Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю
Рис. 4. Алгоритм комплексного анализа механических характеристик антенных конструкции
86
Лабораторные испытания тестовых образцов подбираются согласно ГОСТ РВ20.39.304-98. Указанный документ, дает возможность подобрать испытания в зависимости от класса аппаратуры, от назначения и места установки на объект. По полученным данным проведения испытаний на воздействия механических факторов применяется ГОСТ РВ20.57.305-98 КСКК. Методика для проведения климатических испытаний описана в ГОСТ РВ20.57.307-98 КСКК. Указанные методики предусматривают комплекс испытаний внешних воздействующих факторов. Для ускоренного проведения испытаний в ГОСТ предусмотрены определенные методики. Так для ускорения испытаний на климатические воздействия повышается влажность, температура и концентрация вещества в среде которого происходят испытания, все необходимые закономерности указаны в приложении к ГОСТ РВ20.57.307-98 КСКК.
В блоке №1 ставятся условия по техническому заданию, выбираются механические воздействия, которым буде подвержена конструкция в процессе эксплуатации. Для этого устанавливается класс аппаратуры и место установки. Подбирается так же климатическое исполнение.
В блоке №3 собирается необходимая информация о конструкции антенны, материалах для проведения анализа на механическую надежность. Определяются нагрузки испытываемой конструкции как целиком, так и каждого узла отдельно, во внимание берутся материалы изготовляемых деталей. После чего находятся уязвимые места, которые вследствие нужно будет доработать.
Сведения о механических характеристиках и свойствах материала находятся в базе данных (блок №2). База постоянно актуализируется и сведения из нее поступают для дальнейшего проектирования.
Для выбора алгоритма, по которому пойдет процесс проектирования необходимо определить конфигурацию конструкции. Конструкция антенны, может быть простой и тогда достаточно аналитического метода. Если же сложная конструкция, применяется метод CAE анализа.
Для решения задачи аналитически способом применяться математические модели (блок № 5). В этом случае произво-
дят численное решение математических моделей с определени87
ем частоты колебаний антенны, предельных значений вибрации. Такой способ дает наибольшую точность, однако применим только к некоторым, простым конструкциям
Решения полученные аналитическим способом подвергаются проверке в блоке №6. По результатам проверки выбирается дальнейший путь проектирования.
Вслучае невозможности применения аналитического метода используется метод конечных элементов, как наиболее распространенный для инженерного анализа. Процедуры тестовых испытаний по ГОСТ РВ20.39.304-98 содержаться в блоке №8. Для данного метода необходима 3D модель антенной конструкции. Задаются требуемые параметры модели, для всех деталей конструкции. Выполняется одно из видов моделирования.
Вданном программном продукте возможно провести статический, модальный и динамический анализы. Результаты исследований могут отображаться в виде графиков и диаграмм, параметры которых задаются пользователем (блок №12). Модель с помощью программного продукта САЕ анализа, в нашем случае Сreo Parametric, разбивается на элементы. Затем составляется и решается система линейных уравнений, результаты визуализируются (блок № 11).
Результаты обрабатываться (блок №10) и заносятся в базу данных для дальнейшего их использования, для проектирования типовых антенных конструкций (блок № 13). Используя данную библиотеку, можно проверить результаты полученные в процессе проведения инженерного анализа (блок №14).
Если конструкция не прошла по каким-то из критериев, заложенных в техническом задании механической надежности, то конструкция антенны отправляется на доработку (блок №23).
Вблоке принимается выбор из трех направлений оптимизации конструкции:
блок № 24 изменение конструктивных элементов:
блок № 25 замена материалов;
блок № 26 изменение технологии.
После проведения конструкторских работ, цикл испытаний повторяется. Режимы подбираются исходя из конфигурации конструкции антенны и места крепления (блок № 27).
После завершения всех этапов проектирования, и создания модели, удовлетворяющей всем критериям по техническому
88
заданию, документация отправляться на производство (блок № 15) для создание опытного образца антенной конструкции (блок № 16). Теперь образец должен пройти типовые испытания в реальных условиях (блок № 18). Для этого устройство устанавливается на вибростенд, задаются режимы испытаний согласно ГОСТ РВ20.57.305-98 КСКК.
Если опытный образец антенны не проходит испытания, то он отправляется на модернизацию, и весь цикл типовых испытаний повторяется.
После успешного прохождения испытаний на механические воздействия, антенну помещают на климатические испытания (блок № 20). Использовать методику испытания по ГОСТ РВ20.57.307-98 КСКК в соответствии с климатическим исполнением антенны. По завершению следует еще один контроль качества, где проверяют соответствие антенны по требованиям технического задания (блоке № 21).
Последним этапом является сдача готовой документации (блок №22).
Предложенная методика позволяет усовершенствовать проектирование антенн, исключая ошибки в изготовлении опытных образцов и тем самым сокращая время и денежные затраты на проектирование. В случае, если моделирование показывает что нагрузки являются предельными для прочности материалов конструкций, детали отправляется на доработку пока результаты не будут приемлемыми.
Литература
1.Савицкий, Г.А. Расчет антенных сооружений (Физические основы) [Текст] / Савицкий Г.А – М. : Связь, 1978. - 152 с. : ил.
2.Савицкий, Г.А. Антенные устройства [Текст] / Г. А. Савицкий. - М. : Связь, 1961. - 480 с. : ил.
3.Диняева, Н.С. Конструирование механизмов антенн: Учебное пособие. [Текст] / Н.С. Диняева – М.: МАИ, 2002. – 340 с.
4.Савицкий, Г. А. Основы проектирования антенных конструкций [Текст] / Г. А. Савицкий. - М. : Связь, 1973. - 113 с.
:ил. - 0.36 р.
89
5.Лозовой И.А., Турецкий А.В. Методика анализа радиоэлектронных модулей на механическую прочность Радиотехника. 2013. № 3. С. 085-088.
6.Иевлев П.В., Муратов А.В., Слинчук С.А., Тураева Т.Л., Турецкий А.В. Оптимизация процессов проектирования радиоэлектронных модулей третьего уровня средствами CREO PARAMETRIC 3.0 Вестник Воронежского государственного технического университета. 2016. Т. 12. № 6. С. 96-103.
7.Муратов А.В. Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов / А.В. Муратов, О.Ю. Макаров. – Воронеж, Воронежский государственный технический университет. – 2019. – С. 133.
Воронежский государственный технический университет
90