Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение качества элементов вычислительной техники (ВТ) и автоматики требует проведения. всех видов их испытаний на стадиях проектирования и производства во всем диапазоне эксплуатационных условий. Важное место в ряда' внешних воздействующих факторов (ВВФ) в соответствии с ГОСТ 21964-76 занимает класс радиационных ВВФ, в котором в отдельную группу выделены воздействия проникающих излучений (рентгеновского и гамма-квантов). При облучении устройств ВТ и автоматики мощными импульсами проникающего излучения (ПИ) элементы, входящие в них, могут подвергаться воздействию интенсивных ударных импульсов (УИ) с длительностью порядка 100 не, которые при определенных условиях способны^ вызывать существенные изменения зяекзричеекпх характеристик элементов, а также их разрушение.
Испытание элементов на воздействие УИ с подобными параметрами может быть выполнено как на испытательном оборудовании, действие которого основано на вепосредствегагом продуцировании ПИ, так и на оборудовании, позволяющем отдельно имитировать термомеханические воздействия импульсов ПИ. - Наиболее перспективным, но малоизученным методом имитацші термомехашпеекгос воздействіїй ПИ является метод, основанный на использовании лазерной техники, отличающейся относительно ішзкой стоимостью, технологичностью и экологической чистотой. Однако внедрение его в практику испытаний элементов ВТ и автоматика требует проведения дополнительных исследований его особенностей п возможностей с учетом специфики построения этих элементов, разработки специализированных кспытателькых комплексов и пррграммно-аігааратньїх средств для них, опыта проектирования и использования которых в настоящее время не существует.
проникающего излучения и его программно-аппаратного обеспечения, позволяющего управлять им и контролировать основные параметры режимов нагружешш элементов при испытаниях, разработка методики генерации испытательных ударных импульсов наносекундного диапазона длительности, имитирующих термомеханические воздействия прошжающих излучений, разработка моделей элементов ВТ и автоматики, описывающих процессы их нагружения при испытаниях, дающие возможность более глубоко исследовать особенности их функционирования в условиях воздействия мощных импульсов проникающего излучения.
Для достижения поставленной цели в диссертационной рабоге формулируются и решаются следующие задачи:
разработка математической модели, позволяющей оценивать параметры УИ в элементах ВТ и автоматики при облучешш их импульсами ПИ различной интенсивности;
разработка методики генерации испытательных УИ, имитируюіщгх термомеханические воздействия ПИ;
разработка математических моделей элементов ВТ и автоматики, описывающих процессы их нагружения при испытаниях;
разработка, структуры лазерного испытательного комплекса и его программно-аппаратного обеспечения, позволяющего управлять им и контролировать основные параметры режимов нагружения элементов при испытаниях.
Методы яссдедопавзя основаны на использовании теории цифровой обработки сигналов, методов математической статистики, оптики, акустики, теории термоупругости и ударных волн.
Научная повязва состоит в развитии методов и средств имитационных 'испытаний элементов. ВТ и автоматики на термомехаїшческие воздействия импульсов проникающего излучения, связанных с * разработкой и использованием лазерного испытательного оборудования и его программно-аппаратного обеспечения, получении математических моделей элементов ВТ и автоматики, описывающих процессы их нагружения при испытаниях, экспериментальном определении
прочности элементов при воздействии на них ударных импульсов наносекундного диапазона длительности, позволяющих оценивать их устойчивость к термомеханическим воздействиям импульсов проникающего излучения.
В результате проведенных исследований достигнуто следующее:
-
Предложена математическая модель для оценки параметров УИ в элементах ВТ и автоматики при облучении их импульсами ПИ.
-
Предложена методика генерации стабильных испытательных импульсов. v
-
Предложены математические модели атементов ВТ и автоматики, описывающие процессы их нагруя^ения при воздействии УИ с длительностью порядка 100 кс.
-
Обоснована и разработана структура,' лазерного испытательного комплекса и его программно-аппаратного обеспечения.
-
Разработаны основные устройства для управления лазерной испытательной установкой и контроля режимов нагружения элементов ВТ и автоматики при ислыпашях.
Практическая иевдоегь работы заключается в том, что:
-
Разработана и реализована программа математической, модели, описывающей параметры УИ в элементах ВТ и автоматики лрз* облучении их импульсами ПИ.
-
Разработан и реализован пакет программ выбора режимов испытаний элементов ВТ и автоматики на лазерной испытательной установке.
-
Создана база данных свойств материалов, используемых при проектировании и изготовлении типовых элементов ВТ и автоматики, позволяющая повысить эффективность процесса подготовки кспытагай и обработки полученных результатов.
. 4. Разработана методика генерации стабильных испьггателышх УИ, имитирующих термомеханические воздействия импульсов ПИ на элементы ВТ и автоматики.
-
Предложен способ расчета напряжений, возникающих в элементах ВТ и автоматики при воздействии на них УИ длительностью порядка 100 не.
-
Разработаны и опробованы в реальных условиях работы основные кшшоненты гпюграммно-агшаратяого обеспечения лазерного испытательного комплекса.
-
Проведены испытания типовых элементов ВТ и автоматики на ударную прочность при воздействщі на них УИ с дпггельностью порядка 100 не, позволяющие оценить их устойчивость к термомеханическим воздействиям импульсов
пи.
Достоверность полученных результатов подтверждается
теоретическими ' расчетами, моделированием и
зксгіернмеїпальннми исследованиями.
Основные положения и выводы диссертационной работы, а также разработанное программно-аппаратное обеспечение внедрены на ігредприятии НПО "ЦИРКОН" г. Пензы. По теме диссертации опубликовано 16' работ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуэдались на:
Всесоюзной научно-технической конференции "Современные технологии шкроаяектрошші ", г. Зеленоград, 1978 г.;
Областном семинаре "Микропроцессоры в системах контроля и управления", ППИ, ПДНТП, г. Пенза, 1984 г.;
2-ом российско-ЕОігайском симпозиуме по проблемам материаловедения, г. Сиань, 1994 г.;
Международной научно-технической конференции "Новые ішформационние технологии к системы", Пензенский государственный технический университет, г. Пенза, 1994 г.;
Санкт - Петербургской международной конференции "Региональная информатика - 95", Саіпсг- Петербург, 15 - 18 мая 1995 г.;
Научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов Пензенского политехнического инеппута, г. Пенза, 1974 -1978 гг., 1994 г., 1995 г. "
Объем и структура работы. Диссертационная работа содержит 167 страниц основного текста (введение, четыре главы, заключение, сшісок использовагагых литературных источников), а также приложение.
