Метод взаимодействия "проектировщик - система" для моделирования механических процессов в несущих конструкциях радиоэлектронных средств

• Автор: Фадеев, Олег Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ковров
• Количество страниц: 179 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Проблемы проектирования несущих конструкций РЭС с учётом механических воздействий
1.2. Анализ современных автоматизированных систем, используемых для проектирования РЭС

1.3. Основные задачи исследования

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ «ПРОЕКТИРОВЩИК - СИСТЕМА» ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
2.1. Общая структура процесса проектирования несущих конструкций РЭС при различных видах механических воздействий
2.2. Разработка макромоделей несущих конструкций РЭС и алгоритмов синтеза этих конструкций при различных видах механических воздействий

2.2.1. Синтез макромодели БНК 1 -го уровня

2.2.2. Синтез макромодели БНК 2-го уровня
2.2.3. Синтез макромодели БНК 3-го уровня
2.2.4. Алгоритм расчета на прочность несущей конструкции РЭС
2.2.5. Связи между различными уровнями иерархии БНК
2.3. Формирование математических моделей механических процессов в несущих конструкциях РЭС на основе конструкторской документации
2.3.1. Операторное описание механического процесса
2.3.2. Формирование математических моделей механических процессов в несущих конструкциях РЭС при механических воздействиях
2.3.3. Принципы автоматизированного формирования математических моделей механических процессов в несущих конструкциях РЭС
2.3.4. Учет нелинейности модели
2.4. Оптимизация параметров несущих конструкций РЭС
2.4.1. Методы параметрической оптимизации
2.4.2. Методы оптимизации, используемые системой ANS YS
2.4.3. Алгоритм оптимизации несущей конструкции типа «шкаф» при снижении массы
2.5. Применение метода конечных элементов при моделировании механических процессов в несущих конструкциях РЭС
2.6. Разработка метода взаимодействия «проектировщик - система» для моделирования механических процессов в несущих конструкциях радиоэлектронных средств

2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ РЭС ПРИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Принципы интеграции систем АСОНИКА-ТМ и АЫБУЗ для моделирования несущих конструкций РЭС при механических воздействиях
3.2. Организация и структура автоматизированной системы моделирования несущих конструкций РЭС при механических воздействиях
3.3. Структура входных и выходных данных
3.4. Методика добавления нетиповых моделей в базу данных автоматизированной системы моделирования несущих конструкций РЭС
3.5. Методика идентификации параметров макромоделей типовых несущих конструкций РЭС
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА И ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТОЙКОСТИ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ РЭС ПРИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
4.1. Структура методики
4.2. Описание экспериментальных исследований
4.3. Методика обучения работе с автоматизированной системой моделирования несущих конструкций РЭС при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе вузов
4.4. Внедрение результатов диссертационной работы
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Проектирование современных радиоэлектронных средств (РЭС) в заданные сроки и в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (НТД) по механическим характеристикам (ускорениям, перемещениям, напряжениям) в общем случае затруднительно без использования информационных технологий.
Конкурентоспособность вновь создаваемой продукции в определяющей степени зависит от оперативности и качества ее разработки. Особенно остро стоят эти проблемы при проектировании сложных технических объектов, к числу которых относятся, прежде всего, ответственные радиоэлектронные средства (РЭС) народнохозяйственного и оборонного назначения. На многих отечественных аппаратостроительных предприятиях разработчиками РЭС на проектирование таких систем затрачивается до 5 - 7 лет.
Отсюда вытекает необходимость автоматизации работ на ранних этапах разработки (техническое предложение и эскизное проектирование), связанная с тем, что выявление отказов РЭС из-за механических воздействий на завершающих этапах проектирования (начиная с технического проектирования) как путем математического моделирования, так и путем испытаний опытного образца приводит к длительным итерациям по отработке конструкции, а значит и к резкому возрастанию материальных затрат и увеличению сроков проектирования.
Кроме того, необходимо отметить, что возрастающая мощность персональных компьютеров позволяет использовать все более сложные модели и алгоритмы моделирования, которые уже позволяют получить результат, практически идентичный испытаниям и при этом избежать ошибок, возможных при проведении эксперимента.

Т| - множество признаков объекта (конструктивные особенности -вырезы, крепления и т.д.)
К - множество вещественных чисел.
Кроме описания геометрии необходимо также задать механические параметры материала несущей конструкции вида:
М( = Е‘ х ц’ х р' х X1.
Множество М1 содержит данные о параметрах материала несущей конструкции, включающие в себя:
- модуль Юнга;
- коэффициент Пуассона;
- плотность;
- логарифмический декремент затухания колебаний.
Данные как геометрии так и параметров материала БНК могут быть введены либо прочитаны из специализированных баз данных, содержащих готовые решения.
Таким образом, совокупность описанных множеств = С/ х х однозначно описывает несущую конструкцию и может быть использована в алгоритме создания модели БНК 1.
Блок-схема алгоритма создания модели БНК 1 и расчета ее на прочность представлена на рис. 2.2-2.
В самом начале происходит ввод параметров геометрии и материала конструкции (1,2). Данные можно вводить не только вручную, но и выбрать из соответствующей базы данных.
После проверки исходных данных (3) происходит формирование описания математической модели несущей конструкции сначала на логическом языке (4), затем в командах АИБУБ (5). Чтение механических воздействий (6) происходит из программы АСОНИКА-ТМ, и в нее же передаются для вывода результаты расчета (8).