Автоматизированная информационно-измерительная система для имитационного моделирования тепловых полей в конструктивных модулях радиоэлектронных средств

• Автор: Кузьминых, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 177 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Расчет тепловых процессов в РЭС и методы измерений геплофизических характеристик радиоматериалов

1.1. Основы теории теплообмена в РЭС

1.1.1 Основные понятия и определения

1.1.2. Передача тепла теплопроводностью

1.1.3. Передача тепла конвекцией

1.1.4. Критерии подобия

1.1.5. Определение коэффициента конвективного теплообмена при естественной конвекции

в неограниченном пространстве

1.1.6. Передача тепла излучением

1.1.7. Принципы суперпозиции температурных полей и местного влияния
1.1.8. Электротепловая аналогия
1.2. Методы теплового моделирования и расчета тепловых режимов конструкций РЭС
1.2.1. Методы теплового моделирования конструкции РЭС
1.2.2. Методы расчета тепловых режимов конструкций РЭС
1.3. Применение сплавов железа с никелем и кобальтом
в качестве радиоматериалов РЭС
1.3.1. Печатные платы ПП
1.3.2. Герметизация изделий РЭС
1.3.3. Проводниковые материалы с высоким
электрическим сопротивлением
1.3.4. Ферромагнетики
1.3.5. Низкочастотные магнитомягкие материалы
1.3.6. Припои
1.4. Методы и средства измерения теплофизических
свойств материалов
1.4.1. Нестационарные методы исследования теплофизических свойств материалов
1.4.2. Метод плоских температурных волн
1.4.3. Импульсные методы
1.4.4. Метод Паркера
1.4.5. Методы измерения теплофизических коэффициентов
при измерении температуры с передней поверхности
1.4.5.1. Фотодефлекционный метод измерения теплофизических свойств миражметод
1.4.5.2. Импульсный метод измерения ТФС с использованием лазерного нагрева
1.5. Выводы и постановка цели и задач исследований
Глава 2. Математические модели теплофизических процессов
в конструктивных модулях радиоэлектронных средств
2.1. Уравнения математической физики, описывающие
тепловые поля в трехмерном пространстве
2.2. Постановка краевых задач
2.3. Аналитическое решение уравнения теплопроводности
2.4. Конечноэлементная аппроксимация плоских
конструктивных модулей РЭС
2.5. Полученные результаты и выводы
Глава 3. Разработка информационноизмерительных средств
с элементами искусственного интеллекта для определения температуропроводности радиоматериалов
3.1. Диагностика теплофизических свойств радиоматериалов
по коэффициенту температуропроводности ф
3.2. Устройства для селекции признаков при распознавании квазилинейного участка напряжения для вычисления коэффициента температуропроводности
3.3. Диагностика анизотропии структурной плотности радиоматериалов
3.4. Применение кубических сплайнов для интерполяции функций температуропроводности, заданных экспериментальными данными
3.5. Полученные результаты и выводы 7 Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
теплофизических характеристик железоникелевых и железокобальтовых сплавов
4.1. Железоникелевые сплавы
4.1.1. Температуропроводность Ре сплавов при высоких температурах
4.1.2. Теплопроводность РеМ сплавов при высоких температурах
4.2. Железокобальтовые сплавы
4.2.1. Температуропроводность РеСо сплавов
при высоких температурах
4.2.2. Теплопроводность РеСо сплавов
при высоких температурах
4.3. Полученные результаты и выводы
Заключение
Литература


РЭС, преобразования тепловой энергии, снимаемой в контролируемой точке конструкции, в электрический сигнал, предварительной обработки сформированного сигнала и вычисления с помощью компьютера теплофизических характеристик получены экспериментальные зависимости коэффициентов температуропроводности и теплопроводности для железоникелевых и железокобальтовых сплавов в зависимости от температуры их нагрева и процентного содержания соответственно никеля и кобальта в железе. Практическая ценность. Полученные в работе основные теплофизические характеристики необходимы конструкторам и технологам для их учета при проектировании и производстве печатных плат, применяемых в изделиях с большой токовой нагрузкой, работающих при повышенных температурах, проводниковых материалов с высоким электрическим сопротивлением и материалов для герметизации РЭС, ферромагнетиков, низкочастотных магнитомягких материалов, в которых имеет место высокое содержание железоиикелевых и железокобальтовых сплавов. Созданная автоматизированная информационноизмерительная система для исследования теплофизических свойств объектов на основе импульсного метода с использованием лазерного нагрева позволяет оперативно получить величины теплофизических характеристик различных радиокомпонентов, радиоматериалов, электрорадиоэлементов и других деталей и изделий конструктивных модулей РЭС для формирования из них базы данных для последующего использования их в системах САПР. При этом созданная база данных теплофизических констант обеспечивает реальные параметры радиоматериапов с учетом анизотропии их физических свойств. Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводимых ИжГТУ и Удмуртским производственным геологическим объединением ГР Разработка и внедрение аппаратуры цифровой записи параметров каротажа для серийных каротажных станций. Разработка конструкторской документации и изготовление опытной партии ГР 5 Совершенствование методов и средств конструирования аппаратуры регистрации геофизической информации с помощью ЭВМ. Реализация работы в производственных условиях. Результаты диссертации были использованы при проведении исследований теплофизических свойств ряда радиоматериапов по заказам промышленных предприятий. При непосредственном участии автора разработаны и применены на практике информационноизмерительные средства, обладающие более высокой точностью определения коэффициента температуропроводности за счет включения в состав технических средств радиотехнических блоков, устраняющих влияние помех на процесс измерения. Результаты работы могут быть использованы в научноисследовательсских и заводских лабораториях для проведения экспрессизмерений и при диагностике технического состояния изделий и производственном контроле. Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались на Втором научнотехническом семинаре Электрофлуктуационная диагностика материалов и сплавов микроэлектроники Казань, . Барнаул, , Всесоюзной научнотехнической конференции Конструктивнотехнологическое обеспечение качества микро и радиоэлектронной аппаратуры при проектировании и в производстве Ижевск, , Зональной научнотехнической Методы оценки и повышения надежности РЭА Пенза, Международной научнотехнической конференции Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем Пенза, , IV Российской университетскоакадемической научнопрактической конференции Ижевск, , Международной научнотехнической конференции Информационные технологии в инновационных проектах Ижевск, , , Научнотехнической конференции ИжГТУ Ижевск, гг. Российской научнотехнической конференции Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства Ижевск, , Международный Самарский симпозиум телекоммуникаций для руководящих работников отрасли связи , , . Международной конференции Ii Viii Каунас, Литва, . Публикации. Результаты работы отражены в научных публикациях 5 статей в центральной печати, 2 депонированные рукописи, 5 трудов международных и российских конференций и 2 научнотехнических отчета по госбюджетным и хоздоговорным НИР. Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 5 с. В работу включены рис. Во введении сформулированы объект и предмет исследования, показана актуальность темы, определены цели и задачи диссертационной работы.