Введение к работе
Актуальность теми
/ ~
Проектирование радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) стойкой к динамическим нагрузкам - важная составная честь технической разработки радиотехнических средств, эксплуатируемых на подвижных объектах.
На качественно новом уровне сложности техники проблема обеспечения вибропрочности и виброустойчивости РЭА, надежность и эффективность которой должна удовлетворять повышенным требованиям, стала одной из -актуальнейших.
Решение этой задачи потребовало разработки новой расчэтно-эксперимэнтальной методики, математического и программного обеспечения, основанного на численно!* анализе математических моделей, описывающих конфигурацию конструкции и физические процессы, происходящие в ней во время эксплуатации, с последующей оптимизацией массо-габарнтннх характеристик элемэнтоз несущей конструкции (Ш).
Целью работы является разработка методики, математического и программного обеспечения автоматизированного проектирования РЭА, стойкой к внешним динамическим нагрузкам.
Методы исследований:
Научные результаты-диссертации получены с использованием математического аппарата теории колебаний, теории усталостного разрушения материала под действием динамических нагрузок, метода математического программирования, вероятностно-статис-
тического метода оценки характеристик точности, а также экспериментальных исследований выносливости НК РЭА под действием широкополосной случайной вибрации (ШСВ).
Научная новизна
і.Разработана оригинальная методика автоматизированного проектирования РЭА, стойкой к динамическим нагрузкам, включающая: ,
проектирование виброзащитной системы, повышающей виОроустой-чивость РЭА. Для ограничения резонансных амплитуд колебаний блока в. систему виброзащиты введено демпфирование переменным сухим трением. Получена приближенная аналитическая зависимость амплитуды резонансных колебаний от силы сухого трения, позволяющая определять профиль фрикционной поверхности демпфера;
параметрическую оптимизацию элементов НК РЭА по массо-габа-ритам при заданном ресурсе, в основу которой положена объединенная теория усталостного разрушения, учитыващая существенную нелинейность процесса нскопдения пов; заданий в материале НК;
проведение механических испытаний на усталость макетов НК для сбора статистической информации о функции распределения ресурса;
построение апостериорной функции распределения ресурса методом максимума компактности, позволяющим строить устойчивые статистические модели на ограниченном числе экспериментов, для количественной оценки адекватности интерпретирующих
моделей по каппа-критерию .
2.Сформулирована целевая функция и критерий оптимальности, позволявшие оптимизировать массо-габариты элементов одновременно для всей НК на каждом шаге итерации.
з.Разработано математическое и программное обеспечение автоматизированного проектирования РЭА, стойкой к динамическому нагружению, содержащее:
- математические модели нелинейно-упругого подвеса, описывающего виброизоляцию блока РЭА и прикладные программы расчета колебаний системы виброизоляции с демпфером переменного сухого трения под действием вибраций и ударов;
- математические модели априорной функции распределения ресурса с использованием линейной функции повреждения п функции распределения Вейбулла для описания интенсивности зарождения микроскопических трещин в материале НК РЭА и прикладные программы расчета вероятности безотказной работы НК для детерминированных и случайных динамических нагрузок.
Достоверность полученных в диссертации теоретических выводов, подтверздена результатами экспериментальной проверки -методики и программного обеспечения автоматизированного проектирования виброзашитной системы реального радиоэлектронно-ого блока типа БНК-4С и оптимизации массо-габаритов НК печатных плат (ПП) под воздействием широкополосной случайной вибрации.
Практическая ценность работы
Разработанная методика, математическое и программное обеспечение проектирования РЭА, являются основой для создания САПР, позволяющей на етапе вставного проекта решать вопросы повышения виброустойчивости, а также определять оптимальные по прочности магсо-габариты элементов НК, проектируемой РЭА.
. Апробация работы.
В докладе на 14-й республиканской конференции "По вопросам рассеяния «нергии при колебаниях механических систем" usee г, г. Чернигов* доложены и обсуждены результаты исследования демпфирующих свойств различных несущих конструкций печатных плат ш.
Теоретические аспекты проблемы изложены в научно - технической статье в журнале "Вопросы специальной раДИОЭЛвКТрОНИ-КИ" < СерИЯ: ОВР, ВЫПУСК ».1»вРГ.> С41.
Разработке методики проектирования оптимальных виброзащитных систем узлов и блоков РЭА госьйцзпа HHF "ВЗГа-i" «НПО им- П-йПлешакова» i»e» г> «si.
Основные результаты оптимизации динамически нагруженных НК по прочности доложены и обсуждены на 2-м Всесоюзном научно-техническом семинаре "Статистическая идентификация, прогнозирование и контроль" «psi г..г, Одесса> иг Публикации.! Основное содержание, диссертации опубликовано в трех печатных работах и одном научно-техническом отчете. Теоретические исс ;едования виОрозащитных систем положены в осно-
- -з-ву конструкторских разработок, защищенных двумя авторскими
СВИДвТеЛЬСТВаМИ: Л 129221Э, 1986Г., J6 264363, 1987Г-
Структура й объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и заключения, изложенных на 146 страницах машинописного текста, содержит го страниц рисунков и список литературы из зз наименований. Объем разработанных прикладных программ - 700Кб.
