CC BY
8
ЛИТЕРАТУРА
1. В.М. Ветошкин, П.С. Горшков, И.Н. Лялюк «Проблемы и направления создания автоматизированной системы управления испытаниями авиационной техники». г.Москва; Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции «Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского»,
2016 г.
2. П.С. Горшков, А.В. Потёмкин, И.Н. Лялюк «Метод и технология проектирования автоматизированных систем контроля авиационного оборудования». г.Москва; Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции «Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского», 2016 г.
3. В.М. Ветошкин Базы данных / В.М. Ветошкин - М.: Издание ВВИА имени профессора Н. Е. Жуковского, 2005 г. - 387 с
4. Горшков П.С «Метод интеграции инструментальных средств автоматизации задач этапов жизненного цикла системы электроснабжения беспилотного летательного аппарата на основе ресурсно-ограничительного подхода», г. Пенза; Труды симпозиума «Надежность и качество» 2014г.
5. Горшков П.С., Жмуров Б.В., Халютин С.П. «Моделирование жизненного цикла авиационного оборудования на основе ресурсно-ограничительного подхода», г. Пенза; Труды симпозиума «Надежность и качество» 2009г.
6. Горшков П.С., Бачкало Б.И. «Ресурсно-ограничительный метод исследования сложных информационных систем» . г. Пенза; Труды симпозиума «Надежность и качество» 2008г.
7. Горшков П.С. «Ресурсно-ограничительный подход - инструмент методологии проектирования адаптивных систем контроля и управления жизненным циклом авиационного оборудования», г. Сочи; Сборник материалов международной научно-технической конференции «КБД Инфо-2013», 2013 г.
УДК 004.94
Данилова1 Е.А., Банной В.Я., Китаев? М.Б., Надрышин2 Р.Р., Куатов2 Б.Ж.
1ВГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» Пенза, Россия
2Военный институт Сил воздушной обороны Республики Казахстан им. Т.Я. Бегельдинова, Актобе, Казахстан
МОДЕЛЬ УЧЕТА НЕРАВНОМЕРНОСТИ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ
Бурное развитие технологий изготовления бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), предъявляет повышенные требования к их надежности и качеству, которые возможно достичь только при условии выявления и устранения всех дефектов РЭА на ранних этапах их жизненного цикла (ЖЦ).
Наиболее опасны так называемые латентные (скрытые) дефекты, которые не приводят непосредственно к отказам, но могут быть причинной отказов в процессе эксплуатации. Выявление латентных дефектов в настоящее время осуществляется либо в ходе периодических испытаний отобранной партии продукции, либо при эксплуатации, что приводит к отказам РЭА. Поэтому необходим контроль латентных дефектов на стадии производства и прогнозирование хода развития латентных дефектов в процессе эксплуатации аппаратуры [1].
Современные методы выявления дефектов позволяют обнаружить и локализовать большую часть явных дефектов РЭА. Моделирование является единственным доступным методом прогнозирования развития латентных дефектов в целях ограничения допуска в эксплуатацию потенциально ненадёжной аппаратуры [2, 3].
Важным является выявление всех латентных дефектов, а уж затем моделированием выбрать из них опасные, приводящие при неблагоприятных воздействиях, к явным отказам с наибольшей вероятностью.
Возникновение дефектов на стадии производства бортовой РЭА обусловлено ошибками в конструкторской и технологической документации, нарушением технологических режимов подготовки электро- радио- элементов (ЭРЭ) к сборке (лужение, формовка и комплектование), нарушением условий хранения и транспортировки ЭРЭ, нарушением технологических процессов изготовления, а также уровнем квалификации и психофизиологическим состоянием производственного персонала и др.
Для определения уровня качества печатных плат существует ГОСТ Р 53386-2009 «Платы печатные. Термины и определения», который содержит ряд определений, затрагивающих качество печатных плат. Иностранные производители пользуются стандартом IPC-A-600H «Критерии качества печатных плат» («Acceptability of Printed Boards») -стандарт по дефектам печатных плат. В нем описаны приемлемые (и неприемлемые) отклонения и дефекты для разных классов точности[4,5].
Большая часть рисунков и фотографий, включенных в стандарт IPC-A-600H, отражает три уровня качества для каждой определенной характеристики,
а именно: желаемое состояние, допустимое состояние и недопустимое состояние. Текст, сопровождающий каждый уровень, устанавливает «критерий приемки» для каждого класса изделия. Выбор класса IPC, 1-го, 2-го или 3-го, может быть осуществлен в рамках обсуждений между потребителем и поставщиком. В соответствии с классом определяются приемлемые и неприемлемые характеристики печатных плат.
Одной из важнейших задач создания научных основ проектирования, изготовления и технологического контроля элементов конструкций изделий различного назначения является разработка методов математического моделирования и построения на их основе адекватных прикладных моделей механики гетерогенных структур, описывающих поведение конструкций и их элементов в процессе производства, испытаний и эксплуатации изделий [6].
В реальных конструкциях токопроводящий слой не является сплошным, то есть состоит из дорожек, полученных методом травления. Клеевой слой между дорожкой и основанием также вытравливаться, то есть не является сплошным [7]. На рисунке 1 показано реальное сечение печатной платы.
А А а А
2221
22;
Рисунок 1 - Сечение печатной платы
1 - основание платы; 2 - шов; 3 - печатный проводник;4 - слой припоя; 5 - защитный слой
С учетом травления реальная жесткость слоев 2, 3 и 4 уменьшается, что приводит к искажению величины напряжений, возникающих в слоях гетерогенной структуры. Наиболее просто это можно учесть используя приведенный модуль для данных слоев, используя подходы Фойхта или Рейсса.
Так как метод Фойхта дает оценку сверху для приведенных характеристик, а метод Рейсса -снизу, то наиболее логичным для определения полей напряжений и деформаций в слоях структуры для прогнозирования возможного развития дефектов следует считать использование метода Фойхта. Это связано с тем, что при использовании такой модели рассчитанные напряжения на поверхности платы и в клеевых слоях, где наиболее вероятно
появление и развитие латентных дефектов, оказываются несколько выше истинных. Это позволяет прогнозировать развитие этих дефектов с большей степенью вероятности (точности).
При использовании подхода Рейсса для приведенной жесткости этих слоев получим оценку снизу, то есть их жесткость будет ниже реальной. В этом случае расчетные напряжения будут ниже истинных, что не позволяет в ряде случаев прогнозировать возможное развитие дефектов.
В соответствии с подходом Фойхта приведенный модуль упругость определяется выражением
п
еф = у • Е, (1)
у=1
где ^^ - относительное объемное содержание; Е - модуль упругости у-го компонента в структуре.
Применительно к каждому к -му слою гетерогенной структуры его модуль упругости в соответствии с (1) определяется выражением 7(к) _
Так как клеевой шов работает на сдвиг, то для него соответственно вводится приведенный модуль сдвига
• ^ • (3)
При использовании такого подхода в ранее предложенной модели при определении приведенного модуля и коэффициента ^ следует полагать:
E — E(3) . E — e(4) . G — G
Е3 — Епр ' e4 _ Епр ' G Gm
Епр ' Е4 Епр
Существенной особенностью при изменении рисунка
является то, что печатного проводника на
плате изменяются значения
Y
при
k — 2,3,4 ),
значения соответствующих модулей и, естественно, напряжений и деформаций, возникающих в слоях гетерогенной структуры.
Следует заметить, что если защитный слой заполняет все «выемки» «А» (см. рис. 1), то это учитывается следующим образом: приведенные модули в слоях с к = 2 3 4 вычисляются с учетом
ЕПр ■ Ек ,
(2*
V
m ' k
Здесь V - объем k-
го слоя до
травления; V - объем к-го слоя после травления к
( V < V )• Следовательно Е(1) = Ел - для к к пР 1
основания
заполнения выемок «А»
Е(к) = Т • Ек + (1 )Е5 •
В работе предложена модель определения приведенного модуля упругости для печатных проводников на основе модели Фойхта. Приведенная модель позволит учесть при аналитическом моделировании гетерогенных структур неравномерности печатных проводников, клеевого слоя и наличия припоя.
платы и Ejp — Е5 -
для защитного слоя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кочегаров И.И. Виды дефектов при распознавании повреждений печатных плат / И.И. Кочегаров, Е.А. Данилова // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5-1. С. 60-61.
2. Гришко А.К. Алгоритм верификации электромагнитной устойчивости радиоэлектронных плат / А.К. Гришко, И.И. Кочегаров, Е.С. Каракулов // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2015. Т. 1. С. 301-304.
3. Кочегаров И.И. Межсистемное взаимодействие систем CAD и CAE при моделировании / И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков, В.Б. Алмаметов // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2015. № 4 (26). С. 161-166.
4. Кочегаров И.И. Выбор оптимального варианта построения электронных средств / И.И. Кочегаров, Н.В. Горячев, А.К. Гришко // Вестник Пензенского государственного университета. 2015. № 2 (10). С. 153-159.
5. Белов А.Г. Обеспечение влагозащитного покрытия печатных узлов датчика протечки / Белов А.Г., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Лысенко А.В., Горячев Н.В., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 151-154.
6. Реута Н.С. Разновидности механических воздействий в радиоэлектронной аппаратуре / Реута Н.С., Горячев Н.В., Трусов В.А. // Молодой ученый. 2014. № 21 (80). С. 224-226.
7. Трусов В.А. Использование самоорганизующегося алгоритма для нелинейных технологических процессов / Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 395.
УДК 004.94
Кочегаров И.И., Жихарев К. В., Паршиков А.А. Таньков Г.В.
К ВОПРОСУ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ СИСТЕМ
Рассмотрены вопросы исследования динамики статически неопределимых стержневых конструкций РЭС и строительных конструкций с применением дискретных конечно-разностных моделей. Приведены примеры решения различных задач строительной меха-
В статье [1] на основе метода конечных разностей (МКР) разработан алгоритм расчета собственных частот и форм изгибных колебаний стержня. На основе этого алгоритма написана программа по расчету первой собственной формы и частоты изгибных колебаний стержня, где использован итерационный метод, который состоит в последовательном уточнении значений перемещений в узлах модели при резонансе и собственной частоты.
Поскольку в расчетах перемещения собственной формы определяются с точностью до постоянного множителя, то для получения истинных значений перемещения для стержневых элементов предложена формула масштабного коэффициента, в которую введены амплитуды внешнего воздействия и затухания.
Проверка точности численного решения проводилась сравнением аналитического и численного решений.
Так для стержня сечением 3x6 мм, шарнирно закрепленного по концам (рис. 1), значение первой резонансной частоты определялось по формуле [2]:
где ш-1 = -
Д = <м1/2п,
Величины, входящие в формулу: Е =
I2
2,1 X 1011 Н/м2 - модуль упругости материала; / = 54 X 10-12м4 - момент инерции сечения относительно оси у; р = 7800 кг/м3 - плотность материала; 5 = 18 X 10-6 м2 - площадь стержня; I - длина стержня, м; 1 = 1 - волновое число.
Рисунок 1
