МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИБОРНЫХ УСТРОЙСТВ 

Артамонов Дмитрий Владимирович, доктор технических наук, профессор, первый проректор, Пензенский государственный университет (440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), politeh@pnzgu.ru
Литвинов Александр Николаевич, доктор технических наук, профессор, кафедра теоретической и прикладной механики, Пензенский государственный университет (440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), aleksletvinov@mail.24
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

531.3:618.2.08

DOI

10.21685/2307-4205-2017-4-4

Актуальность и цель. Исследование динамических характеристик плат приборных устройств в процессе их проектирования проводится с целью выявления их виброрельефа, определения резонансных частот и форм колебаний, а также анализа их вибропрочности при внешних эксплуатационных воздействиях. В работе предложена методика определения мест установки измерительных устройств на платах, включающая этап математического моделирования их динамического состояния, обеспечивающая максимальную информативность при проведении виброиспытаний.
Материалы и методы. В статье рассмотрены платы с навесными электрорадиоизделиями приборных устройств, подверженные действию гармонической вибрационной нагрузки. Разработана методика проведения экспериментально-теоретических исследований, основанная на предварительном математическом моделировании напряженно-деформированного состояния (НДС) платы при действии эксплуатационных динамических нагрузок. Моделирование НДС платы выполняется с использованием метода конечных элементов (МКЭ)), реализованного в пакете ANSYS с учетом того, что плата представляет собой слоистую гетерогенную структуру.
Результаты. Разработана методика, применение которой позволяет устанавливать наиболее эффективные места установки измерительных устройств на платах, с целью получения максимальной информации о НДС платы и ее элементов при проведении вибрационных испытаний.
Выводы. Проведенные численные исследования показали, что применение предложенной методики на ранних стадиях проектирования приборных устройств позволяет существенно повысить их вибропрочность, сократить сроки и объемы выполняемых экспериментальных  работ, а также существенно сократить экономические затраты на проектирование новых и модернизацию существующих приборных устройств.

Ключевые слова

плата, приборное устройство, математическое моделирование, напряженное состояние, методика, виброиспытание, вибропрочность.

 Скачать статью в формате PDF

1. Галушко, Д. А. Методика проведения испытаний электронных средств на стойкость к внешним вибрационным воздействиям с учетом их конструктивных особенностей / Д. А. Галушко // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2014. – Т. 1. – С. 373–376.
2. Хади, О. Ш. Анализ моделей для исследования динамических характеристика плат РЭС / О. Ш. Хади, А. Н. Литвинов // Модели, системы и сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2015. – № 1(13). – С. 184–188.
3. Затылкин, А. В. Методика исследования радиоэлектронных средств опытно-теоретическим методом на ранних этапах проектирования / А. В. Затылкин, Д. А. Галушко, А. В. Лысенко // Вестник СГАУ им. акад. С. П. Королева (НИУ). – 2012. – № 7 (38). – С. 91–96.
4. Хади, О. Ш. Анализ вибропрочности плат приборных устройств при динамических воздействиях / О. Ш. Хади, А. Н. Литвинов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2016. – Т. 1. – С. 173–176.
5. Хади, О. Ш. Исследование влияния конструктивных особенностей плат на их динамические характеристики / О. Ш. Хади, А. Н. Литвинов, Г. В. Гуральник // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2015. – Т. 1. – С. 245–250.
6. Hadi, A. Sh. Modeling the state of circuit boards for the instrument devices ot operational effects / A. Sh. Yadi, A. N. Litvinov // Information Innovative Technologies : Intern. Scient. – Practical Cоnf. – Prague, 2017.
7. Хади, О. Ш. Конструкторско-технологические аспекты проектирования микросборок, работающих при динамическом нагружении / О. Ш. Хади, А. Н. Литвинов, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2016. – № 3 (15). – С. 41–48.
8. Литвинов, А. Н. Выбор режимов технологической вибрации приборов в процессе их производства / А. Н. Литвинов, А. А. Иофин, В. Я. Баннов ; под. ред. А. А. Иофина // Радиовысотометрия – 2010 : сб. тр. III Всерос. науч.-техн. конф. – Екатеринбург : Форт Диалог Исеть, 2010. – С. 98–102.