2.2.4. Расчетные и моделирующие сапр

Тенденция развития CAD-систем, как видно из обзора, сделанного в параграфах 2.2.2 и 2.2.3, предполагает их модульное построение с внедрением элементов CAM/CAE-технологий.

Кроме этого имеется ряд программных продуктов, которые относятся только к CAE-системам.

Мировые лидеры среди программ конечно-элементного анализа являются программно-методические комплексы Nastran и Patran (компания MSC Software Corporation) и Ansys (компания Ansys Inc.).

Эти комплексы включают в себя ряд программ, родственных по математическому обеспечению, интерфейсам, общности некоторых используемых модулей. Эти программы различаются ориентацией на разные приложения, степенью специализации, ценой или выполняемой обслуживающей функцией. Например, в комплексе Ansys основные решающие модули позволяют выполнять анализ механической прочности, теплопроводности, динамики жидкостей и газов, акустических и электромагнитных полей. Во все варианты программ входят пре- и постпроцессоры, а также интерфейс с базой данных. Предусмотрен экспорт (импорт) данных между Ansys и ведущими комплексами геометрического моделирования и машинной графики.

В России на предприятии ОАО НПП "Волна" разработано автоматизированная система проектирования высоконадежной радиоэлектронной аппаратуры АСОНИКА [8]. Эта система предназначена для математического моделирования различных физических процессов, протекающих в радиоэлектронной аппаратуре, управления проектами, компьютерного диагностирования аппаратуры и управления данными об изделии.

В состав системы входят ряд подсистем (модулей) для сквозного автоматизированного проектирования ЭС, в том числе:

АСОНИКА-К – подсистема предназначена для расчета, оценки и прогнозирования надежности;

ТРиАНА – подсистема моделирования тепловых режимов.

Подсистема АСОНИКА-К представляет собой визуальную среду для обеспечения надежности ЭС на ранних этапах проектирования. Встроенные интерфейсы связи с отечественными и зарубежными программными средствами автоматизации проектирования (P-CAD, ТРиАНА и целым рядом других) позволяют не только уменьшить общий объем вводимой пользователем информации, но и существенно снизить число возможных ошибок.

Визуальное представление схемы расчета надежности ЭС упрощает навигацию по проекту. Графическое отображение результатов расчета в виде цветных гистограммы и графическое представление зависимостей показателей надежности от одного или нескольких аргументов (например, эксплуатационной интенсивности отказов от температуры) упрощает анализ полученных результатов и принятие решений.

Комплекс ТРиАНА, предназначен для моделирования стационарных и нестационарных тепловых процессов, протекающих в конструкциях РЭС, таких как стоечные конструкции, блоки с регулярной и нерегулярной структурами, печатные узлы (ПУ), функциональные ячейки (ФЯ), микросборки (МСБ) [22]. Программный комплекс разработан в начале 90-х годов группой специалистов Красноярского государственного технического университета (кафедра «Приборостроение») и Московского государственного института электроники и математики (кафедра «Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы»).

Целью моделирования, проводимого при помощи комплекса ТРиАНА, является получение тепловых полей конструкций РЭС 3-го и 4-го уровней конструктивной иерархии (температур конструктивных узлов, элементов и потоков хладоносителя в сети каналов конструкции стойки или крэйта), тепловых полей конструктивных узлов 2-го уровня конструктивной иерархии (тепловых полей оснований функциональных ячеек, печатных плат, подложек, температур активных зон и корпусов электрорадиоэлементов).

В целом комплекс позволяет решать следующие задачи:

• определение тепловых режимов работы всего множества радиокомпонентов и несущих конструкций с учетом конструктивно–технологических и эксплуатационных особенностей ЭС различного назначения (авиационной, космической, морской; автомобильной и др.) и внесение изменений в конструкцию с целью обеспечения необходимого (с точки зрения электрических характеристик или показателей надежности и т. п.) теплового режима работы ЭС;

• выбор лучшего варианта конструкции РЭС из нескольких имеющихся, с точки зрения тепловых характеристик;

• обоснование в необходимости дополнительной защиты РЭС от температурных воздействий;

• создание эффективной программы испытаний аппаратуры на тепловые воздействия (выбор параметров испытательных воздействий, наиболее удобное расположение мест установки регистрирующих датчиков и т.п.).

ТРиАНА–2.00 состоит из ряда как автономно функционирующих, так и в составе комплекса следующих программных единиц:

• графический редактор топологических моделей тепловых процессов;

• программа визуализации результатов анализа топологических МТП MTPViewer;

• графический редактор конструкций ЭС типа "ПУ", "ФЯ", "МСБ" BoardEditor;

• конвертор топологий печатных плат Conv2triana;

• математическое ядро Triana.