Математическое и программное обеспечение человеко-машинных интерфейсов для моделирования бортовых приборов и систем

• Автор: Русановский, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 238 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКОМАШИННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ И БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
1.1. .Проблемы моделирования механических и тепловых процессов в бортовых приборах и системах.
1.2. Анализ современных человекомашинных интерфейсов и баз знаний, используемых для моделирования бортовых приборов и систем .

1.3. Основные задачи исследования

1.4. Выводы к первой главе.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

2.1. Структура процесса визуализации исходных данных и результатов моделирования БИС

2.2. Информационные модели типовых и нетиповых несущих конструкций ЬПС с точки зрения визуализации исходных данных

2.2.1. Информационные модели типовых конструкций БПС

2.2.2. Информационная модель блока цилиндрического типа

2.2.3. Информационная модель блока этажерочного типа
2.2.4. Информационная модель блока кассетного типа.
2.2.5. Информационная модель блока сложного этажерочного типа.
2.2.6. Информационная модель шкафа.
2.3. Информационные модели несущих конструкций БПС с точки зрения визуализации результатов моделирования
2.4. Методика визуализации исходных данных и результатов моделирования бортовых приборов и систем при комплексных тепловых и механических воздействиях
2.5. Выводы ко второй главе
3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДСИСТЕМЫ СИНТЕЗА И АНАЛИЗА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ БОРТОВЫХ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ ПРИ КОМПЛЕКСНЫХ ТЕПЛОВЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.
3.1. Организации и структура автоматизированной подсистемы АСОНИКАМ
3.2. Организация и струкгура автоматизированной подсистемы АСОНИКАТМ.
3.3. Структура входных и выходных данных подсистем АСОНИКАТМ и АСОНИКАМ.
3.4. Алгоритмы человекомашинных графических интерфейсов синтеза типовых и нетиповых конструкций блоков и шкафов БПС
3.4.1. Алгоритм человекомашинного графического интерфейса синтеза конструкции блок цилиндрического типа.
3.4.2. Алгоритм человекомашинного графического интерфейса синтеза конструкции блок этажерочного типа
3.4.3. Алгоритм человекомашинного графического интерфейса синтеза конструкции блок кассетного типа
3.4.5. Алгоритм человекомашинного графического интерфейса синтеза конструкции шкафа.
3.5. Организация и структура справочной базы данных
3.6. Выводы к третьей главе
4. Разработка методики синтеза и анализа проектных решений бортовых приборов и систем при комплексных тепловых и
механических воздействиях на основе человекомашинных интерфейсов
4.1. Структура методики синтеза и анализа проектных решений БПС при комплексных тепловых и механических воздействиях на основе человекомашинных интерфейсов.
4.2. Пример применения методики синтеза и анализа проектных решений БПС при комплексных тепловых и механических воздействиях на основе человекомашинных интерфейсов
4.3. Внедрение результатов диссертационной работы.
4.4. Выводы к четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Другая особенность БПС заключается в наличии тепловыделяющих элементов в их конструкции. Отсюда следует, что моделирование БИС при механических воздействиях необходимо производить с учетом тепловых характеристик. Все вышесказанное относится как непосредственно к печатным узлам БПС, так и к их несущим конструкциям. Причем необходимо отметить, что во многих случаях моделирование будущего изделия БПС на механическую и тепловую прочность сводится именно к моделированию ПУ. БПС, что очень важно во многих отраслях, в частности, в ракетнокосмической отрасли. Жесткие условия эксплуатации существенно влияют на работоспособность и надежность работы БПС. Отказы, связанные с потерей механической и тепловой прочности БПС выявляются на завершающих этапах разработки, и приводят к возможно длительной оптимизации конструкции, что, в конечном итоге, сказывается на сроках и стоимости выполнения проектных работ. Применение компьютерного моделирования механических и тепловых процессов позволит сократить количество промежуточных вариантов конструкции и уменьшить себестоимость и время проектирования. Процессу внедрения компьютерного моделирования в практику конструирования БПС препятствуют несколько факторов. Один из них это высокие требования к пользователю программ моделирования. Освоение современных программ компьютерного моделирования БПС, учитывая их многофункциональность, в малые сроки практически невозможно. БИС не окупаема и не целесообразна. Знание интерфейса программы моделирования еще не гарантирует получение адекватного результата. В дополнение к пользовательским навыкам разработчику необходимо владеть глубокими теоретическими знаниями в области математики метода конечных элементов и физики протекания механических и тепловых процессов в конструкциях БПС. Реализация решения различных прочностных и тепловых задач относительно легко доступна для пользователя, сочетающего в себе знания математики и физики соответствующих процессов. Для человека, не обладающего такими знаниями, выполнение данных задач, как показывает опыт, затруднительно. Таким образом, для успешного применения программ моделирования необходимо потратить время и деньги на обучение будущих специалистов, что, учитывая динамику темпов производства и нестабильность кадров, в современных условиях неэффективно. Кроме этого необходимо время для того, чтобы специалист набрал необходимый опыт, который позволит ему понять, что можно получить средствами моделирования, а что невозможно, уметь сопоставлять реальный опыт с виртуальным представлением механического и теплового процесса. Общая схема моделирования механических и тепловых процессов в конструкциях БПС на предприятиях где это имеет место, представлена на рис. В качестве посредника между конструктором БПС и используемой системой моделирования зачастую выступает аналитикрасчетчик прочнист или тепловик. В сложившейся ситуации, конструктор вынужден обращаться за помощью к расчетчику, что как показывает практика нерационально изза большого количества итераций отработки компьютерной модели конструкции на устойчивость или прочность. Объясняется это тем, что расчетчик не владеет спецификой проектирования БПС и без участия конструктора БПС не может грамотно предпринимать меры по повышению эксплуатационных возможностей конструкции, а конструктор далек от специфики профессии расчетчика и поэтому не может грамотно поставить задачу расчетчику. БПС. Рис. В настоящее время разработчик конструктор БПС вообще ничего не моделирует, либо этим занимаются специалисты в области прочности и тепла, не разбирающиеся в особенностях объекта проектирования рис. Поэтому прочнисту или тепловику требуется значительное время на построение модели конструкции и ее анализ. В это время разработчик простаивает. Затем возникает множество итераций по согласованию результатов моделирования между расчетчиком и разработчиком. За это время разработчик при наличии удобного инструмента мог уже перебрать множество вариантов, работая в интерактивном режиме. Следовательно, необходимо отказаться от подобной практики и передать вопросы моделирования разработчику.