Боровцов П. В., Селедков В. В.,
г. Пермь

УДК 623.4.018:681.883.753

ВИБРОДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРОННЫХ УЗЛОВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
С ПОМОЩЬЮ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО МОДУЛЯ

В статье рассмотрены деградационные процессы, ухудшающие параметры и приводящие к полному прекращению функционирования электронного узла.

Показано, что с помощью голографического модуля можно относительно быстро определить механические резонансы электронных узлов. Аналитические методы трудоемки и достаточно сложны.

Современные изделия электронной техники во время эксплуатации работают в сложных, постоянно меняющихся условиях и постоянно подвергаются воздействию различных внешних факторов. В результате этих воздействий в изделиях развиваются деградационные процессы (износ, разрушение, уход характеристик), ухудшающие параметры при производстве или эксплуатации объекта, что приводит к отказу аппаратуры, т.е. к выходу одного или нескольких параметров за пределы допуска или к полному прекращению функционирования. Под воздействием внешних и внутренних процессов, приводящих к понижению работоспособности изделия, изменяется его техническое состояние (ТС), под которым понимается совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками, установленными технической документацией. Для приведения в исходное технического состояния необходимо парировать результаты воздействия процесса деградации, что достигается техническим обслуживанием. Данные деградационные процессы носят вероятностный характер. Процессы, поддерживающие и восстанавливающие работоспособность изделия, являются организованными и содержат детерминированную составляющую, определяемую, например, периодичностью проведения работ по техническому обслуживанию.

Таким образом, в состоянии работоспособности S_p(t) на систему воздействуют деградационные процессы D(t):

D(t) => S_p(t) => S_П.О.(t) (1.1)

В результате, система переходит в предотказное состояние S_П.О.(t). Техническое обслуживание (ТО) Y_Т.О. возвращает изделие в работоспособное состояние:

Y_{Т.О. (}t) =>  к ×S_П.О.(t) => S_p.(t). (1.2)

Степень воздействия Y_Т.О.(t) должна быть пропорциональна степени деградации:

Y_Т.О.(t) =>  к [S_p.(t) - S _П.О (t)].  (1.3)

Следовательно, прежде чем воздействовать на изделие, надо знать его техническое состояние. Процесс получения информации о техническом состоянии изделия с целью управления этим состоянием и поддержания изделия в работоспособном состоянии определяется как техническое диагностирование (ТД).

Определение механических резонансов электронных узлов сводится к динамическим расчетам, при выполнении которых необходимо решить две основные задачи динамики:

1)       расчет собственных механических резонансов и собственных форм колебаний конструкций электронного узла;

2)       определение вынужденных колебаний и функции распределения колебаний на поверхности конструкции электронного узла при заданных параметрах внешнего вибрационного воздействия. При этом могут быть определены механические напряжения и запасы прочности конструктивных элементов электронного узла, а также проведена оценка вероятности безопасной работы электронного устройства при вибрационных воздействиях.

Практическое применение аналитических методов для решения задач динамики конструкций электронных узлов сопряжено с рядом трудностей. Конструкции современной электронной аппаратуры представляют собой сложные механические системы с множеством упругих и жестких связей, с неклассическими для строительной механики способами крепления отдельных конструктивных элементов. Для такой механической системы сложно построить расчетную модель, достаточно доступную и в то же время хорошо отражающую физические и динамические свойства. При составлении и решении уравнений движения конструкции электронного узла возникает ряд математических трудностей.

На любом электронном узле следует проверять отсутствие резонансов. При этом должно выполняться условие:

{f_i} ∩ ; {f_B} = 0

где f_i – множество собственных частот механического резонанса;

f_B – множество возмущающих частот.

Как видно из приведенного анализа, определение собственных частот механических резонансов и особенно вынужденных частот колебаний связано с большими по времени расчетами на ЭВМ, что не всегда приемлемо для практических целей.

Определение частот собственных механических резонансов для сокращения времени и уменьшения затрат на расчеты с помощью ЭВМ проводилось с контрольного голографического модуля, специально разработанного для этих целей.