ГОСТ Р 60.0.7.3-2020 Роботы и робототехнические устройства. Метод математического моделирования показателей надежности и виртуализации испытаний на надежность базовых элементов робототехнических комплексов при проектировании

     4 Метод математического моделирования показателей надежности и виртуализации испытаний на надежность БЭ РТК, основанный на комплексной модели надежности БЭ РТК

4.1 Цель испытаний

Конечной целью испытаний является обеспечение требуемых показателей надежности БЭ РТК в условиях внешних дестабилизирующих воздействий на основе комплексной модели надежности БЭ РТК.

4.2 Общие положения

4.2.1 Комплексную модель надежности БЭ РТК создают на основе сквозного автоматизированного моделирования физических процессов. Таким образом, предварительно обязательно проводят моделирование всех физических процессов в БЭ РТК, так как на надежность БЭ РТК оказывают влияние внешние дестабилизирующие факторы - электрические, тепловые, механические, климатические, биологические, радиационные, электромагнитные, специальных сред и термические.

4.2.2 Показатели надежности БЭ РТК определяют исключительно по результатам их моделирования на внешние дестабилизирующие воздействия.

4.2.3 Для оценки показателей надежности БЭ РТК необходимо создание единой комплексной модели, в которой были бы учтены основные, влияющие на технические показатели БЭ РТК, связи между протекающими физическими процессами.

4.3 Комплексная модель надежности БЭ РТК на основе сквозного автоматизированного моделирования физических процессов

Под комплексностью понимается учет при анализе надежности всего комплекса ВВФ, включающих прежде всего тепловые, механические, электромагнитные воздействия. В состав программного обеспечения виртуальных испытаний на надежность должны входить модули по анализу электрических, тепловых, механических, электромагнитных процессов в БЭ РТК, созданию КРР ЭРИ и анализу показателей безотказности и долговечности. На рисунке 4.1 приведена структура комплексной модели надежности, основанной на виртуальных испытаниях БЭ РТК на внешние тепловые, механические, электромагнитные воздействия.

В состав комплексной модели надежности входит интегрированная база данных ЭРИ и материалов по геометрическим, физико-механическим, усталостным, теплофизическим, электрическим, электромагнитным и надежностным параметрам.

Рисунок 4.1 - Структура комплексной модели надежности БЭ РТК на основе сквозного автоматизированного моделирования физических процессов

4.4 Оцениваемые характеристики и расчетные соотношения

4.4.1 На первом этапе оцениваемыми характеристиками являются электрические, тепловые, механические, электромагнитные характеристики БЭ РТК, которые не должны превышать максимально допустимые значения, заданные в нормативных документах и технической документации.

4.4.2 На втором этапе оцениваемыми характеристиками являются показатели безотказности и долговечности, полученные с учетом рассчитанных на первом этапе итоговых электрических, тепловых, механических, электромагнитных характеристик БЭ РТК.

4.4.3 Оценка электрических характеристик на первом этапе

4.4.3.1 Оцениваемыми электрическими характеристиками являются электрические характеристики, необходимые для теплового расчета, расчета показателей надежности и формирования КРР ЭРИ.

4.4.3.2 Интеграция модуля ввода электрической схемы системы и подсистемы анализа конструкций ПУ БЭ РТК на тепловые и механические воздействия.

Необходимо передать в подсистему анализа конструкций ПУ БЭ РТК на тепловые и механические воздействия файл с перечнем ЭРИ, имеющий расширение ilp и следующую структуру:

<Позиционное обозначение ЭРИ>:<Полная условная запись ЭРИ>

4.4.3.3 Интеграция модуля расчета электрической схемы и подсистемы анализа конструкций ПУ БЭ РТК на тепловые и механические воздействия:

- результаты расчета мощностей тепловыделения ЭРИ, в т.ч. для цифровых и аналоговых микросхем, в статическом и динамическом режимах, сохраняют в текстовом файле следующей структуры:

<Позиционное обозначение ЭРИ><Значение мощности в Вт>

- данный текстовый файл передают в подсистему анализа конструкций ПУ БЭ РТК на тепловые и механические воздействия;

- на основе полученных мощностей в подсистеме анализа конструкций ПУ БЭ РТК на тепловые и механические воздействия рассчитывают температуры в конструкции ПУ, в том числе на каждом ЭРИ.

4.4.3.4 Интеграция модуля расчета электрической схемы системы и подсистемы анализа показателей безотказности и долговечности с учетом реальных режимов работы ЭРИ: