Commentary Alexander Shalumov

 

Компьютерное моделирование электроники на внешние воздействия

 

• Alexander Shalumov
• ASONIKA Research Institute
• als140965@mail.ru

Вся современная техника (ракеты, самолеты, танки, корабли, подводные лодки, автомобили) обязательно включает электронную аппаратуру, которая состоит из печатных плат, микросхем и др. И если она не работает, то не работает вся техника. Работу аппаратуры значительно ухудшает воздействие вибраций, ударов, тепла, электромагнитных полей, радиации и т.д. Поэтому важным этапом создания электронной аппаратуры являются их испытания на все эти воздействия. Испытания являются дорогостоящими, требуют много времени и часто не позволяют правильно дать прогноз - выдержит или не выдержит электронная аппаратура в реальных условиях, особенно в критических режимах.

В течение 30-и лет мы создавали и апробировали на многих российских предприятиях, прежде всего оборонной, космической и авиационной отраслей, прорывную технологию: используя разработанную нами Автоматизированную систему обеспечения надежности и качества аппаратуры (АСОНИКА), можно с помощью компьютера предвидеть и предотвращать все возможные отказы - поломки и сгорания электронной аппаратуры, размещаемой на военных, космических и гражданских объектах. Причем все это можно сделать в течение нескольких часов и очень наглядно.

На рисунке показаны некоторые фрагменты обнаружения поломок и сгорания электронной аппаратуры. Красным цветом на рисунках показаны места возможных перегревов и механических перегрузок.

АСОНИКА – это замена испытаний электронной аппаратуры компьютерным моделированием на внешние тепловые, механические, электромагнитные, радиационные и другие воздействия еще до изготовления самой аппаратуры. Система аттестована Министерством обороны РФ, имеется лицензия Роскосмоса. Это значительная экономия денежных средств и сокращение сроков создания аппаратуры при одновременном повышении качества и надежности за счет сокращения количества испытаний. Применение системы АСОНИКА поможет не допустить катастрофы, аналогичные ГЛОНАСС, «Фобос-Грунт», «Меридиан», «ПРОТОН» и др. Проблемы:

1. электроника в космосе и в авиации подвергается интенсивным тепловым, механическим и другим внешним воздействиям. Из-за этого резко снижается их надежность и возникает опасность отказа объекта (ракеты, самолета), который управляется с помощью электроники. Нужно прогнозировать надежность с учетом тепловых, механических и других внешних воздействий до изготовления электроники и чипов;
2. нужны программы, позволяющие ускоренно проводить моделирование, так как сроки разработки очень сжаты;
3. нужно при моделировании учитывать специфику электроники. Нужна база данных с параметрами материалов и электронных компонентов;
4. нужны программы с простым и понятным интерфейсом, чтобы их могли применять разработчики электроники, так как в настоящее время именно они должны сами проводить расчеты;
5. модели должны создаваться автоматически. При этом должны читаться 3D-модели электронной аппаратуры из известных САПР - ProEngineer, SolidWorks, Inventor и других в форматах IGES и SAT. Модели печатных плат должны автоматически читаться из известных САПР - PCAD, Mentor Graphics, Altium Designere, OrCAD и других.

Все эти проблемы решает наша разработка - Автоматизированная система анализа и обеспечения аппаратуры АСОНИКА. Система применяется на российских предприятиях более 30-и лет. АСОНИКА позволяет проводить моделирование электроники при гармонической и случайной вибрации, одиночных и многократных ударах, линейных ускорениях и акустических шумах, при стационарных и нестационарных тепловых воздействиях, при электромагнитных и радиационных воздействиях. Рассчитываются термические напряжения при изменении температуры и мощности во времени. Рассчитывается число циклов до усталостного разрушения как при механических воздействиях, так и при циклических температурных воздействиях. Результаты моделирования учитываются при анализе надежности. Автоматически создаются карты рабочих режимов электрорадиоизделий.

Our Sponsors and Partners