Автоматизация синтеза моделей теплонагруженных нетиповых конструкций радиоэлектронных средств на базе типовых элементов

• Автор: Орлов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ковров
• Количество страниц: 214 с.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Задачи проектирования конструкций РЭС с учетом тепловых

воздействий.

1.2. Анализ современных автоматизированных систем, используемых для проектирования РЭС

1.3. Основные задачи исследования

1.4. Выводы.

Глава 2. МАКРОМОДЕЛИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ТИПОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ РЭС И МЕТОДЫ ИХ СИНТЕЗА
2.1. Метод автоматизированного синтеза моделей тепловых процессов нетиповых конструкций РЭС на основе типовых элементов

2.2. Метод синтеза макромодели плоских конструкций

2.3. Метод синтеза макромодели корпуса блока

2.4. Метод синтеза макромодсли корпуса модульного типа
2.5. Метод синтеза макромодели кассетной конструкции
2.5.1 Макромодель кассетной конструкции с принудительным охлаждением
2.5.2 Макромодель кассетной конструкции с естественным охлаждением
2.5.3 АлгоритхМ автоматизированного синтеза МТП кассетной и этажерочной конструкции
2.6. Метод синтеза макромодели многоэтажного шкафа
2.7. Получение температурных допусков
2.8. Получение функции параметрической чувствительности
2.9. Выводы
Глава 3. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДСИСТЕМА АНАЛИЗА КОНСТРУКЦИЙ РЭС 5 НА ТЕПЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ АСОИИКАТ
3.1. Структура автоматизированной подсистемы АСОНИКА Т
3.2. Описание логической структуры подсистемы АСОНИКАТ
3.3. Структура входных и выходных данных подсистемы АСОНИКАТ
3.3.1. Входные данные для построения макромодсли типового элемента пластина
3.3.2. Входные данные для построения типового элемента корпус блока
3.3.3. Входные данные для построения типового элемента блока модульного типа
3.3.4. Входные данные для построения типового элемента кассетная или 0 этажерочная конструкция
3.3.5. Входные данные для построения типового элемента шкаф
3.3.6 Выходные параметры подсистемы АСОНИКАТ
3.4. Программная реализация подсистемы АСОНИКАТ
3.4.1. Аппаратные требования к подсистеме АСОНИКАТ
3.4.2. Программные требования к подсистеме АСОНИКАТ
3.5. Выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ РЭС С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
4.1. Методика моделирования тепловых процессов нетиповых конструкций РЭС на 4 основе типовых элементов.
4.2. Описание экспериментальных исследований
4.2.1. Экспериментальная проверка моделей
4.2.2. Экспериментальные исследования печатных узлов
4.2.3. Пример расчета блока модульного типа с использованием созданной
методики проектирования РЭС с использованием средств автоматизированного синтеза
4.2.4 Пример расчета этажерочной конструкции
4.3. Методика обучения работы с подсистемой при проведении научно 8 исследовательских работ и в учебном процессе вузов
4.4. Внедрение результатов диссертационной работы
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников


Существенную роль в повышении эффективности и качества процесса моделирования и сокращении сроков проектирования РЭС, отвечающих требованиям нормативнотехнической документации НТД по тепловым характеристикам, играет обнаружение ошибок на ранних этапах проектирования. По мнению зарубежных специалистов, источником дефектов, проявляющихся под воздействием температуры и влаги при эксплуатации и испытаниях, в . РЭС вплоть до каждого РЭ на основе макромоделей. Такая оценка позволит на ранних этапах проектирования без существенных затрат вычислительных ресурсов, исходя из требований НТД по тепловым характеристикам, выбрать тип конструкции, элементную базу, размещение РЭ, варианты креплений, конструкционные материалы, отсеять большинство неперспективных вариантов и оставить для тщательного анализа малое число вариантов. Использование типовых конструкций шкафов, стоек, блоков, ПУ, РЭ приводит также к упрощению и ускорению проектирования так, типовые конструкции, а значит и их макромодели, разрабатываются однократно, но в различных проектах применяются многократно. Ввиду сложности конструкций РЭС сама оценка возможна только при наличии средств автоматического перехода от реальной конструкции к модели, для чего, прежде всего, необходимо решить задачу формализации получения математических моделей тепловых процессов в типовых конструкциях РЭС. Входная информация должна задаваться в доступной для конструктора РЭС форме и с использованием привычной для него терминологии. Ввод графической и текстовой информации должен осуществляться на уровне конструкции РЭС, а не на уровне модели. Использование базы данных по конструкционным материалам и типовым элементам конструкции позволяет существенно сократить трудоемкость ввода данных. Кроме данных о конструкции, входная информация включает в себя условия эксплуатации, то есть заданные тепловые воздействия, а также задание на расчет, содержащее информацию о цели расчета, о контролируемых параметрах. При этом в зависимости от типа конструкции, анализируемой пользователем, вида воздействия и цели расчета в программе должен включаться тот или иной алгоритм, который направляет пользователя по заранее продуманному пути. Выходная информация также должна выдаваться в доступной для конструктора РЭС форме. В случае сложной конструкции РЭС шкаф, стойка, блок целесообразно представление конструкции в виде некоторой иерархической структуры, каждый следующий уровень которой входит в виде составной части в предыдущий уровень. Такое представление не только упрощает процедуру описания конструкции, но и существенно упрощает последующий процесс моделирования, анализа чувствительности, оптимизации, то есть всю процедуру решения задачи проектирования. На основе детального исследования существующих конструкций РЭС были определены типовые элементы пластина, этажерка, радиатор и др. Используя данную библиотеку, можно достаточно быстро создавать тепловые модели сложных произвольных конструкций. При этом требуется значительно меньше времени на построение тепловой модели всей конструкции, так как она будет формироваться в автоматизированном режиме путем взаимосвязи между собой тепловых моделей типовых элементов созданных автоматически. Кроме того, конструкцию РЭС, созданную таким способом, легко изменить или модифицировать, заменив необходимые элементы или их параметры, не переделывая конструкцию в целом. При внесении изменений в конструкцию, происходит автоматический пересчет всех параметров, непосредственно связанных с изменившимся элементом. Метод синтеза тепловых моделей РЭС, а также возможность оперировать готовыми библиотеками элементов позволяют проводить моделирование без длительной предварительной подготовки, что важно для разработчиков, не имеющих времени на освоение сложных программных продуктов и серьезного опыта в построении тепловых математических моделей. Возможность эксплуатации программных комплексов на уровне конструктора, оперирующего привычными и доступными терминами и обозначениями, является одним из необходимых условий широкого использования этих комплексов в конструкторской практике.