Answers_for_TCM

1

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

1.Задачи конструирования приборной аппаратуры и этапы разработки конструкции

2.Структура конструкций приборных систем

1.Задачи конструирования приборной аппаратуры и этапы разработки конструкции

Эффективность конструкторского решения оказывает определяющее воздействие на

качество функционирования приборной аппаратуры (ПА), эксплуатационные показатели и обеспечение автоматизации производства.

В процессе конструирования любого технического объекта (машины, прибора и др.) должны быть решены задачи максимизации основных характеристик изделия – унификация конструкции, модульности, технологичности, надежности, экономичности.

Собственно процесс конструирования ПА можно представить последовательностью решения следующих групп задач:

-анализ исходных данных ТЗ на разработку изделия;

-выбор направления конструирования по комплексному показателю качества;

-разбиение схемы на функционально законченные конструктивно-технологические модули;

-выбор метода конструирования;

-выбор элементной базы по условиям эксплуатации и критерию предпочтения;

-выбор прототипа, анализ альтернативных вариантов конструкции, предварительная оценка массы и габаритов;

-декомпозиция конструкции на конструктивные уровни;

-разработка компоновочных схем;

-разработка эскизной документации;

-проведение конструкторских расчетов (вибро - и ударопрочности, теплового, массогабаритного, надежности и др.);

-оптимизация (синтез) конструкции;

-разработка рабочей документации.

Процесс конструирования имеет много итерационную структуру. Такие итерации могут возникать на этапах предварительной оценки массы и габаритов, проведения конструкторских расчетов и др. Выполняемые расчеты должны подтвердить соответствие разработанной конструкции требованиям ТЗ. В противном случае необходимы изменения конструкторских решений на предшествующих этапах конструирования.

2. Структура конструкций приборных систем

Любую приборную систему можно изучать с двух позиций: извне и изнутри. Этим подходам соответствует внешняя и внутренняя области проектного задания и, естественно, внешняя и внутренняя области конструкторских решений.

Формально внешнее рассмотрение системы определяет область ее взаимодействия с окружающей средой и в проектном задании выражается исходным множеством целевых задач, формулируемых как требования по назначению ПА.

В соответствии с рассмотренными в разд. 2.2 условиями системности, процесс конструирования внутрисистемной области означает, что в результате должно быть найдено и отражено в конструкторской документации новое структурное образование – конструкция прибора (комплекса), составленное из входящих в него унифицированных и вновь спроектированных (оригинальных) частей, причем это структурное образование должно обладать новыми качествами, не равными сумме свойств входящих в него частей.

Иерархичность системы проявляется в разделении конструкции на структурные уровни, или уровни входимости. Это значит, что высокий уровень структуры конструкции составляется из ее частей, относящихся к более низким уровням, или выражаясь терминами конструкторской

2

документации: составная часть, относящаяся к более низкому уровню входимости, входит в спецификацию части более высокого структурного уровня.

Структурное дробление конструкции дает положительный эффект при разработке, производстве и эксплуатации ПА и преследует три цели:

1) параллельное конструирование составных частей; 2) параллельное изготовление составных частей; 3) повышение ремонтопригодности.

Каждая конструкция ПА в зависимости от назначения имеет свою, присущую ей конкретную структуру. Однако требования стандартизации налагают ограничительные рамки на это разнообразие и на рис. 2.4 представлена типовая обобщенная структура приборной системы. Нулевой структурный уровень составляют: навесные компоненты электронных узлов, микросхемы, электрорадиоизделия (ЭРИ), которые являются исходным функциональным материалом – элементной базой, входящей в перечень элементов принципиальной схемы прибора. В этот структурный уровень входят также изделия электропривода, электротехнические намоточные изделия, элементы автоматики, коммутационные и индикационные изделия, микропроцессорные комплекты, различные микроэлектронные узлы (в том числе микросборки) и детали конструкций различных структурных уровней.

Собственно конструкция прибора начинается с функционального узла.

Функциональный узел представляет собой первичное структурное образование и относится к первому структурному уровню [27,41].

Вхождение низших уровней в высшие не обязательно должно осуществляться строго по порядку номеров уровней. Функциональные узлы первого уровня непосредственно входят во второй уровень (блоки), но могут входить в третий уровень (пульты, стойки), как вставной конструктивный элемент, минуя второй уровень. Отдельные ЭРИ и детали из нулевого уровня могут входить во второй и третий, минуя второй (навесные ЭРИ лицевых панелей, соединители, детали конструкций и т.п.).

Низшие уровни конструкций (нулевой и первый) наиболее универсальны. Унификация конструкции достигается в основном за счет оптимального конструктивного решения первого структурного уровня.

Высшие структурные уровни конструкции более специализированы, особенно третий, в значительной степени зависящий от специфики назначения и использования изделия.

3

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

1.Стадии разработки приборной аппаратуры

2.Выбор направления и метода конструирования

1.Стадии разработки приборной аппаратуры

Стандартизованы следующие стадии разработки изделий: техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, разработка рабочей документации. На основе приведенного перечня, для конкретной разработки число и вид стадий устанавливаются в зависимости от сложности и уровня новизны разрабатываемого изделия и программы его выпуска.

Техническое задание (ТЗ) - первичный основополагающий документ, определяющий основные направления разработки. ТЗ должно устанавливать следующие показатели разрабатываемого изделия: прогнозируемые показатели технического уровня и качества; основное назначение, технические и тактико-технические характеристики; требования по условиям эксплуатации; уровень стандартизации и унификации; технико-экономические показатели; патентно-правовые показатели; экологические, эргономические и специальные требования к изделию и др.

В ТЗ оговариваются этапы разработки и сроки их выполнения. Объем и полнота сбора научно-технической, патентной и другой информации, отраженной в ТЗ, обеспечивает в значительной степени качество конструирования.

Для качественной разработки ТЗ часто выполняется НИР. В результате НИР может быть выполнена разработка, на практике называемая аванпроектом.

Особое место в ТЗ занимает раздел технических требований, содержащий обычно десять подразделов.

Вподразделе I "Состав изделия и требования к конструктивному устройству" приводятся, как правило, следующие пункты:

1) наименование, число и назначение основных частей; 2) конструкторские требования (габаритные, установочные, присоединительные размеры и др.); 3) масса; 4) экологические требования;

5) требования взаимозаменяемости; 6) требования помехозащищенности и предотвращения вредного воздействия изделия на другое оборудование.

Вподразделе 2 "Показатели назначения" указываются параметры функционирования проектируемого приборного оборудования, например:

мощность, чувствительность, разрешающая способность, питание и т.п.

Подраздел 3 "Требования надежности" включает в себя требования к показателям свойств надежности, обеспечение которых предусмотрено в проектируемом изделии.

Подраздел 4 " Требования технологичности" регламентирует показатели технологичности (производственной и эксплуатационной).

Вподразделе 5 "Требования к уровню унификации и стандартизации" устанавливаются минимальные значения показателей, которые должны быть достигнуты в конструкции.

Вподразделах 6,7 и 8 указываются требования безопасности, эстетические и эргономические требования, требования к патентной чистоте.

Вподразделе 9 "Условия эксплуатации" должны быть предусмотрены следующие пункты:

1)условия эксплуатации, в которых конструкция должна сохранять работоспособность;

2)допустимые кратковременные воздействия климатических факторов;

3)механические воздействия;

4

4) виды обслуживания (постоянное или периодическое, необслуживаемое использование), необходимое количество и квалификация персонала.

Подраздел 10 "Указания к упаковке, транспортированию и хранению" содержит перечень допустимых транспортных средств, условий и сроки хранения.

Впрактике конструкторам часто приходится иметь дело с частными техническими заданиями (ЧТЗ) на отдельные составные части ПА, которые разрабатываются разными подразделениями (организациями) в ходе параллельного конструирования.

Техническое предложение разрабатывается с целью выявления дополнительных или уточнения установленных ТЗ требований к изделию. Техническое предложение содержит технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки изделия и сравнительный анализ различных вариантов возможных решений.

Эскизный проект содержит конструкторскую проработку оптимального варианта до уровня принципиальных конструкторских решений, дающих общее представление об устройстве и принципах работы изделия. В эскизном проекте подтверждаются или уточняются требования к изделию, установленные ТЗ и техническим предложением. На этой стадии закладываются основы применения типовых, стандартных и унифицированных составных частей разработки, рассчитываются необходимые технико-экономические показатели, заложенные ранее. Технический проект - совокупность конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и включающие в себя данные, необходимые и достаточные для разработки рабочей конструкторской документации.

Втехническом проекте должны быть решены все вопросы, обеспечивающие технический уровень нового изделия как в процессе изготовления, сборки, испытания, так и в процессе эксплуатации. Проводится детальная и окончательная отработка схемных и конструктивных решений, включая создание чертежей на все важные узлы, блоки и приборы. Должна быть закончена проработка всех вопросов защиты от внешних воздействий, обеспечения контроле- и ремонтопригодности, привязка к объекту установки (носителю), уточнено расположение органов управления и т.п.

На этапе разработки рабочей документации (рабочее проектирование) решаются вопросы конструкторских и технологических разработок оригинальных деталей. Рабочее проектирование протекает на всех стадиях изготовления изделия: изготовления опытного образца, выпуска установочной серии, установившегося (серийного) производства.

На рассмотренных проектных стадиях требования к выполнению работ устанавливаются ГОСТ

2.100-68, ГОСТ 2.118-73, ГОСТ 2.119-73, ГОСТ 2.120-73.

2. Выбор направления и метода конструирования

Направление конструирования ПА зависит от назначения, объекта установки, требований к габаритам и массе. Выбор направления конструирования осуществляется на основе типа конструктивного исполнения, установленного ТЗ или выбранного по результатам анализа возможных принципиальных решений на основе показателей качества конструкции (см. разд. 1.4) . Определяющим элементом направления конструирования является тип основного модуля конструкции, то есть конструктив 1-го уровня разукрупнения.

Модульное построение авиационной ПА (АПА) позволяет использовать методы агрегатирования при проектировании комплексов и систем. Использование в разработках стандартных или унифицированных конструктивных модулей дает существенное сокращение сроков, стоимости проектирования и изготовления образцов авиационной ПА.

Модульное направление конструирования АПА реализуется на основе базовых методов модульного конструирования. Выбор метода в значительной степени определяется назначением АПА и объектом установки [2,7,41]. Использование базовых методов конструирования АПА в зависимости от объекта установки иллюстрируется рис. 2.5.

5

Функционально-модульный метод заключается в создании аппаратуры на основе каталога стандартных по функциям модулей (конструирование на основе стандартизированного параметрического ряда модулей).

Функционально-узловой метод основан на разбиении всей электрической схемы на функционально законченные узлы и использовании унифицированных конструкций 1-го структурного уровня выбранной (или заданной в ТЗ) системы БНК.

При функционально-блочном методе компоновка ПА производится из крупных функционально законченных устройств, в виде блоков преобразования, памяти, питания и др. (моноблочное конструирование на основе унифицированных блоков).

Как видно из рис. 2.5, выбор метода определяется такими факторами, как обслуживаемость оборудования, ремонтопригодность, ограничениями на время восстановления. Использование двух методов конструирования для определенной группы объектов объясняется большим разнообразием видов АПА на объекте, наличием электротехнических, гидравлических и др. устройств, для которых в большей степени рационально применение функционально-блочного метода.

В целом все методы модульного конструирования АПА базируются на общетехническом принципе агрегатирования, который состоит в следующем:

1)системы и другие сложные технические устройства представляют собой агрегат, состоящий из некоторого числа конструктивно самостоятельных устройств (модулей);

2)расчленение на эти устройства (модули) производится так, чтобы каждый из них выполнял определенную функцию, присущую ряду агрегатов и имел конструктивнотехнологическую законченность;

3)виды сопряжений устройств выбираются так, чтобы их можно было собирать в агрегат

сзаданными технико-эксплуатационными характеристиками;

4)функциональное многообразие агрегатов достигается различным сочетанием устройств (модулей), а также возможностью наращивания структуры агрегатов в процессе их эксплуатации;

5)средства одного функционального назначения должны образовывать параметрические

ряды.

Основным условием агрегатирования является совместимость агрегатных средств (модулей). Концепция совместимости, включающая требования удовлетворения таким ее видам, как энергетическая (электрическая), электромагнитная, информационная, метрологическая, конструктивная и эксплуатационная, основана на последовательных унификациях и стандартизациях свойств и параметров модулей. Учитывая, что основные конструктивные параметры модулей стандартизованы, при разработке ПА необходимо обеспечить:

1)совместимость разрабатываемого модуля с другими модулями соответствующего конструктивного уровня ПА;

2)функциональную и конструктивную законченность модуля, обеспечивающую гибкость его применения в составе систем;

3)достижение рационально высокого уровня интеграции, как функциональной, так и элементной, за счет использования современных средств микроэлектроники и прогрессивных схемотехнических решений;

4)выполнение автоматизированного контроля работоспособности, выявления неисправностей, прогнозирования состояний;

5)достижение конструктивными приемами и средствами конструктивной совместимости, оптимального теплового режима для всех элементов модуля и минимального воздействия тепловыделяющих элементов на окружающие;

6)полную взаимозаменяемость модулей, выполняющих одинаковые функции и имеющих одну маркировку по механическим и электрическим параметрам;

7)высокую эксплуатационную надежность всех модулей и ремонтопригодность обслуживаемой ПА.

6

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3

1.Организация процесса конструирования и его информационно-методическое обеспечение

2.Структурно-параметрический синтез конструкции

1.Организация процесса конструирования и его информационно-методическое

обеспечение

Процесс конструирования сопровождается использованием значительного числа нормативнотехнических, нормативно-методических документов, научно-технических источников (монографий, обзоров, отчетов и т.п.), справочников.

Определенные этапы стадии разработки ПА выполняются в разных проектноконструкторских организациях. Рассмотрим наиболее характерную для приборостроения последовательность и содержание этапов разработки изделий.

Головной проектный институт, осуществляет выбор основных направлений и разработку перспективных планов комплексных разработок.

Научно-исследовательский институт (НИИ) выполняет разработку принципиально нового изделия на базе специальных теоретико-экспериментальных исследований. В качестве субподрядчиков, выполняющих различные научно-технические разработки, работают специальные (особые, центральные) конструкторские бюро (КБ), проектно-технологические институты, исследовательские проблемные лаборатории и КБ вузов и др.

В зависимости от степени сложности изделия различают предметную, подетальную и технологическую специализации проектно-конструкторских организаций.

Для авиационной отрасли примером предметной специализации являются фирмыразработчики различных типов летательных аппаратов (самолетов, вертолетов и др.). Примером подетальной специализации являются проектно-конструкторские организации, осуществляющие разработку отдельных функциональных частей изделий (топливноизмерительных систем, систем автоматического управления полетом, систем регистрации режимов полета и др.). При технологической специализации разделение проектного труда производится по характеру выполняемой изделием функции или технологическому признаку. Специализация осуществляется по отдельным технологическим частям разработки, которые выделяются в отдельное производство. Примером такой специализации в авиационной отрасли является разработка авиационных двигателей, авиационных материалов и др. Технология этих изделий является сугубо специфической и разработка изделий осуществляется проектными конструкторско-технологическими НИИ или КБ.

Обычно в разработке новой ПА принимают участие заказчик, разработчик, изготовитель и потребитель. Основные функции, выполняемые данными организациями, установлены ГОСТ

15.001-88.

Все информационно-методическое обеспечение рассмотренного многоэтапного процесса разработки конструкции можно разделить на следующие группы:

-нормативно-техническая документация (ГОСТы, ОСТы, стандарты предприятия);

-нормативно-методическая документация (методические рекомендации (МР), методики Госстандарта, головных НИИ отрасли, руководящие материалы (РМ) и др.;

-справочные материалы и технические условия на используемые элементы конструкций и технологии;

-патентные источники;

-научно-техническая литература (монографии, журналы), обзоры по направлениям науки и техники;

-специальная техническая литература.

Перечисленная документация составляет банк данных автоматизированного решения задач конструирования. Как справочные данные, так и нормативные ограничения, и данные для

7

анализа, представляемые в ЭВМ в виде банков данных, формируются с открытым доступом для обеспечения гибкости системы автоматизированного конструирования.

Обращение к банкам данных с помощью терминальных средств позволяет широкому кругу разработчиков конструкций ПА пользоваться справочными и другими источниками информации. Диалоговый режим работы конструктора начатый на этапе анализа ТЗ, мотет быть продолжен на этапе синтеза конструктивных решений при обращении к программным модулям расчетов и проверок (оценки теплового режима, показателей надежности, технологичности и

т.п.).

Отдельную группу документации составляют материалы - результаты научно-технических разработок (отчеты о НИР, патентные исследования, техническая документация проектов, конструкторские, технологические, эксплуатационные документы и др.), выполняемые в процессе проектирования нового изделия.

2. Структурно-параметрический синтез конструкции

Определением числа иерархических конструктивных уровней и разбиением всей схемы на модули завершается стадия анализа конструкции, но как метод - анализ еще неоднократно будет использован на последующих этапах.

Следующий этап конструирования изделий принято называть синтезом. Он выполняется методами агрегатирования подсистем (т.е. объединением) и переплетается с детализацией и оптимизацией конструктивных решений различных составных частей (элементов) конструкции

[6,32].

Задача структурного синтеза состоит в создании обобщенного облика конструкции изделия (макроописания), состоящего из обобщенных описаний элементов конструкции.

Параметрический синтез заключается в координации, согласовании требований и конструктивных решений элементов конструкции, их локальную конкретизацию в соответствии с показателями качества, технологичности, микроминиатюризации, конструктивной надежности, теплового режима, механической прочности и т.п.

Факторы, определяющие концепцию конструирования формируются на основе ТЗ и проведенных предварительных исследований. Для последующего уточнения ТЗ, конкретизации позиций, определения границ областей проектного задания, необходимо поставить в соответствие факторам, подлежащим учету при конструировании, перечень конкретных требований или ограничений, которые можно выразить количественно, т.е. перейти от вербального описания проектного задания к формализованным количественным признакам, характеризующим позиции задания.

8

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4

1.Требования к конструкциям приборной аппаратуры и показатели качества конструкции

2.Основные понятия и определения в области надежности

1.Требования к конструкциям приборной аппаратуры и показатели качества

конструкции

Основными требованиями, предъявляемыми к конструкциям ПА независимо от его назначения, являются высокое качество функциональных показателей, надежность, помехозащищённость, прочность, жесткость, технологичность, экономичность, серийнопригодность, низкие значения материалоемкости и потребляемых ресурсов.

Конструкции, отвечающие этим требованиям, должны обладать минимальными: массой m, объемом V, потребляемой мощностью Р, частотой отказов λ , стоимостью C и сроком разработки T, должны быть вибро- и ударопрочны, работать в нормальном тепловом режиме и иметь достаточно высокий процент выхода годных изделий при изготовлении [2, 21]. Показатели, характеризующие эти качества, могут быть разбиты не следующие группы: абсолютные (в абсолютных величинах), комплексный (обобщенный, безразмерный), удельные (в удельных величинах) и относительные (нормированные, безразмерные).

К абсолютным показателям относятся m, V, P, λ , C, T. Условно эти показатели можно назвать материальными показателями, показывающими, из чего и как сделано устройство. Энергоинформационные параметры в этом случае являются функциональными показателями, характеризующими, для чего и что может делать устройство. Из этих двух групп можно получить более общие показатели качества, такие как комплексный и удельные коэффициенты качества.

Комплексный показатель качества представляет собой сумму нормированных частных показателей со своими весовыми коэффициентами, или коэффициентами значимости этого параметра для суммарного качества конструкции:

K = ϕ m m0 + ϕ vV0 + ϕ p P0 + ϕ λ λ0 + ϕ c C0 + ϕT T0 ,

где m0 , V0 , λ0 , C0 , T0 , P0 - нормированные значения параметров относительно заданных по ТЗ, либо отношения этих параметров для разных сравниваемых вариантов конструкции; ϕ v , ϕ p , ϕ λ , ϕ c , ϕT , ϕ m - коэффициенты значимости частных параметров, определяемых методом

экспертных оценок; обычно их значения выбирают в пределах от 0 до 1.

Приведенное выражение показывает, что чем меньше каждый из материальных параметров, тем выше качество конструкции при одних и тех же функциональных параметрах.

К удельным показателям качества конструкции относятся: удельные коэффициенты конструкций; плотность компоновки элементов конструкции на площади или в объеме; удельная мощность рассеяния на площади или в объеме (теплонапряженность конструкции, удельная масса конструкции, величина истечения газа из объема конструкции, степень герметичности) [2].

По удельным коэффициентам оценивается прогресс развития новых конструкций по сравнению с предыдущими аналогами и прототипами. Они определяются по формуле

K = Μ / Φ , где Μ - материальные, а Φ - функциональные показатели, и для каждого из типов ПА или их блоков имеют конкретную размерность. Так, для блоков питания, если в качестве основного параметра взять массу (m), то удельный коэффициент качества конструкции

K Б.П = m / P , кг/Вт, где Р - выходная мощность блока питания.

Аналогично можно рассчитать удельные коэффициенты для других материальных параметров и получить для сравнения вариантов конструкции (аналогов) их величины,

выраженные, например, в см3 / ед.усиления , элементы / см3 , Вт / дм3 , кг/град и т.п.

9

Плотность компоновки элементов конструкции на площади и в объеме оценивается следующими выражениями γ s = N / S и γ v = N / V соответственно, где N - количество деталей,

компонентов; S и V - занимаемые ими площадь или объем соответственно. Оценка плотности компоновки на площади необходима при конструировании

функциональных узлов электронной ПА. Плотность компоновки в объеме оценивается при конструировании любых видов ПА: механической, электромеханической и электронной - узлов, блоков и конструкций высших уровней (шкафов, стоек).

Плотность компоновки является главным показателем интеграции конструкции того или иного уровня. Однако при высоком уровне интеграции приходится вводить дополнительные элементы конструкции для выполнения других требований (теплоотвода, обеспечения жесткости конструкции и т.п.). Иначе говоря, при переходе с одного уровня компоновки на другой происходит потеря (дезинтеграция) полезного объема.

Коэффициент дезинтеграции определяется отношением суммарного объема к полезному объему qv = Vδ /(N д ×Vп ) , где Vδ - объем изделия (например, блока); Nд - число основных

деталей конструкции, предназначенных для реализации целевой функции изделия; Vn - объем

конструкции части изделия, реализующей основную функцию изделия (полезный объем). Удельная мощность рассеяния определяет тепловую напряженность в объеме конструктива

и рассчитывается как Руд. расс = Ррасс /V , где Ррасс = (0,8 - 0,9)Р для цифровых регулярных структур. Для блоков электронной ПА цифрового типа с корпусированными компонентами

допустимая тепловая напряженность составляет 20-30 Вт / дм3 в условиях естественной конвекции и при перегреве корпуса относительно среды не более чем на 40° С, а для блоков четвертого поколения (на бескорпусных микросборках) и пятого поколения (многоуровневые многокристальные конструкции на крупноформатных монтажных основаниях

[27]) - порядка 40 Вт / дм3 и более.

Удельная масса конструкции определяется как отношение m ' = m / V , где m - интегральная оценка использованной суммарной массы материалов; V - объем, занимаемый массой конструктивных элементов.

Всвязи с тем, что конструкция любого изделия представляет собой совокупность различных по своему назначению элементов и компонентов, объединенных общими связями, целесообразно определить распределение ресурса масс и объемов в конструкции ПА.

Разделим все детали, сборочные единицы и компоненты конструкции на три основные группы, а именно: полезные (функциональные, схемные) элементы и компоненты - группа N , несущие конструкции - группа Н, элементы монтажа - группа М (рис.1.4).

Всоответствии с этим делением для любого конструктива ПА можно использовать уравнение, отражающее распределение ресурса масс и объемов в конструктиве любого уровня:

m¢ = m¢

VN

+ m¢

VH

+ m¢

VM

,

m′

, m′

, m′

N V

H V

M V

где

- удельные массы соответствующих групп элементов и компонентов; V

N

,

V

H

,

N

H

M

VM

- объемы соответствующих групп элементов и компонентов; V = VN + VH + VM + VВ ;

VB

-

объем незаполненных элементами и компонентами конструкции воздушных промежутков. Используя уравнение распределения ресурса масс и объемов, можно на этапах разработки

конструкции более правильно путем расчетов выбрать вид материала несущей конструкции, вид монтажа, компоновочной схемы и др.

Степень герметичности конструкции D определяется величиной истечения газа из объема конструкции:

D = VГ × p ,

τ

где VГ - объем газа в блоке, дм3; p - перепад внутреннего и внешнего давления (избыточное давление) в блоке, Па; τ - срок службы или хранения, с.

10

К относительным показателям относятся коэффициенты дезинтеграции объема и массы, показатель функционального разукрупнения, величина перегрузки конструкции при вибрациях и ударах, а также многие параметры технологичности конструкции, такие как коэффициенты унификации и стандартизации, коэффициент повторяемости материалов и изделий ПА, коэффициент автоматизации и механизации и др.[2, 6, 7].

Показатель функционального разукрупнения конструкции (R) представляет собой отношение количества элементов N в конструктиве к количеству выводов М из него:

R = N / M .

Перегрузка W действующих на конструкцию вибраций или ударов определяется как отношение возникающего от их действия ускорения масс элементов конструкции к ускорению свободного падения: W = a / g , где a - ускорение при вибрации (или ударе). Вибро- и

ударопрочность конструкции определяются допустимыми перегрузками при вибрациях и ударах, которые может выдержать конструкция без разрушения связей между элементами. Для того чтобы эти свойства были обеспечены, необходимо, чтобы реально возникающие в тех или иных условиях эксплуатации перегрузки не превышали предельно допустимые для конкретной конструкции.

2. Основные понятия и определения в области надежности

Надежность - одно из свойств качества продукции. Это свойство изделий проявляется в процессе использования изделий по назначению и может рассматриваться, как свойство изделия сохранять качество (значения основных эксплуатационных и потребительских характеристик) во времени.

В нормативно-технической документации надежность определяется как "свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования". Надежность является комплексным свойством и включает свойства безопасности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Рассмотрим в краткой форме основные стандартизованные понятия и определения в области надежности [16,25].

Свойства надежности

В зависимости от вида изделия его надежность может включать только часть составных свойств надежности. Так, например, если изделие не подлежит ремонту (кинескоп монитора, компоненты электронных узлов приборов и др.), то для таких изделий в свойство надежности не включаются долговечность и ремонтопригодность, для них важно только свойство безотказности, а подлежащих длительному хранению – еще и свойство сохраняемости.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Наработка – это временное понятие, служащее для количественной оценки надежности объекта и характеризует продолжительность или объем работы объекта. Она может измеряться в часах, числах циклов нагружения, километрах полета и других величинах, определяемых специфическими особенностями изделия.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние изделия до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению предотказных состояний, отказов и повреждений, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.