ГОСТ Р 60.0.7.5-2020 Роботы и робототехнические устройства. Методы построения баз данных электрорадиоизделий и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла.

    ГОСТ Р 60.0.7.5-2020

 

 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 РОБОТЫ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

 

 Методы построения баз данных электрорадиоизделий и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла

 

 Robots and robotic devices. Methods for constructing databases of electronic radio products and construction materials for mathematical modeling and virtualization of tests of basic elements of robotic complexes for external influencing factors at all stages of the life cycle

ОКС 35.020

Дата введения 2021-03-01

 

 Предисловие

     

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт "АСОНИКА" (ООО "НИИ "АСОНИКА")

 

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

 

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2020 г. N 1404-ст

 

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в

статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации ". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

 

 Введение

Целью стандартов комплекса "Роботы и робототехнические устройства" является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов и параметров.

 

Стандарты комплекса "Роботы и робототехнические устройства" представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: "Общие положения, основные понятия, термины и определения", "Технические и эксплуатационные характеристики", "Безопасность", "Виды и методы испытаний", "Механические интерфейсы", "Электрические интерфейсы", "Коммуникационные интерфейсы", "Методы моделирования и программирования", "Методы построения траектории движения (навигация)", "Конструктивные элементы". Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации - промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

 

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Методы моделирования и программирования" и определяет технологию математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов (БЭ РТК) на внешние воздействующие факторы (ВВФ) на всех этапах жизненного цикла. К ВВФ относятся электрические, тепловые, механические, электромагнитные, радиационные воздействия.

 

Применение моделирования БЭ РТК на ранних этапах проектирования до изготовления опытного образца позволит избежать отказов РТК или их значительно сократить на этапе испытаний опытного образца, сокращая тем самым количество испытаний опытного образца, возможные итерации по доработке схем и конструкций, затраты на разработку РТК при одновременном повышении качества и надежности, в том числе в критических режимах работы, делая РТК конкурентоспособными на отечественном и международном рынке.

 

Использование только натурных испытаний РТК на ВВФ без применения моделирования малоинформативно и неэффективно, так как на этапе проектирования не отслеживается большинство возможных отказов РТК; при испытаниях не проверяются критические режимы (либо технически невозможно, либо дорого из-за возможных отказов испытуемых изделий); из-за недоработок проектирования РТК, вскрытых путем испытаний, возможно множество итераций: доработка проекта - испытания опытного образца - доработка проекта и т.д., что значительно увеличивает сроки и стоимость разработки; при натурных испытаниях практически невозможно воспроизвести комплексные (одновременно действующие) воздействия; невозможно установить датчики во всех точках конструкции РТК и контролировать их поведение, выбор контрольных точек при испытаниях субъективен и опирается в основном на опыт и интуицию.

 

 

      1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на роботов и робототехнические устройства.

 

1.2 Настоящий стандарт устанавливает методы построения баз данных электрорадиоизделий и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла.

 

1.3 Настоящий стандарт не распространяется на рассмотрение всех проблем проектирования и обеспечения надежности робототехнических комплексов.

 

 

      2 Термины, определения и сокращения

2.1 В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

 

2.1.1 базовый элемент робототехнических комплексов: Электронный блок или узел.

 

2.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

 

 

 

 

     БД

-

база данных;

     БЭ

-

базовые элементы;

     ВВФ

-

внешние воздействующие факторы;

     ИС

-

информационная система;

     РТК

-

робототехнические комплексы;

     СБД

-

справочная база данных;

     СУБД

-

система управления базами данных;

     ТЗ

-

техническое задание;

     ТУ

-

технические условия;

     ЭРИ

-

электрорадиоизделие.

 

 

      3 Общие положения

3.1 Целью настоящего стандарта является оказание методической помощи предприятиям промышленности и организациям в применении БД ЭРИ и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний БЭ РТК на ВВФ на всех этапах жизненного цикла.

 

В настоящем стандарте определены методы построения БД ЭРИ и конструкционных материалов для математического моделирования и виртуализации испытаний БЭ РТК на ВВФ на всех этапах жизненного цикла [1], [2] и приведены примеры их программной реализации.

 

Установлен порядок применения данных методов на стадиях проектирования и изготовления, а также удостоверения заказчика в том, что на стадиях конструирования и производства выполнены оценки возможных вариантов конструктивного исполнения изделий с точки зрения достижения заданных ТЗ эксплуатационных характеристик.

 

3.2 Методы построения БД ЭРИ и конструкционных материалов предназначены для использования при математическом моделировании и виртуализации испытаний БЭ РТК подразделениями предприятий, на которые возложены соответствующие задачи.

 

3.3 БД состоит из основных и дополнительных таблиц.

 

3.3.1 Основные таблицы: на материалы, ЭРИ, менеджер моделей вариантов установки ЭРИ, радиаторы охлаждения, модели безотказности ЭРИ, карты рабочих режимов, виброизоляторы, синхронизацию БД.

 

3.3.2 Дополнительные таблицы: на классы, группы, параметры, входящие в полную условную запись; справочники. Дополнительные таблицы могут содержать числовые, строковые, логические, текстовые, графические и функциональные зависимости параметров ЭРИ.

 

3.4 Справочная часть БД предназначена для хранения информации об ЭРИ и материалах конструкций БЭ РТК, необходимой для проведения моделирования физических процессов при комплексных внешних воздействиях и расчетах надежности. На основе хранящейся в СБД информации подсистемами системы моделирования могут быть рассчитаны усталостные характеристики; созданы дополнительные таблицы, содержащие, например, электрические, надежностные и прочие параметры ЭРИ без участия программиста и пр. По полученным расчетам могут быть приняты проектные решения.

 

 

      4 Метод построения логической структуры БД

4.1 Важнейшую компоненту интегрированного программного обеспечения для моделирования БЭ РТК должна составлять СУБД, основной функцией которой является поддержка независимости, целостности и непротиворечивости данных в условиях коллективного использования. Независимость данных понимается как способность СУБД создавать различные представления об одних и тех же хранимых данных, остающихся инвариантными к изменениям среды функционирования БД.

 

4.2 Концепция БД должна позволять создавать интегрированные ИС, поддерживающие сложные и разнообразные структуры объектов предметной области, содержащие большое число типов данных, значительные объемы информации, а также сделать реальной задачу обеспечения высокой достоверности обработки и хранения больших объемов данных. За основу должна быть взята методология проектирования ИС на основе концептуального (понятийного) моделирования предметной области. Эта методология представляет собой структурированный процесс создания систем, который, как правило, разбивается на следующие шаги: анализ, проектирование, программирование, тестирование, внедрение.

 

4.3 При концептуальном проектировании предметной области и применении технологии БД следует решать сложную задачу, заключающуюся в выявлении информационных и функциональных (динамических) связей между объектами реального мира.

 

4.4 Информационная структура предметной области должна содержать все объекты и их связи, необходимые для построения ИС, а функциональная структура должна определять, каким образом используются и обрабатываются эти объекты. Информационная и функциональная структуры совместно должны обеспечивать полную спецификацию ИС.

 

4.5 Создание ИС на основе методологии концептуального проектирования должно включать четыре этапа проектирования:

 

- сбор и анализ информационных потребностей пользователей и системный анализ предметной области;

 

- построение концептуальной (понятийной) модели предметной области;

 

- создание концептуальной модели БД;

 

- разработку системы с помощью инструментальных средств выбранной СУБД.

 

4.6 На первом очень важном этапе проектирования ИС разработчики должны понять, что должна делать система, какие у нее особенности, какие ситуации предметной области должны моделироваться в БД.

 

4.7 На втором этапе проектирования ИС разработчики должны определить устойчивые свойства данных и описать информационные и технологические процессы, использующие данные, их взаимосвязь и характеристики. Здесь основной задачей является получение формального (независимого от СУБД) описания предметной области, которая должна моделироваться в БД.

 

4.8 На третьем этапе проектирования ИС разработчики должны принять решение о выделении из множества понятий концептуальной модели предметной области таких объектов, которые должны моделироваться в БД.

 

4.9 Результаты, полученные на первых трех этапах, не должны изменяться при развитии технической и программной базы ИС. Четвертый этап проектирования должен быть тесно связан с возможностями инструментальных средств конкретных СУБД. Данный этап в свою очередь должен быть разбит на следующие шаги: логическое проектирование БД, физическое проектирование БД, реализацию приложений.

 

4.10 СБД должна быть предназначена для хранения информации об ЭРИ и материалах конструкций, необходимой для проведения моделирования физических процессов при внешних воздействиях, и должна содержать:

 

- параметры материалов конструкций;

 

- параметры моделей ЭРИ для тепловых и механических процессов;

 

- предельно допустимые значения ускорений и температур ЭРИ, а также максимальные допустимые напряжения материалов, на основе которых может быть принято проектное решение;

 

- параметры выводов ЭРИ для разных вариантов установки ЭРИ на печатную плату для расчета усталостных характеристик;

 

- информацию об условном графическом изображении ЭРИ на плоскости и в пространстве, для придания реалистичности отображения печатных узлов;

 

- полные условные записи ЭРИ для их быстрого поиска.

 

4.11 СУБД должна обеспечивать:

 

- максимально быстрый ввод параметров ЭРИ и материалов. Для этого основу БД должны составить модели вариантов установки ЭРИ, на основе которых, используя минимум параметров (размеры посадочного места и корпуса ЭРИ, сечения корпуса и выводов, параметры материалов выводов, клея или лака), автоматически рассчитываются остальные параметры (координаты установки выводов, длины участков выводов, площадь поверхности, тепловое сопротивление крепления, теплоемкость элемента и т.д.);

 

- возможность создания дополнительных таблиц, содержащих, например, электрические, надежностные и прочие параметры ЭРИ без участия программиста.

 

4.12 Структура СБД по параметрам ЭРИ и материалов представлена на рисунке 4.1. Основу БД должны составлять базовые таблицы (таблицы 4.1-4.35), содержащие информацию обо всех необходимых параметрах ЭРИ и материалов для проведения моделирования БЭ РТК на внешние воздействия и принятия решения об обеспечении стойкости БЭ РТК к внешним воздействиям.

 

Для описания типов полей использованы следующие обозначения:

 

- Integer - 32-разрядный целочисленный тип;

 

- Short - 16-разрядный целочисленный тип;

 

- Double - вещественный тип;

 

- Char(N) - строковый тип размером в
символов;
 

- Boolean - логический тип;

 

- Graphic - графический тип в формате bmp.

 

ЭРИ подразделяют на классы: резисторы, конденсаторы, интегральные микросхемы, полупроводниковые приборы, фотоэлектрические приборы, фотоэлектронные приборы и др.

 

Внутри классы ЭРИ подразделяют на группы. Например, группы внутри класса "Интегральные микросхемы":

 

- гибридные;

 

- полупроводниковые аналоговые;

 

- полупроводниковые цифровые, логические, арифметические, микропроцессоры и микропроцессорные комплекты, программируемые логические матрицы, регистры сдвига, базовые матричные кристаллы и др.;

 

- полупроводниковые цифровые, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

 

 

 

 

Рисунок 4.1 - Структура СБД по параметрам ЭРИ и материалов

Таблица 4.1 - Содержание таблицы классов ЭРИ (ERIKind)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIKindName

Char(48)

Наименование класса ЭРИ

 

Таблица 4.2 - Содержание таблицы групп ЭРИ по классам (ERIGroup)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIGroup

Integer

Индекс группы ЭРИ

ERIGroupName

Char(255)

Наименование группы ЭРИ

 

Таблица 4.3 - Содержание таблицы дополнительных обозначений ЭРИ по классам (ERIKindChar)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIKindChar

Char(3)

Возможное обозначение ЭРИ

 

Таблица 4.4 - Содержание таблицы параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ по классам (ERIParamCode)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIParamCode

Integer

Код параметра

ERIParamName

Char(64)

Наименование параметра

 

Таблица 4.5 - Содержание таблицы возможных значений параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ (ERIParamValue)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIParamCode

Integer

Код параметра

ERIParamValue

Char(16)

Возможное значение параметра

 

Таблица 4.6 - Содержание таблицы вариантов установки ЭРИ по классам (ERIMounting)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки ЭРИ

ERIMNote

Char(64)

Описание варианта установки

ViewL

Graphic

Вид слева

ViewU

Graphic

Вид сверху

 

Таблица 4.7 - Содержание таблицы переменных (Variables)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

New

Boolean

Признак переменной - базовая или нет

VarKind

Short

Группа переменной [параметры элемента (геометрические, механические, тепловые, электрические, надежностные, допустимые, расчетные), параметры корпуса, выводов, лака или клея, элементов закрепления ЭРИ на плате, а также прочие параметры]

VarName

Char(8)

Наименование переменной

VarNote

Char(64)

Описание переменной (размерность)

K

Double

Коэффициент перевода значения переменной в СИ

Source

Char(24)

Источник хранения переменной

 

Таблица 4.8 - Содержание таблицы списка дополнительных таблиц (ERITables)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PTbl

Integer

Индекс таблицы

New

Boolean

Признак таблицы - базовая или нет

ERIKind

Integer

Признак принадлежности к классу ЭРИ, например: таблица предназначена для хранения параметров любого ЭРИ или, например, конденсатора и т.п.

PKey

Boolean

Признак принадлежности к сокращенному типу ЭРИ или к полной условной записи

ERIMModel

Integer

Признак принадлежности к варианту установки ЭРИ (любой вариант установки, вариант установки 1-21, пользовательский вариант установки ЭРИ)

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки ЭРИ

Tbl_v

Boolean

Признак таблицы - номограмма или нет

Tbl_r

Boolean

Признак наличия таблицы достоверности

ParamIn

Char(64)

Описание входных параметров или входного и выходного параметров для номограммы

TblName

Char(24)

Наименование таблицы

Note

Char(128)

Наименование таблицы

Примечание - Входные параметры (для задания функциональных зависимостей значений таблицы) описываются следующим образом: var1|var2| и т.д.

 

Таблица 4.9 - Содержание таблицы описания структур дополнительных таблиц (ERITableStruct)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PTbl

Integer

Индекс таблицы

VarName

Char(8)

Наименование переменной

VarValue

Double

Значение входной переменной (для номограммы)

VarNote

Char(64)

Описание переменной

EditMode

Boolean

Режим ввода значения переменной (выбирается из таблицы, задается пользователем, задается пользователем или выбирается из таблицы)

SQL

Char(128)

Запрос при выборе переменной из таблицы

FieldIndex

Short

Номер поля результата

SourceIndex

Short

Номер поля для организации поиска при выборе переменной из таблицы

FieldsName

Char(64)

Описание полей запроса

 

Таблица 4.10 - Содержание таблицы сокращенных типов, ТУ, шаблонов записи (ERIPKey)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

ERIGroup

Integer

Индекс группы ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

PKeyName

Char(32)

Обозначение сокращенного типа

TU

Char(32)

Номер ТУ

Shablon

Char(64)

Шаблон записи полного условного обозначения ЭРИ

PCount

Short

Количество параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ

MCount

Short

Количество вариантов установки ЭРИ

ERICount

Integer

Количество ЭРИ данного типа, для которых заданы параметры в БД

PPin

Integer

Индекс материала выводов

PinName

Char(32)

Наименование материала выводов

PGIue

Integer

Индекс материала лака или клея

GlueName

Char(32)

Наименование материала лака или клея

Bct

Char(16)

Тип сечения корпуса (круглое, прямоугольное, кольцеобразное, пленочный элемент)

Pct

Char(16)

Тип сечения выводов (круглое, прямоугольное, без выводов)

Owner

Boolean

Признак зависимости геометрических и других параметров ЭРИ от значений параметров, входящих в полную условную запись

Примечание - Шаблон записи полного условного обозначения следует задавать следующим образом: [0]-[1][2]-[3] [TU], где число в квадратных скобках - значение параметра с соответствующим номером (0 - сокращенный тип), TU - ТУ; все символы, не заключенные в квадратные скобки, в таком же порядке входят в полную условную запись ЭРИ.

 

Таблица 4.11 - Содержание таблицы возможных вариантов установки типа (ERIPKeyMounting)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

ERIKey

Integer

Индекс ЭРИ (только в случае невлияния параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ, на типоразмер)

 

Таблица 4.12 - Содержание таблицы параметров, входящих в полную условную запись (ERIPKeyParam)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

NParam

Short

Номер параметра, входящего в полную условную запись ЭРИ

ERIParamCode

Integer

Код параметра

PInf

Boolean

Влияние параметра на типоразмер

 

Таблица 4.13 - Содержание таблицы возможных значений параметров, входящих в полную условную запись ЭРИ для типа (ERIPKeyParamValue)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

ERIParamCode

Integer

Код параметра

ERIParamValue

Char(16)

Возможное значение параметра

 

Таблица 4.14 - Содержание таблицы цвета конструктивных параметров ЭРИ: корпуса, выводов, лака, клея, элементов крепления - для типа (ERIPKeyColor)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

CBox

Integer

Цвет корпуса

CPin

Integer

Цвет выводов

CGIue

Integer

Цвет лака или клея

CBondltem

Integer

Цвет крепления

UsePinMaterialColor

Boolean

Признак использования оптических свойств материла* выводов

UseGlueMaterialColor

Boolean

Признак использования оптических свойств материла* лака или клея

 

           

Таблица 4.15 - Содержание таблицы полной условной записи (вида) ЭРИ (ERISKey)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

SKey

Integer

Индекс полной условной записи ЭРИ

SKeyName

Char(128)

Полная условная запись ЭРИ

 

Таблица 4.16 - Содержание таблицы значений параметров, входящих в полную условную запись вида ЭРИ (ERISKeyParamValue)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

SKey

Integer

Индекс полной условной записи ЭРИ

ERIParamCode

Integer

Код параметра, входящего в полную условную запись

ERIParamValue

Char(16)

Значение параметра

 

Таблица 4.17 - Содержание таблицы вариантов установки видов ЭРИ (ERIKey)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKind

Integer

Индекс класса ЭРИ

PKey

Integer

Индекс сокращенного типа

SKey

Integer

Индекс полной условной записи ЭРИ

ERIKey

Integer

Индекс элемента

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

 

Таблица 4.18 - Содержание таблицы параметров ЭРИ для моделирования тепловых и механических процессов (ERITMSParam)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKey

Integer

Индекс элемента

Psx

Double

Размер посадочного места по оси X

Psy

Double

Размер посадочного места по оси Y

Psz

Double

Размер посадочного места по оси Z

Spov

Double

Площадь поверхности ЭРИ, омываемой воздухом

M

Double

Масса ЭРИ с элементами крепления

G

Double

Цилиндрическая жесткость

Rtk

Double

Тепловое сопротивление крепления

Rtv

Double

Внутреннее тепловое сопротивление (p-n-перехода)

Ce

Double

Теплоемкость элемента

Kb

Double

Коэффициент черноты поверхности

TMax

Double

Максимальная допустимая температура корпуса

TMaxpn

Double

Максимальная допустимая температура p-n-перехода

TMin

Double

Минимальная допустимая температура корпуса

TMinpn

Double

Минимальная допустимая температура p-n-перехода

FMin

Double

Минимальная допустимая частота гармонической вибрации

FMax

Double

Максимальная допустимая частота гармонической вибрации

AVMax

Double

Максимальное допустимое ускорение гармонической вибрации

ASMax

Double

Максимальное допустимое ускорение ударного воздействия

ARSMax

Double

Максимальное допустимое ускорение удара многократного действия

ALMax

Double

Максимальное допустимое ускорение линейного ускорения

 

Таблица 4.19 - Содержание таблицы параметров модели варианта установки ЭРИ (ERIModelParam)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKey

Integer

Индекс элемента

Lx

Double

Размер корпуса по оси X

Wy

Double

Размер корпуса по оси Y

Hz

Double

Размер корпуса по оси Z

Bpx

Double

Смещение корпуса по оси X (в локальной системе координат посадочного места)

Bpy

Double

Смещение корпуса по оси Y

Bpz

Double

Смещение корпуса по оси Z

Bct

Char(16)

Тип сечения корпуса

Mb

Double

Масса корпуса

C0b

Double

Удельная теплоемкость корпуса

Pct

Char(16)

Тип сечения выводов

PN

Integer

Количество выводов

Pwx

Double

Размер сечения выводов по оси X

Pwy

Double

Размер сечения выводов по оси Y

Pstep

Double

Шаг выводов (для микросхем)

PL1

Double

Длина 1-го участка выводов

PL2

Double

Длина 2-го участка выводов

PL3

Double

Длина 3-го участка выводов

Pdist

Double

Расстояние между выводами

PX1

Double

Координата X установки 1-го вывода

PY1

Double

Координата Y установки 1-го вывода

PX2

Double

Координата X установки 2-го вывода

PY2

Double

Координата Y установки 2-го вывода

PX3

Double

Координата X установки 3-го вывода

PY3

Double

Координата Y установки 3-го вывода

PX4

Double

Координата X установки 4-го вывода

PY4

Double

Координата Y установки 4-го вывода

Mp

Double

Масса выводов

Rop

Double

Плотность материала выводов

Lampp

Double

Коэффициент теплопроводности материала выводов

C0p

Double

Удельная теплоемкость материала выводов

Rtkp

Double

Тепловое сопротивление выводов

Glsx

Double

Размер клеевого соединения по оси X

Glsy

Double

Размер клеевого соединения по оси Y

Glsz

Double

Размер клеевого соединения по оси Z

Mgl

Double

Масса клея или лака

Rogl

Double

Плотность материала клея

Lampgl

Double

Коэффициент теплопроводности материала клея или лака

C0gl

Double

Удельная теплоемкость материала клея

Rtkgl

Double

Тепловое сопротивление клея или лака

Mbi

Double

Масса элементов крепления

Rtkbi

Double

Тепловое сопротивление элементов крепления

C0bi

Double

Удельная теплоемкость элементов крепления

Примечания

 

1 Длины участков выводов ЭРИ задают согласно рисунку 4.2.

 

 

Рисунок 4.2 - Участки выводов ЭРИ

 

2 Четыре вывода являются крайними для микросхем. Координаты расположения остальных выводов определяются автоматически исходя из шага выводов (для микросхем).

 

Таблица 4.20 - Содержание таблицы вида ЭРИ сверху (ERI2DView)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKey

Integer

Индекс элемента

PCode

Short

Код примитива (см. таблицу 4.21)

P1

Double

1-й параметр примитива

P2

Double

2-й параметр примитива

P3

Double

3-й параметр примитива

P4

Double

4-й параметр примитива

 

Таблица 4.21 - Описание примитивов формирования изображения ЭРИ на плоскости

 

 

 

1 (линия)

2 (прямоугольник)

3 (эллипс)

Координата X начала

Координата X левого нижнего угла

Координата X левого нижнего угла

Координата Y начала

Координата Y левого нижнего угла

Координата Y левого нижнего угла

Координата X конца

Координата X правого верхнего угла

Координата X правого верхнего угла

Координата Y конца

Координата Y правого верхнего угла

Координата Y правого верхнего угла

 

Таблица 4.22 - Содержание таблицы вида ЭРИ в пространстве (ERI3DView)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIKey

Integer

Индекс элемента

PCode

Short

Код примитива (см. таблицу 4.23)

P1

Double

1-й параметр примитива

P2

Double

2-й параметр примитива

P3

Double

3-й параметр примитива

P4

Double

4-й параметр примитива

P5

Double

5-й параметр примитива

P6

Double

6-й параметр примитива

P7

Double

7-й параметр примитива

P8

Double

8-й параметр примитива

P9

Double

9-й параметр примитива

P10

Double

10-й параметр примитива

P11

Short

Код принадлежности примитива к конструктивному уровню ЭРИ [1 - корпус, 2 - выводы, 3 - лак (клей), 4 - крепление]

 

Таблица 4.23 - Описание примитивов формирования изображения ЭРИ на плоскости

 

 

 

 

1 (цилиндр)

2 (параллелепипед)

3 (линия)

4 (плоскость)

Смещение локальной системы координат по оси X

Смещение локальной системы координат по оси Y

Смещение локальной системы координат по оси Z

Поворот локальной системы координат вокруг оси X

Поворот локальной системы координат вокруг оси Y

Поворот локальной системы координат вокруг оси Z

Радиус нижнего основания

Размер по оси X

Координата X конца

Координата X правого верхнего угла

Радиус верхнего основания

Размер по оси Y

Координата Y конца

Координата Y правого верхнего угла

Высота

Размер по оси Z

Координата Z конца

-

Количество образующих

-

Толщина линии

-

Примечание - При задании линии начало располагают в начале локальной системы координат. При задании плоскости ее располагают в плоскости XoY, левый нижний угол - в начале локальной системы координат.

 

Таблица 4.24 - Содержание таблицы параметров материалов БЭ РТК и выводов ЭРИ (Materials)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PMaterial

Integer

Индекс материала

KodMaterial

Integer

Код материала (материал печатных узлов, несущих конструкций, выводов ЭРИ, лака или клея)

Name

Char(32)

Наименование материала

Pkod1

Integer

Индекс оптических свойств материала в таблице Colors

Pkod2

Integer

Цвет материала

Pkod3

Integer

Дополнительный индекс

Dz

Double

Толщина материала (только для печатных узлов)

Ex

Double

Модуль упругости по оси X

Ey

Double

Модуль упругости по оси Y

E45

Double

Модуль упругости под углом 45°

mux

Double

Коэффициент Пуассона по оси X

muy

Double

Коэффициент Пуассона по оси Y

mu45

Double

Коэффициент Пуассона под углом 45°

gam0

Double

Коэффициент механических потерь

gamk

Double

Коэффициент зависимости коэффициента механических потерь от напряжения

kUst

Double

Коэффициент усталости

Ro

Double

Плотность

C0

Double

Удельная теплоемкость

Lamp

Double

Коэффициент теплопроводности

kB

Double

Коэффициент черноты поверхности

Ext

Double

Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости по оси X

Eyt

Double

Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости по оси Y

E45t

Double

Коэффициент зависимости от температуры модуля упругости под углом 45°

gam0t

Double

Коэффициент зависимости от температуры коэффициента механических потерь (КМП)

gamkt

Double

Коэффициент зависимости от температуры коэффициента зависимости КМП от напряжения

Kat

Double

Температурный коэффициент линейного расширения

s1

Double

Максимальное допустимое напряжение при изгибе

s2

Double

Максимальное допустимое напряжение при сдвиге

s3

Double

Максимальное допустимое напряжение при срезе

s4

Double

Предел текучести

s5

Double

Предел прочности

s6

Double

Предел усталостной прочности

TMax

Double

Максимальная допустимая температура нагрева

TMin

Double

Минимальная допустимая температура охлаждения

Note

Char(28)

Примечание

 

Таблица 4.25 - Содержание таблицы оптических свойств материалов БЭ РТК и выводов ЭРИ (Colors)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PColor

Integer

Индекс цвета

Name

Char(32)

Наименование цвета

Color

Integer

Цвет

Ar

Short

Красная составляющая тонового цвета

Ag

Short

Зеленая составляющая тонового цвета

Ab

Short

Синяя составляющая тонового цвета

Dr

Short

Красная составляющая диффузного цвета

Dg

Short

Зеленая составляющая диффузного цвета

Db

Short

Синяя составляющая диффузного цвета

Da

Short

Коэффициент прозрачности

Sr

Short

Красная составляющая испускаемого цвета

Sg

Short

Зеленая составляющая испускаемого цвета

Sb

Short

Синяя составляющая испускаемого цвета

Er

Short

Красная составляющая зеркального цвета

Eg

Short

Зеленая составляющая зеркального цвета

Eb

Short

Синяя составляющая зеркального цвета

kSh

Short

Коэффициент зеркального отражения

 

Таблица 4.26 - Содержание таблицы моделей вариантов установки ЭРИ (MountingModels)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

ModelName

Char(80)

Описание модели

Psx

Char(64)

Размер посадочного места по оси X

Psy

Char(64)

Размер посадочного места по оси Y

Psz

Char(64)

Размер посадочного места по оси Z

Lx

Char(64)

Размер корпуса по оси X

Wy

Char(64)

Размер корпуса по оси Y

Hz

Char(64)

Размер корпуса по оси Z

Bpx

Char(64)

Смещение корпуса по оси X (в локальной системе координат посадочного места)

Bpy

Char(64)

Смещение корпуса по оси Y

Bpz

Char(64)

Смещение корпуса по оси Z

Bct

Char(16)

Тип сечения корпуса

Mb

Char(64)

Масса корпуса

C0b

Char(64)

Удельная теплоемкость корпуса

Pct

Char(16)

Тип сечения выводов

PN

Char(64)

Количество выводов

Pwx

Char(64)

Размер сечения выводов по оси X

Pwy

Char(64)

Размер сечения выводов по оси Y

Pstep

Char(64)

Шаг выводов (для микросхем)

PL1

Char(64)

Длина 1-го участка выводов

PL2

Char(64)

Длина 2-го участка выводов

PL3

Char(64)

Длина 3-го участка выводов

Pdist

Char(64)

Расстояние между выводами

PX1

Char(64)

Координата X установки 1-го вывода

PY1

Char(64)

Координата Y установки 1-го вывода

PX2

Char(64)

Координата X установки 2-го вывода

PY2

Char(64)

Координата Y установки 2-го вывода

PX3

Char(64)

Координата X установки 3-го вывода

PY3

Char(64)

Координата Y установки 3-го вывода

PX4

Char(64)

Координата X установки 4-го вывода

PY4

Char(64)

Координата Y установки 4-го вывода

Mp

Char(64)

Масса выводов

Rop

Char(64)

Плотность материала выводов

Lampp

Char(64)

Коэффициент теплопроводности материала выводов

C0p

Char(64)

Удельная теплоемкость материала выводов

Rtkp

Char(64)

Тепловое сопротивление выводов

Glsx

Char(64)

Размер клеевого соединения по оси X

Glsy

Char(64)

Размер клеевого соединения по оси Y

Glsz

Char(64)

Размер клеевого соединения по оси Z

Mgl

Char(64)

Масса клея или лака

Rogl

Char(64)

Плотность материала клея

Lampgl

Char(64)

Коэффициент теплопроводности материала клея или лака

C0gl

Char(64)

Удельная теплоемкость материала клея

Rtkgl

Char(64)

Тепловое сопротивление клея или лака

Mbi

Char(64)

Масса элементов крепления

Rtkbi

Char(64)

Тепловое сопротивление элементов крепления

C0bi

Char(64)

Удельная теплоемкость элементов крепления

M

Char(64)

Масса элемента

Spov

Char(64)

Площадь поверхности элемента, омываемая воздухом

Rtk

Char(64)

Тепловое сопротивление крепления

Ce

Char(64)

Теплоемкость элемента

_ap1

Char(64)

Дополнительный 1-й параметр

...

Char(64)

...

_ap8

Char(64)

Дополнительный 8-й параметр

View

Graphic

Изображение варианта установки

 

Таблица 4.27 - Содержание таблицы наличия выводов, лака или клея для вариантов установки ЭРИ (MountingModelPG)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

PinExists

Boolean

Признак наличия выводов

GlueExists

Boolean

Признак наличия клея (лака)

 

Таблица 4.28 - Содержание таблицы описания изображения ЭРИ на плоскости (MountingModel2DView)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

PCode

Short

Код примитива (см. таблицу 4.21)

P1

Char(64)

1-й параметр примитива

P2

Char(64)

2-й параметр примитива

P3

Char(64)

3-й параметр примитива

P4

Char(64)

4-й параметр примитива

Count

Char(64)

Количество повторов примитива

 

Таблица 4.29 - Содержание таблицы описания изображения ЭРИ в пространстве (MountingModel3DView)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

ERIMModel

Integer

Номер варианта установки

PModel

Integer

Номер модели для варианта установки

PCode

Short

Код примитива (см. табл.4.23)

P1

Char(64)

1-й параметр примитива

P2

Char(64)

2-й параметр примитива

P3

Char(64)

3-й параметр примитива

P4

Char(64)

4-й параметр примитива

P5

Char(64)

5-й параметр примитива

P6

Char(64)

6-й параметр примитива

P7

Char(64)

7-й параметр примитива

P8

Char(64)

8-й параметр примитива

P9

Char(64)

9-й параметр примитива

P10

Char(64)

10-й параметр примитива

P11

Short

Код принадлежности примитива к конструктивному уровню ЭРИ

Count

Char(64)

Количество повторов примитива

 

Таблица 4.30 - Содержание таблицы описания структуры модели ЭРИ для пользовательского варианта установки (MountingModelUserParam)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PModel

Integer

Номер модели для пользовательского варианта установки

VarName

Char(8)

Наименование переменной

VarResult

Char(80)

Формула для расчета переменной

LastValue

Char(16)

Последнее значение переменной

EditMode

Short

Режим ввода переменной

SQL

Char(128)

Запрос при выборе переменной из таблицы

FieldIndex

Short

Номер поля результата

SourceIndex

Short

Номер поля для организации поиска при выборе переменной из таблицы

FieldsName

Char(64)

Описание полей запроса

 

Таблица 4.31 - Содержание таблицы моделей вариантов установки ЭРИ, определенных пользователем (MountingModelUser)

 

 

 

Обозначение

Тип поля

Описание

PModel

Integer

Номер модели для пользовательского варианта установки

ModelName

Char(80)

Описание модели

Bct

Char(16)

Тип сечения корпуса

Pct

Char(16)

Тип сечения выводов

ViewL

Graphic

Вид ЭРИ на плоскости слева

ViewU

Graphic

Вид сверху

View

Graphic

Вид в пространстве

 

Рассмотрим применение БД на примере конденсатора постоянной емкости оксидно-полупроводникового К53-7.

 

Шаблон полной условной записи ЭРИ - [0]-[1]-[2][3]-[4] [TU], где

 

- [0] - сокращенный тип (К53-7);

 

- [1] - номинальное напряжение (15, 30 В) - влияет на типоразмер;

 

- [2] - номинальная емкость (0,1; 0,47; 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8; 10,0; 15,0; 22,0; 33,0; 47,0 мкФ) - влияет на типоразмер;

 

- [3] - допустимое отклонение емкости (±10%, ±20%, ±30%) - не влияет на типоразмер;

 

- [4] - климатическое исполнение (В) - не влияет на типоразмер;

 

- [0] - ТУ (ОЖ0.464.043 ТУ).

 

Конденсатор может быть установлен на печатную плату согласно вариантам N 1, 3, 4.

 

Рассмотрим вариант установки N 3 (рисунок 4.3).

 

Модель ЭРИ варианта установки N 3 для круглого сечения корпуса и выводов представлена в таблице 4.32, модель для формирования изображения ЭРИ на плоскости - в таблице 4.33, для формирования изображения в пространстве - в таблице 4.34.

 

 

 

 

Рисунок 4.3 - Внешний вид ЭРИ с круглыми сечениями корпуса и выводов для варианта установки N 3

Таблица 4.32 - Модель ЭРИ варианта установки N 3 (круглое сечение корпуса и выводов)

 

 

 

Переменная

Описание переменной

Определение переменной

Параметры элемента

 

Размер посадочного места по оси X, мм

Задается пользователем

 

Размер посадочного места по оси Y, мм

Hz

 

Размер посадочного места по оси Z, мм

Hz

М

Масса, г

Задается пользователем

Параметры корпуса

 

Размер корпуса по оси X, мм

Задается пользователем

 

Размер корпуса по оси Y, мм

Hz

 

Размер корпуса по оси Z, мм

Задается пользователем

 

Смещение корпуса по оси X, мм

 
 

Смещение корпуса по оси Y, мм

0

 

Смещение корпуса по оси Z, мм

0

 

Сечение корпуса

Круглое

Mb

Масса корпуса, г

 

C0b

Удельная теплоемкость корпуса, Дж/(кг·К)

Задается пользователем или выбирается из таблицы

Параметры выводов

 

Сечение выводов

Круглое

PN

Количество выводов

2

 

Размер сечения выводов по оси X, мм

Задается пользователем

 

Размер сечения выводов по оси Y, мм

 

PL1

Длина 1-го участка выводов, мм

 

PL2

Длина 2-го участка выводов, мм

 
 

Расстояние между выводами, мм

 

PX1

Координата X установки 1-го вывода, мм

0

PY1

Координата установки 1-го вывода, мм

 

PX2

Координата Х установки 2-го вывода, мм

 

PY2

Координата установки 2-го вывода, мм

 
 

Масса выводов, г

 
 
Плотность материала выводов, кг/м
 

Задается пользователем или выбирается из таблицы

Lampp

Коэффициент теплопроводности, Вт/(К·м)

Задается пользователем или выбирается из таблицы

 

Удельная теплоемкость, Дж/(кг· К)

Задается пользователем или выбирается из таблицы

Rtkp

Тепловое сопротивление выводов, К/Вт

 

Параметры клея (лака)

Glsx

Длина клеевого соединения, мм

 

Glsy

Ширина клеевого соединения, мм

 

Glsz

Толщина клеевого соединения, мм

Задается пользователем

Mgl

Масса клея, г

 

Rogl

Плотность клея, кг/м
 

Задается пользователем или выбирается из таблицы

Lampgl

Коэффициент теплопроводности, Вт/(К·м)

Задается пользователем или выбирается из таблицы

 

Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)

Задается пользователем или выбирается из таблицы

Rtkgl

Тепловое сопротивление клея, К/Вт

 

Расчетные параметры

Spov

Площадь поверхности, омываемая воздухом, мм
 
 

Rtk

Тепловое сопротивление крепления, К/Вт

 

Ce

Теплоемкость элемента, Дж/К

 

 

Таблица 4.33 - Модель для формирования изображения ЭРИ на плоскости (вариант установки N 3, круглое сечение выводов и корпуса)

 

 

 

 

 

 

PCode

Р1

Р2

РЗ

Р4

Count

1

0

 

PL2

 

1

1

 
 
 
 

1

2

PL2

0

 

0

1

 

Возьмем конденсатор К53-7-30В-4,7мкФ±30%-В ОЖ0.464.043 ТУ на номинальное напряжение 30 В, номинальной емкости 4,7 мкФ с допустимым отклонением емкости ±30%, всеклиматического исполнения "В". Исходные параметры данного ЭРИ указаны в таблице 4.34, материал выводов - медь, клея - Д9.

 

Таблица 4.34 - Параметры конденсатора К53-7-30В-4,7мкФ±30%-В ОЖ0.464.043 ТУ

 

 

 

Переменная

Значение

Размерность

 

32,5

мм

М

11

г

 

27,5

мм

 

7,5

мм

C0b

500

Дж/(кг·К)

 

0,9

мм

 

8930

кг/м
 

Lampp

386

Вт/(К·м)

 

391

Дж/(кг·К)

Glsz

0,25

мм

Rogl

1300

кг/м
 

Lampgl

0,8

Вт/(К·м)

 

1600

Дж/(кг·К)

 

Остальные параметры рассчитаны автоматически согласно модели варианта установки ЭРИ и представлены в таблице 4.35. Условное графическое изображение конденсатора на плоскости и в пространстве также получено автоматически и представлено на рисунках 4.4 и 4.5.

 

Таблица 4.35 - Параметры конденсатора К53-7-30В-4.7мкФ±30%-В ОЖ0.464.043 ТУ

 

 

 

Переменная

Значение

Размерность

 

7,5

мм

 

7,5

мм

 

7,5

мм

 

2,5

мм

 

0

мм

 

0

мм

Mb

10,929

г

PN

2

-

 

0,9

мм

PL1

3,75

мм

PL2

2,5

мм

 

32,5

мм

PX1

0

мм

PY1

3,75

мм

PX2

32,5

мм

PY2

3,75

мм

 

0,071

г

Rtkp

12,73

К/Вт

Glsx

27,5

мм

Glsy

2,69

мм

Mgl

0,024

г

Rtkgl

4,22

К/Вт

Spov

736,31

мм
 

Rtk

3,17

К/Вт

Ce

5,53

Дж/К