным детектором, запускающим при превышении заданного значения амплитуды схему контроля частоты колебаний конструкции, и при отклонении значений частоты собственных колебаний конструкции от значений частоты собственных колебаний целой конструкции или при отсутствии частоты собственных колебаний конструкции формируется сигнал, свидетельствующий о разрушении конструкции. Согласно способу определения целостности конструкции при помощи генератора импульсов генератор импульсов настраивают таким образом, чтобы после его запуска момент импульсов совпадал со значениями напряжения, соответствующими пику каждого колебания конструкции в целом состоянии, при этом генератор импульсов запускается автоматически при воздействии на конструкцию и при несовпадении с указанными значениями напряжения полученных значений напряжения, соответствующих пикам колебаний конструкции, или при отсутствии колебаний конструкции устанавливают разрушение конструкции. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэромеханики и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик основных элементов конструкции летательного аппарата во время эксплуатации. При реализации способа сначала на образцах-свидетелях определяют зависимости от различных факторов характеристик демпфирующей способности материалов конструкции, затем на натурной конструкции планера ЛА в наземных условиях определяют динамические характеристики, в том числе зависимости от различных факторов параметров затухания колебаний для нескольких собственных тонов колебаний планера. Затем с помощью расчетов устанавливают перечень консервативных собственных тонов колебаний конструкции планера ЛА в диапазоне крейсерских скоростей полета, далее в полете при одинаковых режимах с помощью симметричного или антисимметричного отклонения штатных органов управления ЛА возбуждают гармонические или полигармонические колебания, и по измеренным данным датчиков вибрации, размещенных на диагностируемых элементах конструкции, и по значениям возбуждающей силы вынужденных колебаний органов управления ЛА в начале плановой эксплуатации и в назначенный срок определяют значения динамических характеристик основных гармонических, а также нелинейных колебаний для консервативных тонов, наличие негативного для исследуемой конструкции планера ЛА изменения в процессе эксплуатации параметров затухания указанных выше колебаний является признаком деградации прочностных характеристик элементов конструкции. Технический результат заключается в увеличении точности определения динамических характеристик элементов конструкции ЛА в полете. 3 ил.

Изобретение относится к области динамических испытаний конструкций и может быть использовано при испытаниях механических конструкций и электронных систем на динамические механические или электронные воздействия. Предлагаемый способ динамических испытаний конструкций и систем предназначен для обнаружения в процессе испытаний опасных отклонений параметров. В предлагаемом способе с помощью предварительного ударного возбуждения колебаний производят нагружение объекта и получают путем обработки этого возбуждения испытательного сигнала, распределение мощности и фазовая структура спектра которого полностью согласованы с характеристиками объекта испытаний. Все частотные составляющие испытательного сигнала обеспечивают максимально возможный отклик объекта испытаний, как результат синфазного взаимного сложения всех частотных составляющих отклика в момент окончания каждого испытательного импульса. Технический результат заключается в получении испытательного сигнала, согласованного с характеристиками объекта испытаний, и возможности обнаружения опасной непредсказуемой реакции системы на испытательный сигнал. 2 ил.

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности технических устройств производственных объектов повышенной опасности. Способ заключается в осуществлении системы контроля, включающей оценку состояния технических устройств технологических установок, усиленный входной контроль технического состояния технических устройств технологических установок на основе анализа технической документации с учетом условий эксплуатации, вероятности отказов в период эксплуатации, а также комплексный сопровождающий контроль фактического их технического состояния в условиях увеличенного интервала между капитальными ремонтами. Способ предусматривает ранжирование по степени опасности с выделением слабых звеньев, присвоения им ранга опасности на основе экспертно-балльной оценки с использованием матричной формы анализа информации о факторах, определяющих степень возможной безопасной дальнейшей эксплуатации технических устройств и их классификации, и на этой основе определение объема и уровня неразрушающего контроля в зависимости от ранга опасности. Одновременно осуществляют определение зон неразрушающего контроля технических устройств независимо от процедуры установления их ранга. На основании полученных результатов по ранжированию и определению зон контроля устанавливают требования к проведению сопровождающего диагностирования технических устройств с использованием средств неразрушающего контроля. Объем, средства и периодичность неразрушающего контроля устанавливается с учетом данных входного контроля технического состояния, ранга опасности и результатов комплексного технического контроля, проводимого во время капитального ремонта оборудования, предшествующего переводу технологической установки на увеличенный интервал между капитальными ремонтами. Осуществляют электронную архивацию данных по каждой единице оборудования, полученных при аудите и при ранжировании и техническом его диагностировании, т.е. формируют информационную базу данных о фактическом техническом состоянии технических устройств, что позволяет создать их электронный паспорт. Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации в условиях увеличения интервала между капитальными ремонтами. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 9 табл.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций. Способ заключается в опросе датчиков, установленных на сооружениях, и обработке данных на компьютере, со сравнением с предшествующими показателями. Каждому сооружению присваиваются свои кодовые обозначения, при опросе датчиков, при поступлении по линии связи соответствующего кода, включается аппаратуру только выбранного сооружения, и производится измерение параметров, затем производится опрос следующего сооружения. Опрос датчиков и передача информации производится с разнесением по времени для каждого из сооружений. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит набор измерительных преобразователей, блок предварительной обработки сигналов, цифровую шину, конвертор, пункт контроля, выполненный в виде компьютера, дисплей и устройство звуковой сигнализации и блок управления. Каждый блок предварительной обработки сигналов содержит аналого-цифровой преобразователь, коммутатор и кодер. Каждый блок управления содержит декодер, первый и второй блоки сравнения кодов, первый и второй блоки памяти, блок временной задержки и логическую схему. Технический результат заключается в повышении эффективности контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит. Сущность: сначала испытуемый образец устанавливают на жесткие опоры. В заданных местах на испытуемом образце закрепляют оголовники с противоположно направленными вылетами, на вылетах оголовников размещают концы распределительной траверсы. Через распределительную траверсу испытуемый образец нагружают и исследуют его деформированное состояние, вызванное одновременным изгибом и кручением под воздействием нагрузки, фиксируя перемещения в сечениях испытуемого образца. Деформированное состояние испытуемого образца оценивают по абсолютному значению вертикальных прогибов испытуемого образца и абсолютному углу закручивания испытуемого образца, для этого одновременно с двух сторон от продольной оси испытуемого образца вблизи каждого из оголовников и симметрично относительно продольной оси испытуемого образца устанавливают прогибомеры, с помощью которых измеряют вертикальные перемещения противоположных сторон испытуемого образца под воздействием заданной нагрузки, причем каждый прогибомер устанавливают с возможностью обеспечения строго вертикального положения подвижного штока, а абсолютный вертикальный прогиб fпр в рассматриваемом сечении испытуемого образца определяют по формуле. Технический результат: возможность определения абсолютных величин угла закручивания и вертикальных прогибов конструкции, работающей на изгиб с кручением, которые позволяют определить точную схему деформирования элемента, находящегося в условиях сложного НДС. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок. Устройство включает испытательную и операционную зоны. В испытательной зоне расположен копер, состоящий из деревянной станины, в которой располагается вал. На валу закреплены сегмент и храповое колесо, к сегменту закреплены груз, подвешенный на ремне, и рукоятка с молотом. На станине параллельно оси вала установлена тумба, в пазу которой расположена наковальня. Копер заключен в защитную стальную камеру, двери которой оснащены системой блокировки цепей электропитания, снаружи которой расположен механический привод для подъема молота. На молоте закреплены приспособление с испытываемым объектом, пьезодатчик для контроля времени работы ЭД и пьезоакселерометр. Также в испытательной зоне размещены схема формирования импульса подрыва, соединенная с испытуемым объектом подрывной магистралью, и ПР, установленный на подрывную магистраль и обеспечивающий измерение тока, протекающего через мостик ЭД в момент его срабатывания. В операционной зоне размещены УЗД, генератор импульсов, формирующий необходимую задержку, ГПИ, соединенный со схемой формирования импульса подрыва электрическим кабелем, и регистрирующая аппаратура, соединенная измерительными кабелями с датчиками и ПР. Технический результат заключается в возможности испытаний быстродействующих СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной амплитуды и длительности в момент действия ударных нагрузок, упрощении конструкции, обеспечении безопасности персонала. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью. Камеру с рабочей жидкостью устанавливают на ОИ в районе максимального напряжения поверхности ОИ. При этом контакт между камерой и объектом испытаний осуществляют не менее чем на 1/3 периметра ОИ. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности исследования процесса разрушения длинномерных герметичных оболочек, расположенных на большой глубине, под действием внешнего гидростатического давления. 2 ил.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами. При этом осуществляют регистрацию амплитуды и частоты воздействия на входе станка и регистрацию изменения амплитуды и частоты ее выходного сигнала, в качестве которого используют полученную после обработки профилограмму заготовки. Параметры динамической модели операции механической обработки определяют по отношениям амплитуд выходного сигнала и возбуждающего воздействия. Использование изобретения позволяет уменьшить трудоемкость и длительность процесса идентификации. 4 ил., 1 табл.

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала. Технический результат заключается в возможности воспроизведения виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям. Целью изобретения является разработка комбинированного способа испытаний на механические и тепловые воздействия ЭП при задаваемой нагрузке. Указанная цель достигается тем, что испытания проводят в два этапа. На первом этапе точки приложения нагрузки и точку с максимальным перемещением определяют расчетным путем по огибающим максимальных значений перемещений из результатов испытаний предварительно разработанной конечно-элементной модели прибора с ЭП на всех этапах штатной эксплуатации, а величину нагрузки в каждой из выбранных точек определяют по формуле:где δj - перемещение в j точке, под влиянием нагрузки, приложенной в i точке;Pi - нагрузка, приложенная в точке i;G - коэффициент пропорциональности, связывающий перемещение с нагрузкой и цилиндрической жесткостью платы; - цилиндрическая жесткость платы,а также нагружение выбранных точек проводят последовательно, контролируя перемещения в остальных точках, и при необходимости увеличивают перемещение в последующих точках, определяя максимальное перемещение по формулегде δmax - максимальное перемещение в точке j;∑i1Nδj - суммарное перемещение в j точке;N - количество точек приложения нагрузки ;j - номер точки с максимальным перемещением;i - номер текущей точки с перемещением;Δ - погрешность задания перемещения,при этом в оснастке для установки ЭП обеспечивают граничные условия, аналогичные условиям крепления ЭП в составе прибора и напряжения, возникающие в ЭП, не превышают допустимых значений для материала ЭП и установленных на ЭП комплектующих элементов, а при проведении приемных испытаний максимальное перемещение определяют по формулегде η - коэффициент запаса прочности материала по перемещению. При этом с использованием метода акустической эмиссии в процессе деформирования контролируют возникновение повреждений в конструкции ЭП. При отсутствии повреждений в конструкции ЭП переходят ко второму этапу. Оснастку с ЭП устанавливают в термокамеру и проводят испытания на термоциклирование, причем количество термоциклов и диапазон изменения температур, действующих на ЭП, соответствует требованиям приемных испытаний ЭП, при этом с использованием метода АЭ в процессе термоциклирования ЭП контролируют возникновение повреждений на ЭП, а по окончании испытаний на термоциклирование выполняют проверку работоспособности ЭП. Дополнительный эффект получают за счет того, что по окончании первого этапа проводят термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП, затем извлекают оснастку с ЭП из термокамеры и переустанавливают ЭП в оснастке, поворачивая ее к инденторам обратной стороной, вновь создают прогиб ЭП и проводят повторное термоциклирование с половиной числа термоциклов, соответствующих требованиям приемных испытаний ЭП. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх