CC BY
60
УДК 621.396.6.019.3
Монахов М.А., Фокин В.М., Лушпа И.Л.
МИЭМ НИУ ВШЭ
РАЗРАБОТКА МОДУЛЯ РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ АСОНИКА-К-СЧ
Аннотация. Наряду с электрорадиоизделиями на безотказность радиоэлектронной аппаратуры влияют механические элементы. Поэтому при создании новой версии системы АСОНИКА-К в нее было решено ввести возможность расчета надежности механических элементов. В данной работе рассматриваются вопросы разработки интерфейса пользователя и базы данных для расчета интенсивности отказов фильтрующих элементов.
Ключевые слова. НАДЕЖНОСТЬ, БАЗЫ ДАННЫХ, РАДИОЭЛЕКТРОННАЯ АППАРАТУРА, МЕХАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Определение надежности и ремонтопригодности деталей, компонентов механизмов и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в целом является важнейшей задачей производителей современной техники, будь то механической или электронной. Надежность на сегодняшний день оказывает существенное влияние, как на технические параметры РЭА, так и на размер и внешний вид ее конструкций [1] .
Надежность РЭА определяется не только электронной частью, но и вспомогательными системами (системами охлаждения и др. [2]), в состав которых входят механические элементы (МЭ), в частности фильтрующие элементы (см. рис. 1).
Рисунок 1. Типовая конструкция фильтра
В плане оценки надежности МЭ больший интерес представляют модели, приведенные в американском стандарте NSWC-2011/LE10 [3], разработанного специалистами Кардерокской дивизии ВМФ США.
Анализ математических моделей интенсивностей отказов фильтрующих элементов, приведенных в стандарте [1] показал, что в них входят коэффициенты, которые можно классифицировать по следующим признакам:
параметры ТУ (Data Sheet) параметры режима применения эмпирические коэффициенты физические константы
В результате данного анализа была разработана программа, интегрированная в интерфейс пользователя системы АСОНИКА-К-СЧ [4]. Последовательность окон программы представлена на рис. 2.
Рисунок 2. Последовательность окон программы для класса «Фильтры»
Для большего удобства расчетов пользователю предлагается выбор между сокращенными типами элементов, при выборе которых ряд параметров ТУ, параметров режимов применения, эмпирических коэффициентов и физических констант автоматически будут отправлены в расчетное ядро программы из базы данных (БД) . В этом случае пользователю необходимо будет только задать некоторые оставшиеся данные (например, температуру жидкости в начальные момент времени), которые зависят от режима эксплуатации.
Если в базе данных программы нет необходимого типономинала фильтра, у пользователя есть возможность самому ввести все коэффициенты «вручную».
Что касается типов жидкостей, то они разделены на группы (смазочные, охлаждающие и т.д.) и их список типономиналов формируется автоматически для конкретного типономинала фильтра, либо выбирается пользователем из списка, если конкретный типономинал фильтра не задан.
Кроме того, для выбора типа жидкости в программе создано отдельное окно, в котором можно выбрать жидкость по классификации стандарта NSWC-2011/LE10 (рис. 3).
Вещество Вязкость ЖИДКОСТИ , V X
0 с 20 С 40 С 60 С 80 С 100 С 125 С 150 С
Water 1.8 1.0 0.75 0.56 0.35 0.28 0.2
Sea water 1.9 1.1 0.87 0.2
Gasoline, 0.68 s.g. 0.51 0.42 0.35 0.30 0.3
Kerosene, 0.81 s.g. 3.7 2.3 1.6 1.2 0.96 0.2
Light lubricating oil, 0.91 s.g. 390 96 34 16 8.7 5.4 0.2
Heavy lubricating oil, 0.91 s.g. 3492 500 123 43 20 10 0.7
SAE 10 oil 555 122 41 14 8.7 5.4 3.3 2.2 0.5
SAE 20 oil 1141 213 65 22 11 6.8 4.4 2.8 0.6
SAE 30 oil 2282 358 101 33 15 9.4 5.5 3.6 0.7
SAE 40 oil 4640 624 137 51 26 13 7.8 5.0 0.8
SAE 50 oil 8368 1179 251 76 32 17 9.5 6.4 0.9
SAE 60 oil 15215 2206 380 107 33 20 1 1 7.5 1.0
SAE 70 oil 23203 2853 456 137 49 25 14 8.5 1.1
Рисунок 3. Классификация жидкостей по вязкости из стандарта NSWC-2011/LE10
Разработка базы данных оценки надежности РЭА с учетом МЭ, входящих в состав систем охлаждения, имеет большую практическую значимость, так как позволяет учитывать влияние отказов МЭ, приводящих к отказам РЭА.
Отличительной чертой данной разработки являются исследования, направленные на создание концептуальной модели базы данных, которая впоследствии будет интегрирована в справочную часть
базы данных (СЧ БД) системы АСОНИКА-К-СЧ [5].
Таблицы базы данных содержат параметры, обозначения и ключи для связи с главной таблицей [6, 7]. Так как наборы данных часто повторяются, то каждому набору данных в таблице ставится в соответствии свой идентификационный номер, что позволяет экономить информационный объем таблиц. Все данные таблиц СЧ БД разделены на две основные группы:
- основные параметры МЭ;
- параметры моделей расчета эксплуатационной интенсивности отказов МЭ.
Концептуальная модель база данных по характеристикам фильтрующих элементов приведена на рис. 4.
Рисунок 4. Концептуальная модель базы данных класса «Фильтры»
Использование такой базы данных позволит проводить расчеты интенсивности отказов фильтрующих элементов не по «усредненным» значениям, как реализовано в зарубежных программах [4], а по значениям, приведенным в нормативно-справочной документации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Маркин, А.В. Методы оценки надёжности элементов механики и электромеханики электронных средств на ранних этапах проектирования. / А.В. Маркин, С.Н. Полесский, В.В. Жаднов. // Надёжность. - 2010. - № 2. - с. 63-70.
2. Полесский, С. Обеспечение надёжности НКРТС. / С.Н. Полесский, В.В. Жаднов. - LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 280 с.
3. NSWC-2011/LE10. Handbook of Reliability prediction Procedures for Mechanical Equipment.
4. Zhadnov, V. Methods and means of the estimation of indicators of reliability of mechanical and electromechanical elements of devices and systems. / V. Zhadnov. // Reliability: Theory & Applications: e-journal. - 2011. - Vol. 2, No 4. - р. 94-102.
5. Жаднов, В.В. Управление качеством при проектировании теплонагруженных радиоэлектронных
средств: учебное пособие. / В.В. Жаднов, А.В. Сарафанов - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2012. - 464 с. -
Сер. «Библиотека инженера».
6. Монахов, М.А. Разработка баз данных для расчета интенсивности отказов механических элементов в системе АСОНИКА-К-СЧ. / М.А. Монахов. // VI Международная научно-практическая конференция учащихся и студентов. - Протвино: Учебный центр «Прометей», 2013.
7. Монахов, М.А. Разработка базы данных программного комплекса АСОНИКА-К для расчета надежности радиоэлектронной аппаратуры с учетом механических элементов. / М.А. Монахов. // Научнотехническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013.
8. Юрков, Н.К. Алгоритм проведения проектных исследований радиотехнических устройств опытно-теоретическим методом / А.В.Затылкин, И.И.Кочегаров, Н.К. Юрков //Надежность и качество: Труды международного симпозиума. В 2-х т. Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос. унта, 2012. Том 1, С. 365-367
