Автоматизация проектирования виброзащиты ячеек электронной аппаратуры демпфирующими вставками
Диссертация
Для аппаратуры ракетной и авиакосмической техники, а также некоторых видов наземных транспортных средств, характерно воздействие широкополосной вибрации. Максимальная частота воздействующей вибрации может достигать 2000 Гц, что приводит к возникновению резонансных колебаний ячеек ЭА — электромонтажных плат с установленными на них электрорадиоэлементами (ЭРЭ). Это приводит к увеличению амплитуд… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Способы виброзащиты электронной аппаратуры (ЭА) 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. Анализ методов расчета колебаний ячеек с демпфирующими вставками
- 1. 3. Системы автоматизированного проектирования виброзащиты электронной аппаратуры
- 1. 3. 1. Универсальные САПР
- 1. 3. 2. Специализированные САПР
- 1. 1. Способы защиты ЭА от воздействия вибрации
- 2. 1. Исследование особенностей моделирования конструкций ЭА с ДВ в системе конечно-элементного анализа (СКЭА) ANS YS
- 2. 2. Разработка алгоритма проектирования и оптимизации конструкций ЭА с ДВ
- 2. 2. 1. Применение ДВ
- 2. 2. 2. Критерии оптимальности конструкций ЭА с ДВ
- 2. 2. 3. Алгоритм проектирования и оптимизации
- 2. 3. Методика создания регрессионных моделей конструкций ЭА с ДВ для расчета собственных частот и амплитуд резонансных колебаний ячеек с применением СКЭА ANS YS
- 3. 1. Интеграция Комплекса программ анализа механических воздействий на радиоэлектронную аппаратуру и программы проектирования печатных плат Altium Designer
- 3. 1. 1. Структура выходного файла САПР Altium Designer
- 3. 1. 2. Разработка алгоритма считывания и перезаписи выходного фала САПР Altium Designer
- 3. 2. Разработка макроса расчета сложных конструкций ЭА с
- 3. 2. 1. Разработка структуры макроса
- 3. 2. 2. Особенности разработанного макроса при расчете конструкций ЭА в САПР ANS YS на случайное вибрационное воздействие
- Глава 4. Экспериментальные исследования
- 4. 1. Методика экспериментальных исследований
- 4. 2. Проверка адекватности математических моделей
- 4. 3. Тестирование разработанных модулей для Комплекса программ
- 4. 3. 1. При гармонической вибрации
- 4. 3. 2. При случайной вибрации
Список литературы
- Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования / И. П. Норенков. М.: МГТУ им. Баумана, 2002 — 336 с.
- Нашиф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний: Пер с англ. М: Мир, 1988. — 488 с.
- Jones D.I.G. Damping of structures by viscoelastic links // Shock vib. Bull. 1967. — vol. 36. — № 25. — p. 9−24.
- Виброзащита электронной аппаратуры полимерными компаундами / Ю. В. Зеленев, A.A. Кирилин, Э. Б. Слободник, Е.Н.Талицкий- под. Ред. Ю. В. Зеленева. М.: Радио и связь, 1984. 120с.
- Harris С.М. Harris shock and vibration handbook, 5th ed. / C.M. Harris, A.G. Piersol. McGraw Hill, 2002.
- Вибрация в технике: Справ.: В 6 т. / Ред. совет: В. Н. Челомей (пред.), -М.: Машиностроение, 1978−1981.
- Токарев М. Ф., Талицкий Е. Н., Фролов В. А. Механические воздействия и защита радиоэлектронной аппаратуры: учеб. пособие для вузов, под ред. В. А. Фролова. М.: Радио и связь, 1984. 224 с.
- Талицкий Е. Н. Механические воздействия и защита электронной аппаратуры : учеб. пособие в 3 ч., изд. ВлГУ, 2004−2006.
- ГОСТ PB 20.39.304−98 Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам.
- ГОСТ PB 20.57.305−98 Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы испытаний на воздействие механических факторов.
- Механические воздействия и защита радиоэлектронных средств: учеб. пособие для вузов / Н. И. Каленкович, Е. П. Фастовец, Ю. В. Шамгин.
- Мн.: Выш. Шк., 1989, — 224 с.
- Ильинский В. С. Защита РЭА и прецензионного оборудования от динамический воздействий. М.: Радио и связь, 1982−296с.
- Автоматизированная система АСОНИКА для проектирования высоконадежных электронных средств на принципах CALS-технологий. Том 1 /
- A.C. Шалумов, Н. В. Малютин, Ю. Н. Кофанов, Д. А. Способ, В. В. Жданов,
- B.Н. Носков, A.C. Вяченко- под ред. Ю. Н. Кофанова, A.C. Шалумова, Н. В. Малютина. М.: Энергоатомиздат, 2007. 368 с.
- Кунву Ли. Основы САПР / Ли Кунву.-С.-П. Литер, 2004, — 560 с.
- Талицкий E.H. Виброзащита РЭС полимерными демпферами: Учеб. пособие. Владимир: Влад. Политех. Институт, 1993. — 86с.
- Талицкий E.H. Моделирование виброустойчивых конструкции РЭА с полимерным демпфером. Вопросы радиоэлектроники, сер. ТПО, 1988, вып.2, С. 34−37.
- Варакин A.A. Исследование и разработка радиотехнических устройств с демпфирующими вставками : дис.. канд. техн. наук. Владимир, 2005.
- Кузнецов Е.С., Талицкий E.H., Шумарин C.B. Инструментальная среда ANSYS для проектирования ячеек электронной аппаратуры с демпфирующими вставками // Всероссийский НТЖ «Проектирование и технология электронных средств». 2009. — № 4. — 4с.
- Шумарин C.B., Кузнецов Е. С. Интеграция P-CAD с программой проектирования виброзащиты // Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: Международная научно-практическая конференция. Новочеркасск, 2008.
- Копылов И.А., Талицкий E.H., Шумарин C.B. Программный комплекс проектирования виброустойчивых электронных модулей // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 005 611 814, 25.07.2005.
- Ухин В.А., Талицкий E.H., Шумарин C.B. Программа оптимизации виброзащиты ЭА методом частотной отстройки // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 007 610 745, 25.05.2007.
- Кузнецов Е.С., Талицкий E.H., Шумарин C.B. Программа проведения модального и гармонического анализов печатных плат произвольных форм и креплений // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 010 611 652, 01.03.2010.
- Кузнецов Е.С., Талицкий E.H., Шумарин C.B. Программа проектирования виброзащиты ячеек радиотехнических устройств демпфирующими вставками // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 010 615 876, 18.11.2010.
- Фролов В. А. Механические воздействия и защита электронной аппаратуры. Киев: Высшая школа, 1979. — 128с.
- Steinberg D.S. Vibrations analysis for electronic equipment — New York, 2000,-43 lp.
- David Jones. Handbook of viscoelastic vibration damping. John Wiley and Sons Ltd. UK., 2001. -41 Op.
- Бабаков И.М. Теория колебаний / И. М. Бабаков. M. Наука, 1969.
- Прочность, устойчивость, колебания: справ.: в 3 т. под ред. И. А. Биргера, Я. Г. Пановко. М.: Машиностроение, 1968.
- Басов К. A. ANS YS в примерах и задачах, под общ. ред. Д.Г. Крас-ковского. М.: КомпьютерПресс, 2002. 224 с.
- Resonant Beam/Tuned Damper: Patent № 731 340 US, F16I7/08/ Nashif, 1091. A. D. (US). 1971−7c.
- Jones D.I.G., Nashif A.D., 1/LT Brims, G.H. Development of a tuned damper to reduce vibration damage in an aircraft radar antenna / Technical report № AFML-TR-67−307, Ohio, 1967 70p.
- Ruzicka J.E., Derby T.F., Schubert D.W. Damping of structural composites with viscoelastic shear-damping mechanisms / NASA Contractor report CR-742, Washington, 1967 183p.
- Derby T.F., Ruzicka J.E. Loss factor and resonant frequency of viscoelastic shear-damped structural composites / NASA Contractor report CR-1269, Washington, 1969−222p.
- Syring R. P. Optimum tuned dampers for randomly excited dynamic systems / Technical report № AFML-TR-67−217, Ohio, 1967 57p.
- Cai C., Zheng H., Khan M. S., Hung К. C. Modeling of Material Damping Properties in ANSYS / Defense Systems Division, Institute of High Performance Computing 89C Science Park Drive, Singapore Science Park I, Singapore 118 261,2002.
- Шумарин С.В. Автоматизация проектирования виброзащиты ячеек электронной аппаратуры : дис.. канд. техн. наук. Владимир, 2009.
- Кузнецов Е.С. Особенности расчета ячеек электронной аппаратуры в САПР ANSYS при случайном вибрационном воздействии // Всероссийский НТЖ «Проектирование и технология электронных средств». 2010. — № 2. -Зс.
- Разработка и исследование методов повышения вибропрочности конструкций приборов РЭА: Отчет о НИР (заключительный) / Владим. политехи. ин-т. N ГР 1 890 037 469- Инв. N 2 910 017 471.-Владимир, 1990. — 115с.
- Исследование высоко демпфированных полимеров и конструкций для повышения вибро- и удароустойчивости изделий. Отчет о НИР (заключительный) / Владимирский политехнический институт. № ГР 1 850 044 208- Инв. № 2 860 008 919. — Владимир, 1985. — 64 с.
- Маквецов E.H., Тартаковский A.M. Механические воздействия и защита радиоэлектронной аппаратуры: учеб. для вузов. М.: Радио и связь, 1993.-200 с.
- Варакин A.A., Талицкий E.H. Исследование конструкций ячеек радиотехнических устройств демпфирующими вставками // Всероссийский НТЖ «Проектирование и технология электронных средств». 2002. — № 4. -Зс.
- Способ определения приведенных параметров механических систем: Патент № 2 006 717 РФ, F16F15/22/ Долгов Г. Ф., Талицкий E.H. (РФ). -4с.
- Ухин В.А. Автоматизация проектирования виброзащиты электронной аппаратуры методом частотной отстройки : дис.. канд. техн. наук. Владимир, 2007.
- Кофанов Ю.Н. и др. Автоматизация проектирования и моделирования печатных узлов радиоэлектронной аппаратуры / Ю. Н. Кофанов, Н. В. Малютин, А. В. Сарафанов и др. М.: Радио и связь, 2000.
- Кофанов Ю.Н., Засыпкин С. В. Комплексное моделирование взаимосвязанных физических процессов радиоэлектронных конструкций: учеб. пособие. М.: МГИЭМ, 1996.
- Woodrow Т. A. Modeling of the JCAA/JG-PP Lead-Free Solder Project Vibration Test Data / Global Conference on Lead Free Reliability & Reliability Testing, Boston, MA, 2007 24p.
- Ruzicka J.E., Derby. Loss factor and resonant frequency of viscoelastic shear-damped structural composites / NASA Contractor report CR-1269, Washington, 1969−222p.
- Ross D., Ungar E.E., Kerwin E. M. Damping of Plate Flexural Vibrations by Means of Viscoelastic Laminaes / Structural Damping, edited by J.E. Ruzicka, ASME- 1959.
- ГОСТ 24 346–80 Вибрация. Термины и определения.
- Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования / Ю. Х. Вермишев. М.: Радио и связь. — 1988.
- Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. М.: Наука. 1979.-336с.
- Случайные колебания: Пер. с англ. / Под Ред. А. А. Первозванцева. -М.: Мир, 1967.-356с.
- Радиоэлектронное оборудование / В. А. Болдин, Г. И. Горгонов, В. Д. Коновалов и др.- (Боевая авиационная техника) М.: Воениздат, 1990. — 288с.
- Технические основы эффективности ракетных систем / Е. Б. Волков и др. [под ред. Е.Б. Волкова]. М.: Машиностроение, 1989. 256 с.
- Метод конечных элементов / М. Секулович. под ред. В.Ш. Барба-кидзе.- пер. с серб. Ю. Н. Зуева. М.: Стройиздат, 1993 — 664с.
- Lu Y.P., Everstine G.C. More on Finite Element. Modeling of Damped Composite Systems / Journal of Sound and Vibration, 69(2): 199−205 1980.
- Alberts Т.Е., Chen Y., Xia H. On the Effectiveness of Section Length Optimization for Constrained Viscoelastic Layer Damping Treatments / Advances in Optical Structure Systems, SPIE Vol. 1303: 274−285 1990.
- Barrett D.J. An Anisotropic Laminated Damped Plate Theory / Journal of Sound and Vibration, 154 (3): 453−465 1992.
- Ахназарова C.Jl. Оптимизация эксперимента в химии и химической промышленности: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов, 2-е изд., пере-раб. и доп. / C.JI. Ахназарова, В. В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985 -327с.
- Бенлат Дж. Прикладной анализ случайных данных / Дж. Бенлат, А. Пирсол. М.: Мир, 1989 — 540с.
- Адлер Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. В. Адлер. М.: Наука, 1976.
- Sun С. Т, Lu Y. P. Vibration Damping of Structural Elements. Prentice Hall PTR, Englewood Cliffs, NJ 1995.
- Ruzicka J. E. Damping Structural Resonances using Viscoelastic-Damping Mechanisms, Part I Design Configurations / ASME Journal of Engineering for Industry, 83, 403−413 1961.
- Ruzicka J. E. Damping Structural Resonances using Viscoelastic-Damping Mechanisms, Part II Experimental Results / ASME Journal of Engineering for Industry, 83, 414−424 1961.
- ГОСТ 16 962–71 Изделия электронной техники и электротехники. Механические и климатические воздействия. Требования и методы испытаний.
- Остроменский П.И. Вибрационные испытания радиоаппаратуры и113приборов / П. И. Остроменский Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1992.- 173с.
- ГОСТ 28 203–89 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Fc и руководство: Вибрация (синусоидальная).
- ГОСТ 28 221–89 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Fda: Широкополосная случайная вибрация. Высокая воспроизводимость.
- Nashif A.D., Jones D.I.G., Henderson J.P. Vibration Damping, Wiley-Interscience, New York 1985.
- Chen G-S, Wada В. K. Passive Damping for Space Truss Structures / AIAA SDM Issues of the International Space Station, Williamsburg VA 1988.
- El-Raheb, Wagner M. P. Damped Response of Shells by a Constrained Viscoelastic Layer / Journal of Applied Mechanics, 53: 902−908 -1986.
- Fowler B. et. al. Passive Damping Techniques for Beam Control Structures / Air Force Weapons Laboratory Test Report, AFWL-TR-88−97 1989.
- Hedgepeth J.M., Mobrem M. Investigation of Passive Damping of Large Space Truss Structures / Proceedings of Damping '86, U.S. Air Force Wright Aeronautical Laboratories, Flight Dynamics Laboratory 1986.
- Holman R.E., Tanner J.M. Finite Element. Modelling Techniques for Constrained Layer Damping / AJAA Journal, 21(5): 792−794 1983.
- Johnson C.D., Kienholz D.A. Finite Element Prediction of Damping in Structures with Constrained Viscoelastic Layers / AIAA Journal, 20(9): 1284−1290- 1980.
- Lifshitz J.M., Lcibowitz M. Optimal Sandwich Beam design for Maximum Viscoelastic Damping / International Journal of Solids and Structures, 23(7): 1027−1034- 1987.
- Талицкий E.H. Оценка эффективности антирезонансных покрытий субблоков микроэлектронной аппаратуры // НТС «Техника средств связи», М., 1982, вып. 1. — с. 43−52.
- Кузнецов A.A. Вибрационные испытания элементов и устройств автоматики. М.: Энергия, 1976 120с.
- Фролов К.В. Прикладная теория виброзащищенных систем / К. В. Фролов, Ф. Л. Фурман. М.: Машиностроение, 1980 — 276с.
- Варакин A.A. Конструкция ячейки ЭС с демпфирующей вставкой // Электроника, информатика и управление: Сб. научн. трудов аспирантов, магистрантов и студентов. Владимир, 2002.
- Варакин A.A. Конструкция виброустойчивой ячейки с демпфирующей вставкой // Электроника, информатика и управление: Сб. научн. трудов преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов. Владимир, 2003.
- Варакин A.A. Виброзащита ячеек ЭС демпфирующими вставками. // Материалы научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов факультета радиофизики, электроники и медицинской техники. Владимир, 2003. — С. 61−62.
- Варакин A.A., Талицкий E.H. Математическая модель ячеек радиотехнических устройств с демпфирующими вставками // Всероссийский журнал «Проектирование и технология электронных средств». 2003. — № 4.
- Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967 — 444с.
- Вынужденные колебания оболочек и пластин: учеб. пособие / Ю. П. Жигалко. Казань: Изд-во Казан, ун-та — 1990.
- Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности: Учебник / Г. С. Варданян, В. И. Андреев, A.A. Горшков, под ред. Г. С. Варданян, Н. М. Атаров. 2-е изд., испр. и доп. (Высшее образование)., (Гриф)-2011.
- Основы научных исследований: учеб. для техн. вузов / В. И. Крутов и др. [под ред. В. И. Крутова, В.В. Попова]. М.: Высш. шк., 1989 400с.
- Кузнецов Е.С. Интеграция программы САПР P-CAD с VIBRODEF // Материалы студенческой научной конференции. Владимир, 2008.
- Горшков А.Г., Старовойтов Э. И., Тарлаковский Д. В. Теория упругости и пластичности. М.: Физматлит — 2002.
- Писаренко Г. С. Справочник по сопротивлению материалов / В. А. Агарев и др.- 5-е изд. — Киев: Вища школа, 1986. — 775с.
- Писаренко Г. С. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов: Справочник / А. П. Яковлев, В. В. Матвеев. Киев: Наукова думка, 1971.
- Справочник по строительной механике корабля: В 3 т. Т. 2 / Г. В.116
- Бойцов, О. М. Палий, В. А. Постное, В. С. Чувиковский. Л., 1982. 464 с.
- Толстов Г. П. Ряды Фурье, 2 изд. М.: Физматлит. — 1960.
- Арсенин В. Я. Методы математической физики и специальные функции, 2 изд. М.: Наука — 1984.
- Конструкционный анализ в среде АК8У8: учебное пособие / О. М. Огородникова, Изд-во УГТУ-УПИ 2004.
- Применение системы А^УБ к решению задач механики сплошной среды: практическое руководство / А. К. Любимов. Н. Новгород: Изд-во Нижегородского ун-та — 2006.