Автоматизация проектирования виброзащиты ячеек электронной аппаратуры

• Автор: Шумарин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Способы виброзащитьт электронной аппаратуры и методы их автоматизированного проектирования.

1.1 Способы защиты ЭА от воздействия вибрации

1.1.1 Воздействие вибрации на конструкции ЭА.

1.1.2 Способы виброзащиты ЭА.

1.1.3 Вибрационный анализ ячеек ЭА.

1.2 Математические модели, применяемые при проектировании виброзащиты ЭА.

1.2.1 Аналитические модели.

1.2.2 Регрессионные модели.

1.2.3 Модели, применяемые при расчетах численными методами

1.3 Системы автоматизированного проектирования виброзащиты
электронной аппаратуры
Выводы к главе 1
Глава 2. Уточнение и дополнение математического обеспечения функционального модуля частотной отстройки САПР УйэгоБеРепсе.
2.1 Исследование влияния электрорадиоэлементов на собственные частоты колебаний конструкций типа пластин.
2.1.1 Постановка задач исследования
2.1.2 Исследование особенностей моделирования ячеек ЭА в системе КЭА
2.1.3 Исследование влияния ЭРЭ на жесткость ячеек ЭА.
2.2 Разработка алгоритма оптимизации частотной отстройки
2.2.1 Особенности применения способов частотной отстройки
2.2.2 Метод применения ребер жесткости и дополнительных точек крепления
2.2.3 Применение слоев жесткости.
2.2.4 Критерии оптимальности ячеек.
2.2.5 Алгоритм оптимизации
Выводы к главе 2.
Глава 3. Разработка системы автоматизированного проектирования виброзащищенных ячеек электронной аппаратуры
3.1 Разработка структуры САПР
3.1.1 Модель ячеек ЭА в САПР виброзащиты
3.1.2 Разработка структуры процесса проектирования виброзащищенных несущих конструкций ЭА
3.1.3 Выбор структуры САПР виброзащищенных ячеек ЭА.
3.2 Модернизация САПР УФгоЭеРепсе
3.2.1 Структура УФгоЭеГепсе.
3.2.2 Процесс проектирования сложных конструкций в САПР
УФгоОеГепсе.
3.2.3 Организация препроцессора.
3.2.4 Организация макроса расчета.
3.2.5 Структура входных и выходных данных.
Выводы к главе 3.
Глава 4. Экспериментальные исследования.
4.1. Методика экспериментальных исследований.
4.2 Проверка адекватности математической модели
4.3 Тестирование САПР проектирования виброзащищенных ячеек
4.3.1 Прямоугольные конструкции
4.3.2 Сложные конструкции
Выводы к главе 4.
Заключение
Список литературы


Это привело к тому, что оснащённость ЭА таких объектов, как корабли, самолёты, спутники, чрезвычайно возросла, и отказ в работе хотя бы одного из устройств может привести к отказу всего объекта. Поэтому требования к надежности радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры всё время возрастают []. Конструкции бортовой ЭА авиационной и ракетной техники обычно подвержены вибрационным воздействиям в диапазоне от до Гц с амплитудами ускорений до # [9;;]. Небольшой изгибной жесткостью ячеек, выполняемых обычно на подложках из стеклотекстолита малой толщины (1-3 мм), а, следовательно, имеющих низкие значения СЧК (<0-0 Гц). Широким диапазоном частот воздействующей вибрации (от до 0 Гц и выше). Все вышесказанное полностью относится, как к непосредственно ячейкам ЭА, так и к их несущим конструкциям. ЭА передается через корпус и 2) несущие конструкции обладают значительной массой. Поэтому при оптимизации несущей конструкции можно значительно уменьшить часть массы ЭА, что очень важно во многих отраслях, в частности, в самолетостроении []. Методы защиты ЭА от вибраций подразделяются на пассивные и активные. Пассивные методы обеспечивают виброзащиту ЭА без дополнительных источников энергии, а активные - только при дополнительном внешнем' источнике энергии []. Активная виброзащита представляет собой систему автоматического регулирования, включающая в себя чувствительные и управляющие элементы и внешние источники энергии. Принцип действия такой системы заключается в создании и формировании сил, компенсирующих вибрационные силы, воздействующие на защищаемый объект. Активные виброзащитные устройства обеспечивают высокую эффективность, но при этом имеют высокую стоимость, массу, размеры и низкую надежность. Виброизоляция - метод виброзащиты посредством устройств, помещаемых между источником и приемником возбуждения []. При этом уменьшается динамическое воздействие, передаваемое объекту []. Применение виброизоляции для ЭА, работающей в широком диапазоне частот вынуждающих колебаний, как правило, не приводит к положительным результатам, так как эффективность виброизоляции на собственных частотах резко снижается. Однако виброизоляция оказыва-ется эффективной в зарезонансной области [] и особенно необходима в тех случаях, когда амплитуды возмущающей вибрации превышают допустимые для ЭРЭ или других элементов конструкции. На рис. ЭА, на рис. ЭА. Рис. Частотная отстройка () заключается в смещении спектра колебаний конструкций в область более высоких частот (рис. За). Достаточно чтобы первая собственная частота колебаний (СЧК) превышала верхнюю границу воздействующей вибрации, как минимум, в 1,3 раза []. Это требование обеспечивается увеличением жесткости конструкции и/или уменьшением ее массы [;]. Способы являются конструктивно простыми и эффективными решениями борьбы с резонансными колебаниями ячеек ЭА [], поскольку, как правило, не ухудшают тепловые характеристики и ремонтопригодность, накладывают сравнительно немного требований к использованию в конструкциях. Гц, так как в противном случае трудно достичь требуемой жесткости без значительного увеличения массы конструкции []. В случае, когда не удается устранить резонансные колебания ячеек ЭЛ, возможно применение виброзащиты посредством увеличения демпфирующих свойств, которое заключается в уменьшении амплитуд вибраций вследствие увеличения рассеиваемой механической энергии (рис. Увеличение демпфирования достигается применением вибропоглощающих материалов в составе конструкций ЭА - полимерных демпферов []. Наиболее известными из них являются внутренние и внешние слои, демпфирующие ребра и вставки []. Преимущество способов вибродемпфирования заключается в том, что резонансные колебания могут быть снижены в широком диапазоне частот при незначительном увеличении массы и габаритов конструкции []. К недостаткам стоит отнести ухудшение ремонтопригодности в некоторых случаях, а также сильную зависимость динамических характеристик полимерных демпферов от температуры [], что вызывает необходимость разработки специальных материалов под конкретные условия эксплуатации. Рис. Гц до/у)',/о - СЧК конструкции.