| Авторы |
Смогунов Владимир Васильевич, доктор технических наук, профессор, кафедра теоретической и прикладной механики и графики, Пензенский государственный университет (440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), tmpg@pnzgu.ru
Юрков Николай Кондратьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет (440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), yurkov_NK@mail.ru
Кузнецов Никита Сергеевич, студент, Пензенский государственный университет (440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), tmpg@pnzgu.ru
|
| Аннотация |
Актуальность и цели. Изделия мехатроники широко применяются во многих передовых технологиях и системах современной экономики – компьютерах, приборо-, машиностроении, авиа- и судостроении, медицинской технике. Надежность гетероструктур, составляющих основы мехатроники, применяющихся в экстремальных условиях как на земле, под водой, так и в космосе, во многом определяет работоспособность сложной техники. Тематика статьи связана с синтезом алгоритмов и построением моделей наноразрушений гетероструктур актуальна в условиях четвертой промышленной революции. Цель работы – повышение надежности гетероструктур на основе ее прогнозирования на базе созданных математических моделей, что обеспечивает безотказность и конкурентоспособность сложных технических систем, в том числе вооружений и военной техники.
Материалы и методы. Используются три основных метода проведения анализа: обобщение информации об отказах, инструментальное исследование отказов, математическое моделирование процессов, приводящих к отказам с использованием детерминированных моделей математической физики. Показано, что от 60 до 90 % отказов изделий происходит из-за соединений разнородных материалов, основными причинами которых являются отказы сварных и паяных соединений многослойных структур и залитых соединений разнородных материалов: аморфных, кристаллических, проводников, полупроводников и диэлектриков, органических и неорганических, монолитных и пористых. Модель гетерогенных структур строится на системе уравнений Ламе для перемещений в полярных координатах в матричной форме, представляющей трансцендентное уравнение относительно собственного числа уравнения, отыскиваемого методом Мюллера.
Результаты и выводы. В качестве обобщенной гетерогенной структуры использована наноструктура Ж. И. Алферова; предложена многофазная анизотропная структура из разнородных материалов типа фрактальных скрепленных и свободных кластеров. Установлен новый эффект локальной коррозии в трубах горячего городского водоснабжения под действием виброударных нагрузок движущегося транспорта в условиях интенсивного городского движения. Приведены алгоритмы анализа отказов гетероструктур, аналитические алгоритмы и модели обобщенных гетероструктур, в том числе электроэнергетики. Описаны конечно-элементные модели полей напряжений для решения плоских и пространственных задач. Даны алгоритмы динамики отказов соединений разнородных материалов.
|
| Список литературы |
1. Динамика гетероструктур / под ред. В. В. Смогунова. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2012. – Т. 5. – 496 с.
2. Смогунов, В. В. Модели динамики гетероструктур электроэнергетики / В. В. Смогунов, Н. С. Кузнецов, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2017. – № 3 (19). – С. 25–32. DOI: 10.21685/2307- 4205-2017-3-4
3. Голушко, Д. А. Моделирование влияния внешних механических воздействий на АЧХ бортовых РЭС / Д. А. Голушко, А. И. Долотин, Н. К. Юрков // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий : материалы X Междунар. науч.-практ. конф. – М. : МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. – С. 392–394.
4. Литвинов, А. Н. Моделирование напряженно-деформированного состояния в слоистых структурах РЭС при технологических и эксплуатационных воздействиях / А. Н. Литвинов, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2013. – № 3. – С. 16–22.
5. Функциональная модель информационной технологии обеспечения надежности сложных электронных систем с учетом внешних воздействий / А. В. Затылкин, С. Н. Полесский, И. А. Иванов, А. В. Лысенко, Н. К. Юрков // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2014. – Т. 1. – С. 184–187.
6. Голушко, Д. А. Методика исследования динамических характеристик технических систем на основе рассогласования фаз внешнего вибрационного воздействия / Д. А. Голушко, А. В. Затылкин, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2014. – № 4 (8). – С. 98–103.
7. Литвинов, А. Н. Моделирование напряженно-деформированного состоятния слоистых структур радиоэлектронных стредств при технологических и эксплуатационных воздействиях / А. Н. Литвинов, О. Ш. Хади, Н. К. Юрков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2014. – № 4 (32). – С. 146–157.
8. Литвинов, А. Н. Исследование состояния плат радиоэлектронных систем при тепловых воздействиях / А. Н. Литвинов, О. Ш. Хади, Н. К. Юрков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2015. – № 2 (34). – С. 182–191.
9. Герасимов, О. Н. О применении испытаний РЭС на воздействие внешних дестабилизирующих факторов на заключительных этапах производственного контроля / О. Н. Герасимов, А. В. Пивкин, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2015. – № 4 (12). – С. 116–121.
10. Программно-аппаратный комплекс для проведения испытаний изделий электронной техники на воздействие вибрации / Д. А. Голушко, В. А. Трусов, С. А. Бростилов, Т. Ю. Бростилова, И. М. Рыбаков, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2016. – № 1 (33). – С. 151–160.
11. Литвинов, А. Н. Исследование состояния микросборок РЭС при тепловых воздействиях / А. Н. Литвинов, О. Ш. Хади, Н. К. Юрков // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2017. – Т. 1. – С. 43–46.
12. Артамонов, Д. В. Математическое моделирование динамики гетерогенной структуры электронного блока при ударном воздействии / Д. В. Артамонов, А. Н. Литвинов, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2017. – № 3(19). – С. 18–24. DOI: 10.21685/2307-4205-2017-3-3
|
