NGC2017 Logo

Nano and Giga Challenges in Electronics, Photonics and Renewable Energy

Current Trends in Radiophysics

Tomsk State University Logo

Symposium and Summer School (Tutorial Lectures)

Tomsk, Russia, September 18-22, 2017

nanoandgiga.com/ngc2017 and apr.tsu.ru

Commentary Alexander Shalumov

Alexander Shalumov

 

Компьютерное моделирование электроники на внешние воздействия

 

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.

A Shalumov commentary figure.1
A Shalumov commentary figure.2
A Shalumov commentary figure.3

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, выпущены. 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

Tomsk State University
Russian Association of Science Promotion
Nano and Giga Solutions
Arizona State University

 

The National University of Science and Technology
Springer
IOP Publishing
NT-MDT Spectrum Instruments

 

Science and Technology of the Russian Federation
Marchmont Capitals
Nanotechnology Society of Russia
Bon Apart Hotel