Оценка погрешности цифрового моделирования вибрационных воздействий на бортовую радиоэлектронную аппаратуру

Проанализировано разрушающее воздействие внешних вибраций на радиоэлектронную аппаратуру, размещённую на подвижных объектах. Обоснована актуальность цифрового моделирования вибрационных воздействий с целью долгосрочного прогнозирования зарождения и развития дефектов бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Вибрационные воздействия рассмотрены с двух точек зрения: как фактор разрушения оборудования и как информативный сигнал, сообщающий о характере и степени этого разрушения. Отмечено, что по мере усложнения оборудования повышаются требования к адекватности моделей и методам оценки погрешности моделирования. Указано, что в цифровоммоделировании используютсяматрицы, построенные на основе уравнений равновесия теории упругости, по этим матрицам вычисляются коэффициенты Ламе, формируются граничные условия. Получена явная разностная схема для численного решения системы уравнений равновесия теории упругости. Выявлены факторы, влияющие на погрешность моделирования. Сформулированы принципы вычисления погрешности моделирования вибраций. Приведены и обоснованы функционалы, связывающие амплитудную погрешность моделирования со скоростью распространения вибрации в исследуемой среде и с количеством узлов дискретной модели по каждой проекции вектора распространения вибрационных волн. На конкретном числовом примере показано, каким образом указанные функционалы позволяют решать оптимизационные задачи. Область применения полученных результатов – вибрационный мониторинг радиоэлектронной аппаратуры с целью выявления скрытых развивающихся дефектов.

1. Юрков Н. К., Алмаметов В. Б., Затылкин А. В. и др. Методы обнаружения и локализации латентных технологических дефектов бортовой радиоэлектронной аппаратуры: Монография. ПГУ, Пенза (2013).

2. Рыжов А. А., Лысенко А. В., Рыбаков И. М. и др. К проблеме повышения надёжности самовосстанавливающихся предохранителей. Надёжность и качество сложных систем, (4), 111–118 (2023). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2023-4-10

3. Перевертов В. П., Жданов А. Г., Кузин Н. А. и др. К проблеме повышения надёжности устройств диагностики наноматериалов в гибридных технологиях. Надёжность и качество сложных систем, ( 4), 53–61 (2023). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2023-4-5

4. Маквецов Е. Н. Модели из кубиков. Советское радио, Москва (1978).

5. Маквецов Е. Н. Цифровое моделирование вибраций в радиоконструкциях. Советское радио, Москва (1976).

6. Маквецов Е. Н., Тартаковский А. М. Механические воздействия и защита радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. Радио и связь, Москва (1993).

7. Андреев П. Г., Наумова И. Ю. Защита радиоэлектронных средств от внешних воздействий: Учебное пособие. ПГУ, Пенза (2012).

8. Данилова Е. А. Вычислительные процессы при цифровом моделировании вибраций сложных конструкций. Труды международного симпозиума «Надёжность и качество», 1, 441–442 (2012).

9. Ступин О. А. Вибрационный метод диагностики, как современный способ неразрушающего контроля и выявления неисправностей технологических машин и оборудования. Чтения академика В. Н. Болтинского: материалы Международной научно-технической конференции. Москва, 25–26 января 2022 г. ООО «Сам полиграфист», Москва, с. 103–109 (2022). https://elibrary.ru/argwos

10. Сабиров Ф. С., Козочкин М. П., Молодцов В. В., Яхутлов М. М. Контроль состояния технологического оборудования в производственных условиях на основе вибродиагностики. Наука сегодня: достижения, проблемы и перспективы: материалы Международной научно-практической конференции. Вологда, 13 сентября 2017 г. ООО «Маркер», Вологда, с. 20–22 (2017). https://elibrary.ru/fynyls

11. Зубко А. И. Комплексная методика виброакустической диагностики технического состояния подшипниковых опор газотурбинных двигателей: дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Москва, МАИ (2020).

12. Федоренко И. Я. Моделирование взаимодействия вибрационных рабочих органов с кормовыми материалами: принципы, методы, результаты. Вестник Алтайского государственного аграрного университета, (10(168)), 130–138 (2018).

13. Якимов А. Н. Моделирование влияния производственных погрешностей на излучение микроволновых антенн. Надёжность и качество сложных систем, (3), 74–82 (2023). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2023-3-9

14. Волотов Е. М., Волотова Т. А., Митрофанов И. В., Митрофанов Е. И. Модель погрешности определения параметров траектории при использовании системы регистрации на базе видеокамер общего назначения. Надёжность и качество сложных систем, (1), 29–37 (2023). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2023-1-4

15. Клячкин В. Н., Карпунина И. Н. Статистический контроль стабильности вибраций гидроагрегата с использованием метода главных компонент. Надёжность и качество сложных систем, (1), 41–48 (2021). https://doi.org/10.21685/2307-4205-2021-1-4