Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры



Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры
Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры

 


Владельцы патента RU 2573140:

Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано при конструировании на компьютере сложных электротехнических изделий. Технический результат заключается в сокращении временных и вычислительных ресурсов, затрачиваемых на конструирование таких изделий, а также в повышении надежности проектируемых изделий за счет раннего выявления дефектов конструкции при проведении анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и унифицированных электронных модулей (ЭМ) в ее составе. Способ проведения анализа долговечности РЭА основан на анализе напряженно-деформированного состояния и подробной расчетной модели (РМ), которая включает подробные модели электрорадиоизделий (ЭРИ) и элементов конструкции. Анализ долговечности РЭА осуществляют с использованием тепловых, деформационных и прочностных РМ РЭА последовательно в четыре этапа: подготовительный этап, этап глобального анализа, этап промежуточного анализа и этап локального анализа. На подготовительном этапе создают тепловые РМ без детализации моделей элементов конструкции, деформационные РМ с детализацией ЭРИ и элементов конструкции, оказывающих влияние на жесткость конструкции, и подробные прочностные РМ конкретных элементов. На этапе глобального анализа проводят расчет температур РЭА, когда используют тепловые РМ. На этапе промежуточного анализа проводят расчет деформаций (перемещений) в РЭА по результатам теплового расчета РЭА этапа глобального анализа, при этом проводят выбор конкретного узла РЭА с использованием деформационных РМ. Затем выполняют локальный анализ, когда проводят расчет напряженно-деформированного состояния ЭРИ и элементов конструкции узла РЭА, по окончании расчета напряженно-деформированного состояния проводят расчет долговечности элементов РЭА, при этом используют прочностные РМ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано при конструировании на компьютере сложных электротехнических изделий. Реализация изобретения позволяет сократить временные и вычислительные ресурсы, затрачиваемые на конструирование таких изделий, а также повысить надежность проектируемых изделий за счет раннего выявления дефектов конструкции при проведении анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и электронных модулей (ЭМ) в ее составе.

Известен способ проведения анализа долговечности ЭМ. (Прогнозирование надежности узлов и блоков радиотехнических устройств космического назначения на основе моделирования напряженно-деформируемых состояний: моногр. / С.Б. Сунцов, В.П. Алексеев, В.М. Карабан, С.В. Пономарев. - Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 2012. - 114 с.). Детализация используемой при этом расчетной модели (РМ) определяется анализом напряженно-деформированного состояния (НДС) и, как правило, соответствует подробной РМ ЭМ, которая включает: подробные модели электрорадиоизделий (ЭРИ), клеевые соединения, герметизацию, пайку, печатные проводники, переходные отверстия и их металлизацию и др. Данный способ взят за прототип.

Данный способ имеет существенные недостатки:

- использование единой РМ ЭМ с высокой степенью детализации приводит к значительному увеличению временных и вычислительных ресурсов, необходимых для проведения расчета;

- использование нескольких РМ для каждого типа проводимого анализа (тепловой, деформационный, прочностной) создает значительные трудности при формализации краевой задачи и передачи результатов с одной РМ на другую в связи с тем, что имеется большое расхождение в количестве узлов и элементов.

Задачей предлагаемого в изобретении способа проведения анализа долговечности является устранение указанных выше недостатков, а именно:

- снижение временных затрат при проведении расчетов;

- сокращение требуемых вычислительных ресурсов;

- облегчение формализации краевой задачи.

Предлагается проведение анализа долговечности выполнять в четыре этапа, при этом:

- использовать расчетные модели, оптимизированные под конкретный анализ;

- использовать интерполяцию результатов анализов для облегчения формализации краевой задачи и повышения точности передачи результатов с одной РМ на другую.

Поставленная задача решается за счет того, что анализ долговечности РЭА, заключающийся в прогнозировании надежности узлов и блоков РЭА космического назначения, осуществляют поэтапно с использованием созданных тепловых, деформационных и прочностных РМ РЭА, оптимизированных для проведения последующих этапов анализа долговечности, при этом на подготовительном этапе проводят создание тепловых РМ с игнорированием детализации моделей базовых несущих конструкций (скругления, отверстия), печатного узла (электрорадиоизделий, паяное соединение, печатные проводники, переходные отверстия и их металлизация), деформационных РМ с детализацией конкретных ЭРИ, базовых несущих конструкций (металлическая рамка, печатный узел), а также прочих конструктивных элементов РЭА (разъемы, заглушки и пр.), оказывающих влияние на жесткость конструкции; в качестве прочностной РМ используют подробную (детализированную) РМ конкретных элементов конструкции ЭМ, когда учитывают пайку, печатные проводники, металлизацию переходных отверстий; затем на этапе глобального анализа проводят расчет температур ЭМ в составе РЭА, когда используют тепловые РМ ЭМ, при этом учитывают переизлучение с соседних поверхностей ЭМ и теплопередачу теплопроводностью (кондукция) с соседних ЭМ; далее на этапе промежуточного анализа проводят расчет деформаций (перемещений) в ЭМ по результатам теплового расчета РЭА этапа глобального анализа, при этом проводят выбор конкретного ЭМ с последующей передачей температур посредством интерполяции с использованием деформационных РМ ЭМ; затем выполняют локальный анализ, когда проводят расчет напряженно-деформированного состояния элементов печатного узла ЭМ (ЭРИ, пайка, печатные проводники, переходные отверстия) посредством интерполяции результатов расчета деформаций (перемещений) ЭМ, полученных на этапе промежуточного анализа, по окончании расчета напряженно-деформированного состояния проводят расчет долговечности элементов ЭМ, при этом используют прочностные РМ ЭМ.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен алгоритм расчета посредством интерполяции, на фиг. 2 и 3 представлены изображения плоских линейных треугольного и четырехугольного элементов соответственно.

На фиг. 1 изображен алгоритм расчета посредством интерполяции, где:

- Этап 0. Подготовительный.

- Этап 1. Глобальный анализ.

- Этап 2. Промежуточный анализ.

- Этап 3. Локальный анализ.

Расчет можно произвести с применением метода конечных элементов. При этом расчетная область аппроксимируется системой элементов. В пределах элемента функция F(x,y,z) определяется следующим выражением:

где Ni - функции формы элемента, fi - значение функции F в i-м узле элемента, fi=F(xi,yi,zi).

Таким образом, если известны функции формы элементов и узловые значения функции, то можно определить значение функции F в произвольной точке x*, y*, z* расчетной области. Если точка x*, y*, z* совпадает с узловой точкой xj, yj, zj, то:

.

Для определения функции F(x*,y*,z*) точки x*, y*, z*, располагаемой внутри или на границе элемента, используется выражение (1).

Рассмотрим методику определения функции F в точке x*, y*, z* на примере элементов первого порядка - плоского треугольного элемента и плоского четырехугольного элемента.

1. Плоский линейный треугольный элемент

Функция F(x,y) на таком элементе (фиг. 2) представляется линейным полиномом:

где αi - коэффициенты полинома. Коэффициенты полинома (2) определяются по узловым значениям функции F(x,y). Для этого записывается система линейных алгебраических уравнений:

По правилу Крамера:

где ; ;

.

Детерминанты δi можно раскрыть по столбцу, содержащему узловые значения функции:

или

где dij - соответствующие детерминанты из (5).

При подстановке (4) и (6) в полином (2) получается:

В результате приходим к выражению (1), где функции формы элемента имеют вид:

Имея функции формы (8) элемента и узловые значения функции, можно вычислить значение функции в произвольной точке внутри элемента.

2. Плоский линейный четырехугольный элемент

Четырехугольный элемент (фиг. 3) в пространстве X, Y отображается на прямоугольник в пространстве ξ, η. Функции формы в пространстве ξ, η имеют вид:

Если для точки с координатами x*, y*, лежащей внутри четырехугольника, известны соответствующие координаты ξ*, η*, то по (1), используя (9), можно определить значение функции F(x(ξ,η), y(ξ,η)) в этой точке.

Зная координаты ξ, η, можно легко найти соответствующие им координаты x, y по формулам:

где xi, yi - координаты узлов четырехугольника. Однако обратный переход:

не имеет простого аналитического представления. Поэтому для выполнения этого перехода следует использовать численные методы. Возможно применение метода, аналогичного методу деления отрезка пополам. Его алгоритм содержит следующие этапы:

1. Среди координат x, y узлов четырехугольника существуют значения Xmin, Xmax и Ymin, Ymax, между которыми лежат величины x* и y*.

2. В пространстве ξ, η прямоугольник делится на четыре прямоугольника. Для каждого вновь получившегося прямоугольника с помощью формулы (10) определяются Xmin, Xmax и Ymin, Ymax.

3. Используя значения Xmin, Xmax и Ymin, Ymax находим прямоугольник, в который попадает точка с координатами x*, y*.

4. Если условия:

не выполняются, то возвращаются к п. 2. Если же условия выполняются, то переходят к п. 5.

5. Определяется координата ξ* как среднеарифметическое координат ξ по всем узлам прямоугольника. Таким же образом определяется координата η*.

6. По формуле:

определяется значение функции в точке с координатами x*, y*.

Способ проведения анализа долговечности РЭА с использованием автоматического построения расчетных моделей в системе геометрического моделирования программно проработан и прошел отладку при конструировании бортовой РЭА космических аппаратов. Практическое применение данного способа позволяет уменьшить сроки конструирования РЭА, что подтверждает эффективность предложенного способа проведения анализа долговечности ЭМ РЭА на основе компьютерного моделирования термопрочностных процессов.

1. Способ проведения анализа долговечности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), основанный на анализе напряженно-деформированного состояния и подробной расчетной модели (РМ), которая включает подробные модели электрорадиоизделий (ЭРИ) и элементов конструкции, отличающийся тем, что анализ долговечности РЭА осуществляют с использованием тепловых, деформационных и прочностных РМ РЭА последовательно в четыре этапа: подготовительный этап, этап глобального анализа, этап промежуточного анализа и этап локального анализа, при этом на подготовительном этапе создают тепловые РМ без детализации моделей элементов конструкции, деформационные РМ с детализацией ЭРИ и элементов конструкции, оказывающих влияние на жесткость конструкции, и подробные прочностные РМ конкретных элементов, затем на этапе глобального анализа проводят расчет температур РЭА, когда используют тепловые РМ, далее на этапе промежуточного анализа проводят расчет деформаций (перемещений) в РЭА по результатам теплового расчета РЭА этапа глобального анализа, при этом проводят выбор конкретного узла РЭА с использованием деформационных РМ, затем выполняют локальный анализ, когда проводят расчет напряженно-деформированного состояния ЭРИ и элементов конструкции узла РЭА, по окончании расчета напряженно-деформированного состояния проводят расчет долговечности элементов РЭА, при этом используют прочностные РМ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что анализ долговечности РЭА проводят с использованием РМ, оптимизированных под конкретный глобальный, промежуточный, локальный анализ.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что анализ долговечности РЭА проводят с использованием интерполяции результатов температур и деформаций (перемещений) РЭА.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам для автоматизированного проектирования территориальной компоновки промышленного объекта. Техническим результатом является повышение надежности и достоверности получаемых результатов при автоматизированном проектировании территориальной компоновки промышленного объекта.

Изобретение относится к области обеспечения предприятий прогнозной информацией о выпуске значительного количества продукции одной разновидности. Технический результат - создание виртуальной системы управления выпуском однородной продукции предприятия, позволяющей повысить достоверность прогноза количества выпускаемой продукции и, таким образом, улучшить эффективность управления производством.

Группа изобретений относится к способу и устройствам управления датацентром для моделирования нестандартного функционирования элемента датацентра. Техническим результатом является повышение эффективности моделирования нестандартного функционирования элемента датацентра.

Изобретение относится к композиционным материалам для использования в авиационной промышленности и касается способа создания композиционного материала с повышенными демпфирующими свойствами.

Изобретение относится к средствам проектирования объектов самонаведения, стабилизированных вращением с многими неизвестными. Технический результат заключается в моделировании в реальном времени как цифровых, так и аналоговых форм квадратурных опорных сигналов.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при исследовании процессов карстообразования. Предложен способ моделирования процессов карстообразования в карстовой области, в котором задают решетчатую геологическую модель карстовой области для моделирования множества сред, содержащих первую среду, описываемую значениями по меньшей мере одного параметра геологической решетки, и вторую среду, описываемую значениями параметров кромки между двумя узлами решетки.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для анализа подземной структуры. Заявлен способ моделирования геологического процесса, в результате которого формируется геологическая область, содержащий этапы, на которых: а/ определяют (200) модель геологической области, b/ получают (201) результат наблюдения (Kobs) за заданным параметром геологической области, с/ определяют (202) зону модели, называемую релевантной зоной, для которой результат наблюдения, полученный на этапе b/, является соответствующим, d/ моделируют (203) геологический процесс на основании модели геологической области, определенной на этапе а/, е/ выполняют оценку (204) значения заданного параметра для релевантной зоны модели, используя результаты моделирования, f/ сравнивают (205) результат наблюдения (Kobs) за заданным параметром, полученный на этапе b/, с оценкой ( K ^ ) упомянутого параметра, полученной на этапе е/, и g/ модифицируют параметр моделирования для коррекции влияния моделирования по меньшей мере на часть модели на основании результатов сравнения на этапе f/.

Изобретение относится к конструкциям усиленных панелей и касается расчета сопротивления таких конструкций, подвергшихся комбинированным нагрузкам. Панель выполнена из однородного и изотропного материала.

Изобретение относится к способу для ступенчатой операции интенсификации добычи из скважины. Техническим результатом является повышение интенсификации добычи из скважины.

Группа изобретений предназначена для автоматического определения набора параметров для проектирования турбомашин. Технический результат - создание алгоритма оптимизации определения набора параметров настройки/калибровки для проектирования турбомашин.

Изобретение относится к способам получения характеристик трехмерных (3D) образцов породы пласта, в частности к укрупнению масштаба данных цифрового моделирования. Технический результат - более точное моделирование потока. Модели в масштабе скважины используют МТС (многоточечную статистику) для комбинирования сеток минипроницаемости и сканограмм традиционной КТ полноразмерного керна с электрическими изображениями скважины для создания 3-мерных численных псевдокернов для каждого ТПП (типа породы пласта). Эффективные свойства САК (специальный анализ керна), вычисленные из различных реализаций или моделей МТС в масштабе скважины, используются для заполнения моделей в межскважинном масштабе для каждого ТПП. В межскважинном масштабе сейсмические параметры и вариограммная статистика из данных КВБ (каротаж во время бурения) используются для заполнения цифровых моделей породы. Эффективные свойства, вычисленные из моделирования потока для межскважинных объемов, используются для заполнения моделей в масштабе всего месторождения. 8 н. и 26 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области моделирования процессов управления. Технический результат - моделирование выполнения на пункте управления (ПУ) второго уровня функций сбора, обработки, анализа и доопределения данных об объектах воздействия, оценки возможностей своей группы технических средств (ТС) и принятие решения на осуществление воздействия, а на ПУ первого уровня - доопределения данных об объектах воздействия и оценки эффективности осуществления воздействия своих ТС на все объекты воздействия. Система, выполняющая способ моделирования процессов двухуровневого управления, содержит модель: пунктов управления, линий связи, устройств хранения баз данных, блоков сбора и анализа данных, доопределения данных, идентификации, классификации, определения приоритетов, оценки эффективности, формирования списка ТС по эффективности, распределения объектов между ТС, формирования целеуказаний ТС, пультов управления, устройств отображения информации, устройств приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и устройств управления техническим средством. 5 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области изготовления трехмерного объекта методом стереолитографии. Технический результат - обеспечение моделирования формы и размера соединительного элемента, за счет чего повышается качество изготовляемого трехмерного объекта. Способ изготовления трехмерного объекта, содержащего множество опор, присоединенных к телу указанного объекта посредством соединительных элементов, в каждом из которых можно выделить оформленную область, заглубленную относительно наружной поверхности указанного соединительного элемента и имеющую нижний угол, разграничивающий предварительно заданную область разрыва для отделения указанной опоры, в котором каждый из указанных соединительных элементов содержит первое тело, выступающее из наружной поверхности, определяющей границы тела указанного объекта, и второе тело, выступающее из указанной опоры, указанное первое и указанное второе тело имеют наружную поверхность, изогнутую и выпуклую и присоединены друг к другу таким образом, что формируют указанную оформленную область, нижний угол которой определяет границы указанной предварительно заданной области разрыва, методом стереолитографии, включающим компьютерное графическое моделирование соединительных элементов опор для тела. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается, в частности, монтажа блоков остова корабля в судовом плавучем доке. Предложена система управления степенью проведения монтажа в судовом плавучем доке, которая включает в себя: узел наблюдения, включающий в себя датчик осадки, расположенный в доке и измеряющий степень изгибания днища дока, и узел фотографирования, расположенный снаружи дока и измеряющий состояние боковых стенок дока; узел измерения, который размещается в доке и измеряет состояние блоков остова корабля, смонтированных в доке, в реальном времени; узел управления степенью монтажа, который размещается в доке и управляет степенью проведения монтажа в доке, которая изменяется согласно воздействию блоков остова корабля, смонтированных в доке; и контроллер, который анализирует текущую ситуацию дока и текущую ситуацию степени монтажа на основе информации, измеренной посредством узла наблюдения и узла измерения, и управляет узлом управления степенью монтажа, чтобы управлять степенью проведения монтажа в доке согласно результату анализа. Технический результат заключается в повышении эффективности проведения монтажных работ в судовом плавучем доке. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для создания гидродинамической модели резервуара. Раскрываются система и способ локального измельчения сетки в системах моделирования резервуара. В одном аспекте раскрытия способ направлен на способ моделирования геологического образования, реализуемый с использованием компьютера. Способ включает применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, и идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании. Далее способ включает определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области и применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и связи. Технический результат заключается в расширении спектра моделирования видов сетевого трафика. Устройство имитации сетевого трафика содержит первый и второй генераторы шума, первый и второй элементы выборки и хранения, первый и второй элементы сравнения, перестраиваемый генератор тактовых импульсов, генератор линейно-изменяющегося напряжения, первую, вторую и третью регулируемые линии задержки, управляющий элемент, первый и второй электронные ключи, блок коррекции параметров трафика, причем управляющие входы первого и второго электронных ключей подключены соответственно к управляющим выходам «Фронт» и «Спад» блока коррекции параметров трафика, управляющие входы первой, второй и третьей регулируемых линий задержки соответственно подключены к управляющим выходам «Задержка 1», «Задержка 2» и «Задержка 3» блока коррекции параметров трафика, управляющие входы первого и второго генераторов шума объединены и подключены к управляющему выходу «Закон распределения» блока коррекции параметров трафика, управляющий вход перестраиваемого генератора тактовых импульсов подключен к управляющему выходу «Скорость трафика» блока коррекции параметров трафика. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Крыло с естественным ламинарным обтеканием для сверхзвукового летательного аппарата, в котором форма поперечного сечения крыла в направлении по хорде крыла в каждой точке по размаху крыла выбирается таким образом, что кривизна вблизи передней кромки имеет заранее заданное значение 1/3 или менее по сравнению с нормальной формой поперечного сечения в области линейного элемента 0,1% длины хорды крыла. Кривизна в области линейного элемента 0,2% длины хорды крыла от области линейного элемента к задней кромке крыла дополнительно уменьшается до 1/10. Выбирают требуемые распределения давления для верхней и нижней поверхностей крыла на основании полученного распределения давления. Изобретение направлено на максимальное смещение назад по потоку точки турбулизации. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области обработки и интерпретации данных геоструктур. Предложен способ оценивания возможности коллекторной системы, содержащий этапы, на которых измеряют критический риск и критическую возможность целевой переменной для коллекторной системы с использованием компьютерной системы. Для этого строят график "торнадо" с использованием всех внутренних параметров, используемых для вычисления целевой переменной, значения для риска и значения для возможности. Далее вычисляют критический риск и критическую возможность с использованием одного из внутренних параметров из графика "торнадо", который оказывает наибольшее влияние на целевую переменную, и оценивают возможность коллекторной системы для целевой переменной на протяжении различных временных горизонтов с использованием критического риска и критической возможности. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области планирования движения железнодорожного транспорта. Способ заключается в формировании графика движения поездов, где дополнительно учитывается допустимое изменение ординаты пересечения пакетов поездов во встречных направлениях относительно элемента профиля с максимальной рекуперацией, при этом выбор вариантов графика осуществляется на основе тяговых расчетов для унифицированных масс поездов и серий электроподвижного состава, обращающихся на участке, положенных в основу расчетов электрических нагрузок в системе тягового электроснабжения на основе графика движения поездов, для этого в качестве первоначального варианта графика для моделирования принимается базовый нормативный график, далее по результатам моделирования работы системы тягового электроснабжения полученный результат для графика движения сравнивается с базовым вариантом. Причем в случае если достигнутый результат относится к вариантам с лучшей энергоэффективностью, он заносится в базу данных энергоэффективных вариантов для последующего выбора по критерию минимального отклонения параметров графика от базового графика. Достигается снижение расхода электроэнергии на перевозки. 3 ил.

Изобретение относится к способу автоматического конфигурирования салона транспортного средства, в частности летательного аппарата (ЛА). Салон ЛА подразделен на несколько зон, в котором предусмотрены зона параметров и динамичная зона, прилегающие друг к другу. При конфигурировании выбирают отдельный модуль или несколько отдельных модулей, автоматически размещают в зоне параметров в соответствии с предварительно заданными параметрами для полного конфигурирования зоны и выбирают отдельные компоненты. Затем автоматически рассчитывают конфигурации отдельных компонентов динамичной зоны в соответствии с размещением модуля в зоне параметров и автоматически размещают отдельные компоненты в динамичной зоне в соответствии с их рассчитанной конфигурацией. Причем из совокупности отдельных модулей выбирают два отдельных модуля и автоматически соединяют их с образованием комплекта модулей перед размещением в зоне параметров. Достигается эффективное и быстрое конфигурирование салона ЛА. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх