Разработка учебно-исследовательского комплекса для экспертных испытаний и контроля качества новых функциональных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, кандидат наук Ефремов, Николай Юрьевич

• Ефремов, Николай Юрьевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Ефремов, Николай Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

1.1 Особенности разработки и применения новых функциональных материалов приборостроения

1.2 Анализ состояния исследований характеристик и оценки показателей качества при испытаниях новых функциональных материалов

1.2.1 Анализ существующих проблем разработки и применения новых функциональных материалов

1.2.2 Проблема оптимизации испытаний функциональных материалов

1.3 Показатели качества функциональных материалов

1.4 Концепция проведения экспертных испытаний функциональных материалов и оценка эффективности их проведения

1.4.1 Основные положения концепции проведения экспертных испытаний

1.4.2 Оценка эффективности проведения экспертных испытаний по методологии теории эффективности операций

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМУ КОМПЛЕКСУ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ

2.1 Виды испытаний и требования к ним

2.2 Анализ требований нормативной документации к методам испытаний, выбранных для реализации в комплексе

2.2.1 Требования к методам механических испытаний материалов

2.2.2 Требования к методам электрических испытаний композиционных материалов

2.2.3 Требования к методам теплофизических испытаний композиционных материалов

2.3 Основное оборудование и вспомогательные элементы комплекса для проведения экспертных испытаний

2.4 Требования к программному обеспечению обработки результатов экспертных испытаний

2.5 Состав и структура учебно-исследовательского комплекса,

соответствующего установленным требованиям

Выводы к главе 2

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1 Последовательность обоснования применимости методов исследований

3.2 Описание разработанных методик исследований показателей качества материалов

3.2.1 Основные положения методик испытаний показателей качества и характеристик функциональных материалов

3.2.2 Методики исследований механических характеристик образцов соединений и материалов

3.2.3 Методика исследований электрических характеристик материалов

3.2.4 Методика исследований теплофизических характеристик материалов

3.3 Результаты калибровки основного испытательного оборудования

3.4 Отработка методик испытаний

3.4.1. Отработка методики механических испытаний материалов

3.4.2. Отработка методики электрических испытаний материалов

Выводы к главе 3

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ОБРАЗЦОВ НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1 Общие сведения об образцах новых материалов диэлектрических покрытий

4.2 Оценка влияния дисперсности и структуры фазы наполнителя на значения характеристик композиционных материалов

4.2.1 Факторы, влияющие на показатели качества полимерных композиционных материалов

4.2.2 Анализ результатов исследований влияния дисперсности и структуры фазы наполнителя на свойства

4.3 Анализ результатов исследований материалов диэлектрических покрытий

4.4 Рекомендации разработчикам и пользователям функциональных материалов

4.5 Оценка эффективности проведения экспертных испытаний и оценки качества функциональных материалов на учебно-исследовательском

комплексе

Выводы к главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Фрагменты исходного кода программы для ЭВМ «Обработка результатов экспертных испытаний функциональных

материалов»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Методика калибровки автоматизированной системы

измерений параметров нагружения на разрывной машине

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Экранные формы программы для ЭВМ «Обработка результатов экспертных испытаний функциональных материалов»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты аппроксимации зависимостей электрического сопротивления образцов композиционных материалов от времени выдержки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка учебно-исследовательского комплекса для экспертных испытаний и контроля качества новых функциональных материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

Диссертационная работа посвящена реализации концепции экспертных испытаний и контроля качества новых функциональных материалов, применяемых в приборостроении на стадиях разработки материалов и их применения в изделиях.

В настоящее время в приборостроении существует объективная потребность в новых функциональных материалах (область применения соответствует уникальным свойствам материалов), что подтверждается в «Стратегии инновационного развития РФ на период до 2020 года», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 8 декабря 2011 г. № 2227-р.

В работе рассмотрены два типа таких материалов: материалы неразъемных соединений и диэлектрические покровные материалы -компаунды. Характеристики материалов определяют соответствующие показатели их качества, основными из которых являются показатели функционального назначения.

Для припоев и клеев характерна проблема недостаточности информации о характеристиках, описывающих свойства соединений в конкретных конструкциях, для обоснованного выбора материала к применению в изделии. Обобщенной характеристикой, определяющей качество и надежность материалов и соединений, является конструктивная прочность.

Разработку новых образцов подобных материалов осуществляют инновационные предприятия различных форм собственности и с разным объемом выпуска продукции, в том числе малые предприятия. Контроль качества разрабатываемой продукции основывается на результатах объективного определения ее характеристик в процессе испытаний на

различных стадиях жизненного цикла. Информативность описания характеристик и свойств создаваемого материала должна быть достаточной для принятия обоснованного и квалифицированного решения о его пригодности для конкретного использования.

Малые предприятия, разрабатывающие новые образцы функциональных материалов, не имеют возможности создавать собственную испытательную базу для оценки всех показателей качества материалов и проводить испытания в соответствующих объемах. Для данных предпр1штий одной из приоритетных задач для повышения конкурентоспособности является минимизация затрат на создание и исследование характеристик материалов. Поэтому существует проблема оптимизации испытаний на основе формирования ограниченного набора изучаемых и контролируемых характеристик материалов.

Таким образом, к проблемам, замедляющим внедрение новых функциональных материалов в приборостроении, следует отнести:

- отсутствие информации о характеристиках новых материалов неразъемных соединений (припои и клеи, широкая номенклатура которых находится в обращении на рынке), достаточной для оценки конструктивной прочности соединений в конкретных конструкциях;

- отсутствие у малых инновационных предприятий - разработчиков новых покровных составов достаточных ресурсов для исследования характеристик и контроля качества создаваемой продукции, вследствие чего одним их эффективных путей повышения конкурентоспособности таких предприятий является минимизация затрат на создание и исследование характеристик материалов.

В качестве возможного варианта решения этих проблем предлагается концепция экспертных испытаний и контроля качества новых материалов.

Концепция базируется на обеспечении приемлемой информативности описания материала в отношении цели его применения при минимальном

объеме испытаний и ресурсов, достаточном для получения результата с приемлемой точностью, достоверностью и представительностью. Реализация концепции базируется на разработке и внедрении учебно-исследовательского комплекса, обеспеченного методиками исследований наиболее значимых показателей качества функциональных материалов.

Поэтому тема диссертации представляется актуальной в научном и практическом плане.

Это соображение согласуется с характеристикой проблемы в Федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы», утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации от 21 мая 2013 г. № 426, а также с Паспортом Стратегии инновационного развития РФ, где в п. VII.4 к основным тенденциям мирового технологического развития до 2020 года отнесено «широкое внедрение материалов со специальными свойствами».

Среди авторов наиболее значимых исследований свойств и характеристик назначения функциональных материалов, следует отметить: С.Н. Лоцманова, И.Е. Петрунина, А.Н. Парфенова, Ж.-Ж. Вильнава, Ч. Кейгла, А.П. Петрову, Н.Ф. Лукину, М. Шетца, М. Ричардсона, В.Г. Шевченко, A.A. Берлина, Б.М. Тареева и др.

Работа выполнена в рамках инициативной НИР «Разработка учебно-исследовательского комплекса для исследований, экспертных испытаний и контроля качества новых функциональных и конструкционных материалов», частично финансируемой Министерством образования и науки РФ (тема № Е1-Н2-2553, ФГБОУ ВПО «Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова. 2012 г.»).

В работе решена актуальная научно-прикладная задача разработки учебно-исследовательского комплекса (УИК) для эффективного проведения экспертных испытаний и контроля качества новых функциональных

материалов (материалов неразъемных соединений и теплопроводящих диэлектрических покрытий).

Цель работы заключается в разработке учебно-исследовательского комплекса как методической основы экспертных испытаний новых функциональных материалов приборостроения и контроля их качества.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обосновать концепцию организации эффективных экспертных испытаний функциональных материалов.

2. Сформулировать технические требования к составу и структуре исследовательского комплекса.

3. Разработать необходимое оборудование и программное обеспечение и укомплектовать комплекс.

4. Разработать методики калибровки оборудования, входящего в состав учебно-исследовательского комплекса, и типовые методики исследований служебных (механических и электрических) характеристик материалов.

5. Провести калибровку оборудования, отработку методик испытаний функциональных материалов.

6. Провести экспертные испытания новых функциональных материалов.

7. Сформулировать рекомендации разработчикам и пользователям материалов по технологии изготовления материалов и контролю их качества.

Объект исследования:

Методы исследований характеристик функциональных материалов.

Объект исследования относится к области исследований по специальности 05.02.23: методы контроля и обеспечения качества продукции на стадиях разработки и эксплуатации.

Предмет исследования:

Концепция и методы эффективных экспертных испытаний показателей качества новых функциональных материалов приборостроения.

Научная новизна заключается в следующем:

• Предложена концепция проведения экспертных испытаний новых материалов.

• Сформулированы условия обеспечения эффективности проведения испытаний.

• Разработан комплекс оборудования и вспомогательных подсистем, позволяющий проводить экспертные испытания функциональных материалов.

• Разработано программное обеспечение, реализующее обработку экспериментальных данных испытаний в рамках комплекса.

• Разработаны и реализованы методики калибровки оборудования и исследований механических, электрических и теплофизических характеристик материалов.

• Получены характеристики (механические, диэлектрические, теплофизические) новых теплопроводящих диэлектрических покрытий на основе силикона; сформулированы рекомендации (технологические инструкции) по приготовлению и применению этих материалов.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в следующем:

• предложенная концепция применяется при описании разрабатываемых материалов с точки зрения их применимости, подборе материалов для конкретного применения, в том числе и на стадиях разработки объекта; при сравнении материалов, находящихся в обращении на рынке, по функциональным характеристикам и показателям качества;

• разработанный комплекс используется как для исследований характеристик новых функциональных материалов, так и в учебном процессе;

• разработанные методы исследований могут быть применены как в организациях-разработчиках, в том числе и в отношении инновационной продукции малых предприятий, так и в организациях, применяющих данные материалы;

• результаты испытаний и рекомендации использованы для корректировки технологии изготовления теплопроводящих диэлектрических покрытий с целью оптимизации их характеристик, а также важны при их использовании в элементах конструкций изделий приборостроения.

Методы исследования:

В работе использованы методы исследования эффективности операций, квалиметрического анализа, аппроксимации экспериментальных данных и оптимизации функциональных зависимостей, исследований и испытаний механических, электрических и теплофизических характеристик функциональных материалов приборостроения.

Достоверность и обоснованность научных положений и результатов работы обусловлена учетом требований международных и национальных стандартов и других нормативных документов в области испытаний продукции и контроля качества, использованием теоретических моделей и апробированных методов испытаний, применением аттестованных средств измерений и общепринятых методов обработки результатов измерений

Положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование концепции применения экспертных испытаний функциональных материалов для оценки их показателей назначения и важнейших показателей качества.

2. Структура и состав учебно-исследовательского комплекса, включающего основное оборудование и вспомогательные подсистемы.

3. Методики калибровки оборудования и исследований механических и электрических характеристик функциональных материалов.

4. Результаты испытаний функциональных материалов (характеристики новых составов функциональных материалов), предложения и рекомендации разработчикам и пользователям.

Внедрение результатов:

Результаты работы внедрены в ООО «Столп», ЗАО НПФ «Новые промышленные технологии», Фонде «Центр независимой потребительской экспертизы», а также в учебном процессе БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: II и IV Всероссийской научно-технической конференции «Фундаментальные основы баллистического проектирования» (СПб, БГТУ «ВОЕНМЕХ»; 2010, 2014); III и VI Международной научно-технической конференции «Молодежь. Техника. Космос» (СПб, БГТУ«ВОЕНМЕХ», 2011, 2014); IV Научно-практической конференции «Инновационные технологии и технические средства специального назначения» (СПб, БГТУ «ВОЕНМЕХ», 2011); 11 сессии Международной научно-технической школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов», (СПб, СПбИПМ, 2013 г.).

Личный вклад автора заключается в:

• обосновании концепции и формулировании условий эффективного проведения экспертных испытаний функциональных материалов для малых предприятий;

• разработке и реализации новой структуры комплекса для экспертных испытаний и контроля качества функциональных материалов;

• разработке методик исследований показателей качества материалов;

• проведении исследований и анализе их результатов и формулировании рекомендаций разработчикам и пользователям материалов.

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 9 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК. Поданы и зарегистрированы заявки на программу для ЭВМ, изобретение и полезную модель.

Структура и объем диссертационной работы

Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы из 74 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 187 страницах машинописного текста и содержит 27 таблиц и 38 рисунков.

ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

1.1 Особенности разработки и применения новых функциональных материалов приборостроения

Развитие наукоемких отраслей промышленности в современных условиях осуществляется достаточно быстрыми темпами вследствие внедрения в производство продукции новейших технологий. Для приборостроения одним из факторов развития является разработка и применение новых материалов, отвечающих текущим и перспективным требованиям.

Современные материалы, используемые в различных областях науки и техники, условно можно разделить на 2 группы: конструкционные и функциональные. Для конструкционных материалов наиболее важными являются механические и термические свойства. Что касается функциональных материалов, то однозначное определение данной группы в настоящее время еще не сформировано. В обобщенном виде функциональными называют материалы, которые обладают специфическими свойствами (механическими, оптическими, электрическими, магнитными и др.) и их комбинациями, в большинстве случаев недостижимыми в «обычных» материалах, и область применения которых соответствует указанным уникальным свойствам и их характеристикам [1].

В настоящее время проводятся масштабные исследования по разработке и внедрению в производство новых функциональных и конструкционных материалов. В том числе и материалов, рассматриваемых в данной работе:

• материалы, предназначенные для неразъемных соединений элементов конструкции - припои и клеи;

• материалы теплопроводящих диэлектрических покрытий — композиционные полимерные дисперсно-наполненные материалы.

Припои и сопутствующие материалы являются основой технологии пайки, при которой образуется неразъемное (паяное) соединение путем нагрева соединяемых основных материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затеканием припоя в зазор и последующей его кристаллизации [2]. В отличие от пайки конструкций, использование данной технологии в приборостроении и производстве изделий электронной техники имеет следующие характерные особенности. Это, прежде всего, большое количество отдельных соединений и их незначительные размеры. Для выполнения таких соединений используются групповые методы пайки. Все соединения в совокупности образуют часть конструкции изделия, называемую электрическим монтажом. Наиболее распространенным видом монтажа является печатный монтаж, при котором на диэлектрическом основании (печатной плате) с проводящим рисунком и контактными площадками (отверстиями) размещаются и закрепляются дискретные компоненты и микросхемы. В условиях постоянного совершенствования микроэлектронной технологии в целом, роста степени интеграции микросхем, увеличения функциональной насыщенности электронной аппаратуры происходит увеличение плотности печатного монтажа, что приводит к увеличению числа печатных проводников и уменьшению их площади.

Склеивание также широко применяется в приборостроении. К основным назначениям клеев в изделиях электронной техники относятся: фиксация компонентов и конструкционных элементов, герметизация электронного устройства, обеспечение электропроводности, а также получение определенных оптических характеристик соединения [3]. К числу наиболее востребованных виды клеев, применяемых в приборостроении,

относятся термостойкие, электропроводящие, оптически прозрачные, стойкие к воздействию перепада температур клеи [4].

Требуемый тепловой режим ответственных узлов и схем радиоэлектронных изделий обеспечивается за счет применения активных методов их охлаждения, одним из вариантов реализации которых является использование теплопроводящих компаундов. Заливочные

электроизоляционные компаунды представляют собой изоляционные составы, которые в исходном состоянии являются жидкими, а после нанесения на изделие отвердевают. Компаунды предназначены для корпусной и безкорпусной заливки электронных схем и микросборок в электро- и радиоаппаратуре с целью герметизации от внешней среды, электрической изоляции и обеспечения отвода тепла при эксплуатации [5].

1.2 Анализ состояния исследований характеристик и оценки показателей качества при испытаниях новых функциональных

материалов

1.2.1 Анализ существующих проблем разработки и применения новых функциональных материалов

При разработке и применении новых изделий в целом возникают типичные проблемы и трудности, связанные со сложностью рассматриваемых объектов. Применительно к рассматриваемым функциональным материалам приборостроения подобные проблемы, замедляющие их внедрение в производство, можно обобщить в виде четырех следующих групп:

• наличие нерешенных проблем по обеспечению требуемого качества и надежности материалов, находящихся в обращении на рынке;

• несоответствие характеристик материалов повышенным требованиям применения в современных и перспективных изделиях;

• недостаточность и невысокая достоверность данных о функциональных свойствах неразъемных соединений с применением новых марок припоев и клеев;

• необходимость проведения более глубоких исследований характеристик функциональных свойств на этапе разработки для более полного описания материала с точки зрения его применимости в изделиях.

Основной характеристикой, определяющей качество и надежность паяного и клеевого соединения в изделии, является его механическая прочность. В работе [6] представлены результаты анализа публикаций ведущих специалистов в области пайки материалов - С.Н. Лоцманова, И.Е. Петрунина, А.Н. Парфенова [7-10] по проблеме прочности паяных соединений. В частности, И.Е. Петрунин обращает внимание на недостаточность исследований, посвященных прочности паяных изделий, в том числе, в условиях внешних эксплуатационных воздействий. А. Н. Парфенов подробно рассматривает теорию прочности паяных соединений и показывает, что в большинстве случаев расчетных зависимостей недостаточно для оценки конструктивной прочности соединений изделий электроники, поскольку на нее влияют: соединяемые материалы, условия закрепления и направление действия внешних сил. Следует также отметить, что задача обеспечения требуемой прочности соединений усложнилась в связи с началом широкого применения бессвинцовых припоев и соответствующих изменений технологии пайки, согласованных с требованиями европейской директивы по экологической безопасности ЯоН8 [11].

При этом следует различать конструкционную прочность паяных соединений и заявляемые в справочной литературе и рекламной информации производителей механические характеристики припоев. Это объясняется тем, что действительные значения прочности соединений зависят от многих факторов конструктивного и технологического характера, а также от

характера протекания физико-химического взаимодействия при формировании конкретного соединения [12]. Таким образом, имеет место проблема описания характеристик прочности нового припоя таким образом, чтобы это имело отношение к конструктивной прочности соединений.

Что касается клеевых материалов, то их собственная прочность как характеристика их качества отдельно не рассматривается, однако проблема описания конструктивной прочности соединений с применением новых клеев также присутствует. Это связано с тем, что адгезионная прочность зон межфазного контакта материала клея зависит от склеиваемых материалов, состояния и свойств их поверхности и др. Поэтому исследования влияния различных факторов на механические характеристики клеевых соединений актуальны [13-15].

Оценка конструктивной прочности может быть проведена по результатам разрушающих испытаний соединений. Подобная объективная информация особенно важна для конструкторов в целях отбора припоя или клея для использования в конкретной конструкции при известных условиях эксплуатации. Для новых марок припоев и клеев информации о конструктивной прочности соединений недостаточно для обоснования их выбора для применения в конкретных конструкциях. Поэтому актуальной задачей является разработка методик испытаний и проведение исследований конструктивной прочности неразъемных соединений с использованием новых марок припоев и клеев для отбора и сравнения материалов по их качеству. При этом необходимо использовать ограниченный набор испытаний, позволяющих объективно оценивать характеристики соединений и материалов с приемлемой точностью и достоверностью и требования к проведению которых легко выполнимы.

Применение теплопроводящих заливочных компаундов направлено на обеспечение теплового режима работы ответственных узлов мощных электронных устройств. В определенных условиях заливка ответственного

компонента является единственным способом обеспечить требуемый теплоотвод и уменьшить полное тепловое сопротивление на пути отвода тепла от кристалла [16]. Подобные меры являются важнейшим мероприятием по существенному повышению надежности проектируемых электронных устройств [17]. Находящиеся в обращении на рынке компаунды типа КТК и КПТД не в полной мере соответствуют современным требованиям по уровню теплопроводности (коэффициент теплопроводности не превышает 1,2 Вт/мК) [5, 18], поэтому актуальной является разработка материалов-аналогов с характеристиками, превышающими аналогичные показатели существующих материалов.

Подобные материалы представляют собой полимерные композиционные материалы, наполненные различными дисперсными (порошкообразными) наполнителями. Связующим, или матрицей, являются силиконовые каучуки, обеспечивающие уникальные эксплуатационные свойства (в частности, рабочую температуру длительного применения до 200 С и кратковременно — до 300-350°С) [19]. Введение наполнителей в матрицу позволяет существенно улучшить исходные свойства полимера и обеспечить требуемый уровень характеристик композиции [20- 23].

В соответствии с назначением, данные материалы должны обеспечивать электрическую изоляцию и герметичность покрытой зоны. Поэтому при разработке и контроле качества данных материалов нужно также оценивать их электрические и механические свойства, для чего необходима разработка методик, соответствующих требованиям стандартов.

1.2.2 Проблема оптимизации испытаний функциональных материалов

К числу организаций-разработчиков новых образцов материалов теплопроводящих диэлектрических покрытий относятся инновационные предприятия различных форм собственности и с разным объёмом выпуска продукции, в том числе малые предприятия. Создаваемый материал должен

быть описан с такой степенью информативности, чтобы данных о характеристиках его свойств было достаточно для решения о его пригодности для конкретного использования. Для данных предприятий в целях повышения конкурентоспособности важно обеспечить минимизацию затрат на описание материалов. В отличие от крупных и средних производственных организаций, малые предприятия, разрабатывающие новые образцы функциональных материалов, не имеют возможности создавать собственную испытательную базу для оценки всех показателей качества материалов и проводить испытания в соответствующих объемах. Таким образом, существует проблема оптимизации проведения испытаний для малых предприятий, суть которой заключается в обосновании и формировании ограниченного набора изучаемых и контролируемых характеристик материалов при исследованиях и контроле их качества.

Вариантом решения обозначенной проблемы для малых предприятий является проведение экспертных испытаний [24], при которых оценке подлежат только наиболее значимые показатели качества материала с точки зрения его применения в изделии. Поясним основные аспекты, связанные с трактовкой экспертных испытаний в рамках установившейся технической терминологии.

• Экспертные испытания - это испытания, включающие определение характеристик или параметров объективными методами с целью обоснования экспертного заключения или решения.

• Экспертное заключение (решение) - это вывод, сделанный по результатам экспертизы.

• Экспертиза - это исследование и оценка характеристик или свойств продукции (объекта экспертизы), а также соответствие их требованиям, с привлечением квалифицированных и подготовленных специалистов -экспертов, результатом которой является экспертное заключение.

В результате экспертных испытаний могут быть оценены показатели качества объекта испытаний. С этой точки зрения целесообразно сформулировать концепцию проведения экспертных испытаний на основе введения и обоснования условий эффективности их проведения, имея в виду, в первую очередь, достижение поставленной в испытаниях цели.

Каждый из указанных материалов описывается совокупностью характеристик, наиболее полный и исчерпывающий перечень которых, как правило, изложен в ТУ или других видах НД.

1.3 Показатели качества функциональных материалов

Совокупность характеристик материалов можно классифицировать по различным критериям. С точки зрения методов управления качеством наиболее общей является классификация характеристик объекта по показателям его качества. Виды показателей качества и методы их оценки регламентированы требованиями нормативной документации [25]. Оценка качества с применением его показателей составляет предметную область квалиметрии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ефремов, Николай Юрьевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Курс лекций «Современные функциональные материалы» Третьяков Ю.Д. [Электронный ресурс] // Факультет наук о материалах МГУ им. М.В. Ломоносова. URL: http//old.fnm.msu.m/main.php?topic=12&show=33. (дата обращения 24.01.2014).

2. ГОСТ Р ИСО 857-2-2009. Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 2. Процессы пайки. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2009. -24 с.

3. Савельев А. Выбор силиконовых клеев-герметиков для сборки электроники/ А. Савельев // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. - 2001. - №1. - С. 39-42.

4. Лукина Н. Ф. Свойства и применение клеев в приборной технике / Н.Ф. Лукина, А.П. Петрова //Клеи. Герметики. Технологии. - 2005. - №11. - С. 11-16.

5. НОМАКОН - Теплопроводящие электроизоляционные материалы [Электронный ресурс]. URL: http://www.nomacon.by/new/kptd/kptd-kompaund.php (дата обращения 24.01.2014).

6. Ефремов Н.Ю. Прочность как фактор обеспечения качества и надежности низкотемпературной пайки / Н. Ю. Ефремов, В. Ш. Сулаберидзе // Молодежь, техника, космос. Труды III ОМНТК. - СПб, БГТУ, 2011 - С. 174-175.

7. Лоцманов, С.Н. Петрунин И.Е., Фролов В.П. Достижения и перспективы развития пайки / Пайка: опыт, искусство, наука. Сборник докладов научно-практических конференций за 1967-2002 гг. в двух томах. / Сост. Фролов В.П. и др. Том 1. - М.: Альфа Доминанта, 2005. - С. 11-16.

8. Петрунин, И.Е. Актуальные проблемы повышения эффективности производства паяных конструкций / Пайка: опыт, искусство, наука. Сборник докладов научно-практических конференций за 1967-2002 гг. в двух томах. / Сост. Фролов В.П. и др. Том 2. - М.: Альфа Доминанта, 2005. - С. 28-29.

9. Петрунин, И.Е. Резервы пайки / Пайка: опыт, искусство, наука. Сборник докладов научно-практических конференций за 1967-2002 гг. в двух томах. / Сост. Фролов В.П. и др. Том 1. - М.: Альфа Доминанта, 2005. - С. 30-31.

10. Парфенов, А.Н. Введение в теорию прочности паяных соединений / А.Н. Парфенов // Технологии в электронной промышленности. - 2008. - №2. - С. 4652.

П.Шапиро, JI. Внедрение европейской директивы RoHS / Л. Шапиро // Производство электроники. - 2006. - № 2. - С. 15-18.

12. Петрунин, И.Е. Металловедение пайки / И.Е. Петрунин, И.Ю. Маркова, A.C. Екатова. - М.: Металлургия, 1976.

13. Вильнав, Ж.-Ж. Клеевые соединения / Ж.-Ж. Вильнав. - М.: Техносфера, 2007.-384 с.

14. Кейгл, Ч. Клеевые соединения. Пер. с англ. / Под ред. Д.А. Кардашова -М.: Мир, 1971.-296 с.

15. Клеи и герметики / Под ред. Кардашова Д.А. - М.: Химия, 1978. — 200 с.

16. Исламгазина, Л. Применение различных материалов, обеспечивающих оптимальные тепловые режимы силовых полупроводниковых приборов, в том числе модулей и твердотельных реле / Л. Исламгазина // Силовая Электроника. -2005.-№3. с.-С. 96-99.

17. Ланцов, В. Надежность силовых устройств в России: мифы и реалии, проблемы и пути решения. Часть 3. / В. Ланцов, С. Эраносян // Силовая электроника. - 2009. - № 1. - С. 4-10.

18. Компаунды // НПК "СТЭП": лаборатория клеев, компаундов, герметиков и полимерных покрытий. URL: http://npostep.ru/Kompaund.htm (дата обращения: 19.12.2014).

19. Шетц, М. Силиконовый каучук / М. Шетц. - Ленинград: Химия, 1975. -

192 с.

20. Промышленные полимерные композиционные материалы. Пер. с англ. / Под ред. П. Г. Бабаевского.—М.: Химия, 1980.—472 е., ил.—Лондон Эплайд Сайенс Паблишер, 1977.

21. Галушко, А.И. Внутренние напряжения в герметизирующих компаундах РЭА / А.И. Галушко. - М.: Советское радио, 1974. - 104 с.

22. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. - Ленинград: Энергия, 1974. - 264 с.

23. Чудновский, А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. - М.: Физматгиз, 1962. - 456 с.

24. Ефремов, Н.Ю. Организация экспертных испытаний для оценки показателей качества новых функциональных материалов / Н. Ю. Ефремов, В.А. Михеев, В.Д. Мушенко, В. Ш. Сулаберидзе // Век качества. - 2014. - №4. - С. 8183.

25. ГОСТ 15467-79. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения. - М.:Стандартинформ, 2009. - 22 с.

26. ГОСТ 21930-76. Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008. - 10 с.

27. ГОСТ 21931-76. Припои оловянно-свинцовые в изделиях. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. — 9 с.

28. Клей КДС-17 // НПК "СТЭП": лаборатория клеев, компаундов, герметиков и полимерных покрытий. URL: http://www.npostep.ru/kdsl7.htm (дата обращения: 19.12.2014).

29. ТУ 38.103508-81 Компаунды кремнийорганические типа "Виксинт". Технические условия. - 25 с.

30. Компаунд заливочный теплопроводный КТК-1// НПК "СТЭП": лаборатория клеев, компаундов, герметиков и полимерных покрытий. URL: http://www.npostep.ru/ktkl.htm (дата обращения: 19.12.2014).

31. ГОСТ 4.73-81. Система показателей качества продукции. Материалы электроизоляционные твердые. Номенклатура показателей. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 17 с.

32. Квалиметрический анализ: учебное пособие / Ю.Г. Мурашев, A.A. Гайков-Алехов. - СПб: Балт. гос. техн. ун-т, 2006. - 108 с.

33. ГОСТ 16504-81. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. -М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 22 с.

34. Надежность и эффективность в технике. Справочник: В 10 т. Т 3. Эффективность технических систем / Под общей редакцией В.Ф. Уткина, Ю.В. Крючкова. -М.: Машиностроение, 1988.-328 с.

35. Распределение Парето. // Википедия - свободная энциклопедия. https://ш.wikipedia.org/wiki/Pacпpeдeлeниe_Пapeтo. (дата обращения 24.12.2014).

36. ГОСТ 28830-90 (ИСО 5187-85) Соединения паяные. Методы испытаний на растяжение и длительную прочность. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2005.-31 с.

37. ГОСТ 14759-69. Клеи. Метод определения прочности при сдвиге. — М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 14 с.

38. ГОСТ Р 54553-2011. Резина и термопластичные эластомеры. Определение упругопрочностных свойств при растяжении.

39. ГОСТ 28840-90. Машины для испытаний материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1993. - 8 с.

40. ГОСТ Р 50344-92. Материалы электроизоляционные твердые. Методы испытаний для определения сопротивления изоляции. - М.: Издательство стандартов, 1993. - 12 с.

41. Казарновский, Д.М. Испытания электроизоляционных материалов и изделий: учебник для техникумов / Д.М. Казарновский, Б.М. Тареев. — JL: Энергия, 1980.-216 с.

42. ГОСТ Р 50499-93 (МЭК 93-80) Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения удельного объемного и поверхностного сопротивления. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1993. - 25 с.

43. ГОСТ 6433.2-71 (СТ СЭВ 2411-80) Материалы электроизоляционные твердые. Методы электрических испытаний. Сб. ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1994.-С. 10-29.

44. Корицкий, Ю.В. Основы Физики диэлектриков: Учебник для электромеханических техникумов /Ю.В. Корицкий. — М.: Энергия, 1979. — 248 с.

45. Пластмассы. Методы определения теплофизических характеристик в интервале температур от минус 100 до плюс 400 °С: Сб. ГОСТов. ГОСТ 23630.179, ГОСТ 23630.2-79, ГОСТ 23603.3-79. - М.: Издательство стандартов, 1979. - С. 9-16

46. Ефремов, НЛО. Создание автоматизированного испытательного оборудования на базе разрывной машины / Н. Ю. Ефремов, В. Ш. Сулаберидзе // Фундаментальные основы баллистического проектирования: сборник трудов конференции [в 2 т.]: посвящ. 100-летию со дня рождения И. П. Гинзбурга. Т. II / БГТУ, 2010-С. 132-139.

47. Корчков Ю.Н., Мокеичев A.M., Сулаберидзе В.Ш. и др. Универсальный модуль сопряжения датчиков внутриреакторных измерений с компьютером // Датчики и системы. - 2003. - № 7. - С. 38-41

48. Аттетков, А. В. Методы оптимизации : учеб. для вузов / А. В Аттетков, С. В. Галкин, В. С. Зарубин ; под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко. - 2-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 440 с. (Сер. Математика в техническом университете; Вып. XIV).

49. Линник, Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений/ Ю. В.Линник. — 2-е изд. — М.: Физматгиз, 1962. — 336 с. (математическая теория)

50. Аппроксимация априорно заданных данных с использованием метода наименьших квадратов (МНК (Least-Squares Method, LSM)) // [Персональная

страница Э.И.Ватутина]. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://evatutin.narod.ru/evatutin_lsm.pdf (дата обращения: 24.11.2014).

51. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - 9-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2003. - 479 с.

52. ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. - М.: Стандартинформ, 2012.- 34 с.

53. ГОСТ 19.301-79 Программа и методика испытаний. Требования к содержанию и оформлению. - М.: Стандартинформ, 2010. - 3 с.

54. ГОСТ Р 8.736-2011 Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. - М.: Стандартинформ, 2013.-23 с.

55. МИ 2720-2002 Государственная система обеспечения единства измерений.. Датчики тензорезисторные весоизмерительные. Методика поверки. -СПб.: ВНИИМ, 2002. - 12 с.

56. ГОСТ 26242-90. Системы числового программного управлеения. Преобразователи перемещений. Общие технические условия. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990. - 15 с.

57. ЛИР-15.000ТУ. Преобразователи линейных перемещений. Модели ЛИР-14, 15, 17, 19. Технические условия. - СПб: ОАО «СКБ ИС». - 23 с.

58. ГОСТ 2718-74. Гетинакс электротехнический листовой. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 22 с.

59. Материалы листовые теплопроводящие электроизоляционные НОМАКОН™ КПТД-2. [Электронный ресурс]. URL: http://nomacon.ru/products/thermally-insulating-materials/Hstovye-kptd-2. (дата обращения: 24.11.2014).

60. ГОСТ 24222-80. Пленка и лента из фторопласта-4. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1993. - 28 с.

61. Сулаберидзе, В.Ш. Эффективность применения наполнителя из полых стеклянных микросфер для повышения качества теплоизоляции зданий/ В. Ш. Сулаберидзе; БГТУ "ВОЕНМЕХ". - СПб., 2014. - 80 с.

62. Ефремов, НЛО. Отработка методики исследований механической прочности функциональных материалов / Н. Ю. Ефремов, В. Ш. Сулаберидзе // Инновационные технологии и технические средства специального назначения: труды конференции. БГТУ "ВОЕНМЕХ"; ред. сов. О. В. Арипова [и др.]. - СПб., 2012. - С. 60-63. - (Библиотека журнала "ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ"; № 13).

63. Ефремов, НЛО. Методика экспертных испытаний конструктивной прочности неразъемных соединений в приборостроении /Н. Ю. Ефремов // Одиннадцатая сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов». Сборник трудов / ИП МАШ РАН, СПб, 2013. - С. 178-183.

64. Ефремов, НЛО. Комплексное исследование свойств, определяющих качество новых композиционных функциональных материалов на основе силикона / Н. Ю. Ефремов // Молодежь, техника, космос. Труды VI ОМНТК. -СПб, БГТУ, 2014.-С. 112-113.

65. ГОСТ 13835-73. Каучук синтетический термостойкий низкомолекулярный СКТН. Технические условия. — М.: Издательство стандартов, 1992.-7 с.

66. ГОСТ 13032-77. Жидкости полиметилсилоксановые. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 18 с.

67. ГОСТ 9077-82. Кварц молотый пылевидный. Общие технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. — 8 с.

68. Михеев, В. А. Теплопроводность композиционного материала на основе силикона с различными наполнителями/ В.А. Михеев, В.Д. Мушенко, В.Ш. Сулаберидзе // Молодёжь. Техника. Космос: труды конференции/ БГТУ "ВОЕНМЕХ"; ред. К. М. Иванов, ред. сов. О. Г. Агошков [и др.]. - СПб., 2014. - С. 242-243.

69. Полиструктурная теория прочности композиционных материалов: метод. указ./Сост.: O.A. Киселева. - Тамбов: ТГТУ, 2013. - 22 с.

70. Ефремов, Н.Ю. Исследование влияния структуры и дисперсности фазы наполнителя на механические характеристики теплопроводящих полимерных композиционных материалов на основе силикона / Н. Ю. Ефремов, В.Д. Мушенко, В. Ш. Сулаберидзе // Качество. Инновации. Образование. - 2014. -№12.-С. 49-55.

71. Ефремов, Н.Ю. Исследование механических характеристик теплопроводящих диэлектрических покрытий на основе силикона / Н. Ю. Ефремов, В.Д. Мушенко, В. Ш. Сулаберидзе // «Шаг в будущее: теоретические и прикладные исследования современной науки» »: Материалы VI молодёжной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных 16-17 декабря 2014 года, г. Санкт-Петербург. - North Charleston, SC, USA: CreateSpace, 2014. - С. 49-55.

72. Федюкин, Д.Л. Технические и технологические свойства резин / Д.Л. Федюкин, Ф.А. Махлис. - М.: Химия, 1985. - 240 с.

73. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: уч. пособие /М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин и др.: под ред. A.A. Берлина. - СПб.: Профессия, 2008. - 560 с.

74. Обеспечение теплового режима работы полупроводниковых приборов и печатных устройств. [Электронный ресурс]. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://www.ostec-materials.ru/upload/iblock/b95/ b9546fa9996249f4134264d79299fb68.pdf. ( дата обращения 19.12.2014).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Фрагменты исходного кода программы для ЭВМ «Обработка результатов экспертных испытаний функциональных материалов»

Фрагмент 1

unit Unitl;

{$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ComCtrls, StdCtrls, Buttons, TAGraph, TASeries, Math, MDM, types;

type { TForml }

TForml = class(TForm) BitBtnl: TBitBtn; BitBtn2: TBitBtn; { Button 1: TButton;} B SFile: TButton; B_Mrasch: TButton; CB_MVyb: TComboBox; EMDlk: TEdit; E_MUsil: TEdit; E MObr: TEdit; Edit2: TEdit; E_MD10: TEdit; E_MShir: TEdit; E_MTolsh: TEdit; E_MPSech: TEdit; Label 1: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; Label4: TLabel; Label5: TLabel; Label6: TLabel; Label7: TLabel; Label8: TLabel; Label9: TLabel; M MRez: TMemo; PageControll: TPageControl; SaveDialogl: TSaveDialog; TabSheetl: TTabSheet; procedure BitBtnlClick(Sender: TObject);

procedure B_SFileClick(Sender: TObject); procedure B_MraschClick(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); private

{ private declarations } public

{ public declarations } end;

var

Forml: TForml; F,TS,OU:real; textfilel: TextFile;

implementation {$R *.lfm} { TForml }

procedure TForml.FormCreate(Sender: TObject); begin TS:=0; end;

{Выбор варианта задания площади и отображение форм ввода

экспериментальных данных}

procedure TForml.BitBtnlClick(Sender: TObject);

begin

if Forml. CB_MVyb.Text='IIIxr then begin

Form 1 .E MShir.Visible:=true; Form 1 .EMTolsh. Visible:=true; Forml .Label5. Visible :=true; Forml .Label7.Visible:=true; end else begin

Forml .E_MPSech.Visible:=true; Form 1 .Label6. Visible:=true; end;

Form 1 .E_MUsil.Visible:=true; Form 1 ,E_MDlk. Visible :=true; Forml .E_MD10.Visible:=true; Form 1 .B_Mrasch. Visible:=true; Forml .Label8.Visible:=true;

Form 1 .Label9. Visible:=true; Form 1 .Label4. Visible:=true; end;

{Расчет механических характеристик материала и вывод результатов} procedure TForml.B_MraschClick(Sender: TObject); var PSech, Dllzmrreal; begin

Forml .M_MRez.Clear;

Forml .M_MRez.Lines.Add('06pa3eu; Ч-Forml .EMObr.Text); Forml .M_MRez.Lines.Add(");

Forml .M_MRez.Lines.Add('3Ha4eHHH характеристик'); if Forml. CB_MVyb.Text='IIIxT' then

PSech:=StrtoFloat(Forml.E_MShir.Text)*StrtoFloat(Forml.E_MTolsh.Text) else PSech:=StrtoFloat(Forml.E_MPSech.Text);

TS:=Roundto(StrtoFloat(Forml .E_MUsil.Text)/Psech,-2); //условная прочность при растяжении

Forml.M_MRez.Lines.Add('l. Условная прочность при растяжении'); Form 1 .M_MRez.Lines.Add('TS-+FloatToStr(TS)+'Mria'); Forml.M_MRez.Lines.Add('2. Относительное удлинение'); DlIzm:=StrtoFloat(E_MDlk.Text)-StrtoFloat(E_MD10.Text); OU:=Roundto((DlIzm/StrtoFloat(E_MD10.Text)* 100),0); //относительное удлинение при разрыве Form 1 .M_MRez.Lines.Add('D-+FloattoStr(OU)+'%'); Forml .M_MRez.Visible:=true; Forml.B_SFile.Visible:=true; end;

{Сохранение результатов в файл} procedure TForml.B_SFileClick(Sender: TObject); var

i,j rinteger; s:string; begin

SaveDialogl .InitialDir:—d:\';

SaveDialogl.Filter:-Текстовые файлы^-txt';

if SaveDialogl.Execute then

begin

assignFile(TextFilel,SaveDialogl.FileName); rewrite(TextFile 1);

for i:=0 to Forml.M_MRez.Lines.Count-l do writeln(TextFile 1 ,Form 1 .M_MRez.Lines[i]); CloseFile(TextFilel); end;

end; end.

Фрагмент 2

unit Unit2;

{$modeobjfpc}{$H+} interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls, Grids, ComCtrls, Buttons, TAGraph, TASeries, Math, MDM, linappr;

type { TForm2 }

TForm2 = class(TForm) BitBtnl: TBitBtn; BitBtn2: TBitBtn;

Button 1, Button2, B_EGridKolizm: TButton;

Button4: TButton;

Button5: TButton;

Button3: TButton;

Chart 1: TChart;

ChartILineSeriesI, ChartlLineSeries2: TLineSeries;

ChartlLineSeries3: TLineSeries;

ComboBoxl, CBEti, CB EKolizm: TComboBox;

CB MA: TComboBox;

Editl, Edit2, E ERi: TEdit;

Edit6: TEdit;

Edit5: TEdit;

Edit4: TEdit;

Edit3: TEdit;

Labell, Label2, Label3, Label4, Label5, Label6, Label7, Label8, Label9,Label 10: TLabel;

Label22: TLabel; Label21 : TLabel; Label20: TLabel; Labell9: TLabel; Label 12: TLabel; Label 18: TLabel; Labell7: TLabel; Label 16: TLabel; Label 15: TLabel; Label 14: TLabel; Labell3: TLabel; Labell 1: TLabel; Memol:TMemo;

Memo2: TMemo; МешоЗ: TMemo; PageControll: TPageControl; SaveDialog2: TSaveDialog; SGERiGrid: TStringGrid; TabSheetl ,TabSheet2: TTabSheet; TabSheet3: TTabSheet;

procedure BitBtnlClick(Sender: TObject); procedure ButtonlClick(Sender: TObject); procedure Button2Click(Sender: TObject); procedure Button3Click(Sender: TObject); procedure Button4Click(Sender: TObject); procedure B_EGridKolizmClick(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button5Click(Sender: TObject);

private

{ private declarations } public

{ public declarations } end;

var

Form2: TForm2; iKol, kolzn:integer; Xnach:TFloat; tf2:TextFile; implementation {$R *.lfm} { TForm2 }

{Подготовка элементов к вводу экспериментальных данных} procedure TForm2.B_EGridKolizmClick(Sender: TObject); begin

Form2.SG_ERiGrid.ColCount:=StrToInt(Form2.CB_EKolizm.Text)+1;

Form2.SG_ERiGrid.Visible:=true;

Form2.Label5.Visible:=True;

Form2.E_ERi.Visible:=True;

Form2.Label9.Visible:=True;

Form2.Label6.Visible:=True;

Form2.Label 10. Visible:=True;

Form2.Label7.Visible:=True;

Form2.CB_Eti.Visible:=True;

Form2.Button 1 .Visible:=True; Form2.Button2.Visible:=True; end;

{Ввод значений сопротивлений и времени выдержки в таблицу}

procedure TForm2.ButtonlClick(Sender: TObject);

begin

Form2.SG_ERiGrid.Cells[iKol,0]:=Form2.E_Eri.Text; Form2.SG_ERiGrid.Cells[iKol,l]:=Form2.CB_Eti.Text; iKol:=iKol+l; Form2.E_Eri.Text:="; Form2.CB_Eti.Text:=M; Form2.E_ERi.SetFocus; end;

procedure TForm2.BitBtnlClick(Sender: TObject);

const A=23.76; var Rust,h, Ro:real; begin Form2.Memo3.Clear; Form2.Memo3.Visible:=true; Form2.Labell8.Visible:=true; Form2.Button5.Visible:=true;

Form2.Memo3.Lines. Add('06pa3en' + Form2.Editl.Text); Form2.Memo3 .Lines. Add(");

Form2.Memo3.Lines.Add('3Ha4eHHH электрических характеристик'); if Form2.CB_MA.Text-МДМ' then Rust:=Roundto(X[3],-2) else

Rust:=Roundto(a21in,-2);

Form2.Memo3.Lines.Add('l. Установившееся значение R'); Form2.Memo3 .Lines. Add(floattostr(Rust)+'E 12'); h:=strtofloat(Form2.Edit2.Text); Ro :=Roundto(Rust* A/h* 10,-2);

Form2.Memo3.Lines.Add('2. Удельное объемное сопротивление'); Form2.Memo3 .Lines. Add(floattostr(Ro)+'E 12"); end;

{Подготовка графика, вывод эмпирических точек} procedure TForm2.Button2Click(Sender: TObject); var i,j:integer;

begin

PageControl 1. ActivePage:= TabSheet2; //присвоение оси У максимума

Form2.Chartl .Extent.YMax:=strtoiloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[l ,0]); for i:=2 to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1 do

if strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,0])>Form2.Chartl.Extent.YMax

then Form2.Chartl.Extent.YMax:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,0])*10; //присвоение оси Y минимума

Form2.Chartl.Extent. YMin:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[l,0]); for i:=2 to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1 do if strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,0])<Form2.Chartl.Extent.YMin

then Form2.Chartl .Extent.YMin:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,0]) ; //присвоение оси X максимума

Form2.Chartl.Extent.XMax:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[l,l]);

for i:=2 to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1 do if strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,l])> Form2.Chartl.Extent.XMax

then Form2.Chartl.Extent.XMax:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,l])*10; //присвоение оси X минимума

Form2.Chartl.Extent.XMin:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[l,l]); for i:=2 to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-l do if strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i, 1 ])<Form2.Chartl.Extent.XMin

then Form2.Chartl.Extent.XMin:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i, 1 ]) ; //добавление точек with Chart ILineSeriesI do forj:=l to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-l do begin

AddXY(strtoiloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[j,l]),strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[j, 0]),",clBlack);

end; end;

{Аппроксимация методом Нелдера-Мида и наименьших квадратов, построение оптимальных функций}

procedure TForm2.Button3Click(Sender: TObject); type

TArrayXY = Arrayfl ..2, 1.. 15] OfTFloat; ArK = Array [ 1 ..3] of string; const

ArrayK:ArK=('a-, Ъ=\ 'c='); var ij -.integer; s:string;

MatrGOT: TArrayXY; b:real;

begin

Form2.Label 13Visible:=true; Form2.Label 14. Visible:=true; Form2.Label 15. Visible :=true; Form2.Label 16.Visible:=true; Form2.Memol .Visible:=true; Form2.Memo2.Visible:=true; Form2.Button4.Visible:=true;

//перенос данных из Stringgrid в матрицу for i:=l to (Form2.SG_ERiGrid.ColCount-l) do for j:=l to 2 do begin

MatrSG[j,i]:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[i,j-l]); end;

// вычисление коэффициентов симплекса

kn:=Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1;

X[ 1 ] :=Roundto(strtofloat(Form2.Edit4.Text),-2);

X[2]:=Roundto(strtofloat(Form2.Edit5.Text),-2);

X[3]:=Roundto(strtofloat(Form2.Edit6.Text),-2);

H:=0.5; It:=100;

Simplex(Smplx, MatrSG,kn,1.0e-6, X, H, Fmin,Fl,Fg,Fh,D,It);

//вычисление линейной аппроксимации for j:=l to Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1 do begin

MatrGOT[l,j]:=strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[j,0]);

MatrGOT[2,j]:=exp(-0.02*strtofloat(Form2.SG_ERiGrid.Cells[j,l]));

end;

linapp(MatrGOT,Form2.SG_ERiGrid.ColCount-1);

{ Вывод результатов применения MHK для линеаризированной функции} Form2.Memo2.Lines.Clear; а 1 lin:=Roundto(al lin,-2); a21in:=Roundto(a21in,-2); Form2.Memo2.Lines.Add(ArrayK[l]+floattostr(allin)); Form2.Memo2.Lines.Add(ArrayK[3]+floattostr(a21in));

//отображение результатов применения МДМ Form2.Memol .Lines.Clear;

Form2.Memo 1 .Lines.Add('3нaчeния коэффициентов'); for i:=l to3 do Form2.Memol.Lines.Add(ArrayK[i]+floattostr(X[i]));

// отрисовка графика МДМ

with Chart lLineSeries3 do begin

Xnach:= Form2.Chartl.Extent.XMin;

for j:=l to 100 do

begin

AddXY(Xnach,X[l]*exp(-X[2]*Xnach)+X[3],",clRed);

Xnach:= Xnach + (Form2.Chartl.Extent.XMax-Form2.Chartl.Extent.XMin)/99; end; end;

// отрисовка графика MHK with Chart lLineSeries2 do begin

Xnach:= Form2.Chartl.Extent.XMin; b:=strtofloat(Edit3 .Text); for j:=l to 100 do begin

AddXY(Xnach,allin*exp(-b*Xnach)+a21in,",clBlack);

Xnach:= Xnach + (Form2.Chartl.Extent.XMax-Form2.Chartl.Extent.XMin)/99; end; end; end;

{Переход на вкладку 3}

procedure TForm2.Button4Click(Sender: TObject); begin

PageControl 1. ActivePage:= TabSheet3; end;

procedure TForm2.FormCreate(Sender: TObject); begin

PageControl 1 .ActivePage:= TabSheetl; end;

{Сохранение результатов в файл}

procedure TForm2.Button5Click(Sender: TObject);

var

i>j-integer;

s:string;

begin

SaveDialog2.InitialDir:-c:V; SaveDialog2.Filter:-Текстовые файлы|*.txt';

if SaveDialog2.Execute then begin

assignFile(tf2,SaveDialog2.FileName); rewrite(tf2);

for i:=0 to Form2.Memo3.Lines.Count-l do writeln(tf2,Form2.Memo3.Lines[i]); CloseFile(tf2); end; end;

end.

Фрагмент 3

unit Unit3;

{$mode objfpc}{$H+} interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls, Buttons, Unit2, Unitl;

type { TForm3 }

TForm3 = class(TForm) Button 1: TButton; Button2: TButton; Button3: TButton;

procedure ButtonlClick(Sender: TObject); procedure Button2Click(Sender: TObject); procedure Button3Click(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); // procedure FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: boolean); private

{ private declarations } public

{ public declarations } end;

var

Form3: TForm3;

implementation

{$R *.lfm} { TForm3 }

{Переход к форме обработки результатов электрических испытаний}

procedure TForm3.ButtonlClick(Sender: TObject);

begin

Application.CreateForm(TForm2, Form2); Form2. Visible :=True; end;

{Переход к форме обработки результатов механических испытаний}

procedure TForm3.Button2Click(Sender: TObject); begin

Application.CreateForm(TForm 1, Form 1); Form 1. Visible :=True; end;

procedure TForm3.Button3Click(Sender: TObject); begin

Form3. Close; end;

end.

Фрагмент 4

unit MDM; {$mode objfpc}{$H+}

interface

uses

Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, Buttons;

Const

N = 4; N_S =3;

Max_Float = 1.0e4932; Type

TFloat = Extended; Vector = Array [1..N] Of TFloat; Matrix = Array[l..N, 1..N] Of TFloat; Matr ish = Array[ 1..15, 1..15] Of TFloat;

Function OptimFunc (MATR:Matr_ish; X: Vector; kn:integer) : TFloat;

Procedure Simplex ( var Smplx:Matrix; MATR:Matr_ish; knrinteger; Eps : TFloat; var X : Vector; var H, Fmin, Fl,Fg,Fh,D : TFloat; var IT : Integer); Var

X,Xo : Vector; Smplx: Matrix;

H, Fmin, Fl,Fg,Fh,Fo,D : TFloat;

It, kn: Integer;

MATR, MatrSG:Matr_ish;

implementation

{ Функция оптимизации }

Function OptimFunc(MATR:Matr_ish; X: Vector; kn:integer): TFloat; {FAR; } Var

i: Integer;

Begin OptimFunc:=0; for i:=l to kn do

OptimFunc :=OptimFunc + Sqr(MATR[ 1 ,i] -X[ 1 ] *exp(-X[2] *MATR[2,i])-X[3]); End;

Procedure Simplex (var Smplx:Matrix; MATR:Matr_ish; kn:integer; Eps: TFloat;

var X : Vector; var H, Fmin, Fl,Fg,Fh,D : TFloat; var IT : Integer);

Var

I, J, K, Ih, Ig,IL,Itr : Integer; Xh,Xo,Xg,Xl,Xr,Xc,Xe,F : Vector; Fo, Fr, Fe : TFloat; S, Fc : TFloat; b: boolean; Const

Alpha = 1.0; { Коэф. отражения } Betta = 0.5; { Коэф. сжатия } Gamma = 2.0; { Коэф. растяжения } rl = 0.2; r2 = 0.1; r3 = 0.02; г4 = 0.01; Begin

{ Начальное приближение X[i] } For i:=l То N-l Do Smplx[i,l]:=X[i];

{ Построение симплекса на начальном приближении X[i] } For i:=l То N-l Do if i<>2 then begin

For j:=2 To N Do begin

If i=j-l then Smplx[i,j] := X[i]+ rl Else Smplx[i,j] :=X[i]+r2; end;

end else

for j :=2 to N do

if jo3 then Smplx[2,j]:=X[2]+r4 Else Smplx[2j]:=X[2]+r3;

{ Значение функции F[i] на вершинах симплекса } For i:=l ToNDo begin

For j:=l To N-l Do X[j]:=Smplx[j,i]; F [i] :=OptimFunc(MATR, X, kn); End;

ltr:=0; Eps:=Abs(Eps); IT:=Abs(IT); { Цикл итераций } REPEAT

{Значения Fl, Fg и Fh на вершинах симплекса} F1:=F[1];

Fh:=F[l];

for i:=2 to N do

begin

if F[i]<Fl then begin Fl:=F[i]; IL:=i; end;

if F[i]>Fh then begin Fh:=F[i]; Ih:=i; end; end; k:=0; b:=false; while k<>4 do begin k:=k+l;

if (koil)and(kolh) then if not b then begin Fg:=F[k]; Ig:=k; end else

if F[k]>Fg then begin Fg:=F[k]; Ig:=k; end; end;

{ Дополнительные точки симплекса }

Forj:=l ToN-1 Do Xo[j]:=0; { Центр тяжести } For j:=l To N-l Do Begin

For i:=l To N Do If iolh Then XoD]:=Xo[j]+Smplx[i j];

Xh[j] :=Smplx[j,Ih];

XI [j] :=Smplx[j ,IL];

Xg[j]:=Smplx[j,Ig];

End;

For j:=l To N-l Do Xo[j]:=Xo[j]/(N-l); { Среднее арифмет. }

Fo:=OptimFunc(MATR, Xo, kn); { Значение в центре тяжести }

{ ОТРАЖЕНИЕ с коэф. Alpha}

For j:=l ToN-1 Do Xr[j]:=Xo[j] + Alpha*(Xo[j]-Xh[j]); Fr:=OptimFunc(MATR,Xr, kn); { Значение в точке Xr } If Fr<Fl Then

{РАСТЯЖЕНИЕ с коэф. Gamma} Begin

Forj:=l ToN-1 DoXeD]:=Gamma*Xr[j] + (l-Gamma)*Xo[i]; Fe:=OptimFunc(MATR, Xe, kn); If Fe<Fl Then Begin

Forj:=l ToN-1 Do Smplx[j,Ih]:=Xe[j]; F[Ih]:=Fe; End Else Begin

Forj:=l ToN-1 Do Smplx[j,Ih]:=Xr[j]; F[Ih]:=Fr; End End Else If Fr>Fg Then Begin

If Fr<=Fh Then Begin

For j:=l To N-l Do Xh[j]:=Xr[j]; F[Ih]:=Fr; End;

{ СЖАТИЕ с коэф. Betta}

For j:=l To N-l Do Xc[j]:=Betta*Xh[j] + (l-Betta)*Xo[j];

Fc:=OptimFunc(MATR, Xc, kn);

IfFc>FhThen

Begin

{ Редукция симплекса } Fori:=l ToNDo For j:=l To N-l Do Smplx[i,i]:=0.5*(SmplxD,i] + Xl[j]);

for i:=l to N do begin

For j:=l To N-l Do X[j]:=Smplx[j,i]; F[i]:=OptimFunc(Matr, X, kn); end; End Else

Begin

For j:=l ToN-1 Do Smplx[j,Ih]:=Xc[j]; F[Ih]:=Fc End; End Else Begin

Forj:=l ToN-1 Do Smplx[j,Ih]:=Xr[j]; F[Ih]:=Fr End;

{ Оценка стандартного отклонения (с.к. значения) } S:=0; D:=0; For i:=l To N Do Begin S:=S + F[i]; End; S:=S/N; for i:=l to N do begin

D:=D+Sqr(F[i]-S); end;

D:=Sqrt(D/N); Inc(Itr); UNTIL (D<=Eps) or (Itr>IT);

If Itr>IT Then IT:=-Itr Else IT:=Itr;

X:=XL; { Вектор решения }

Fmin:=F[IL]; { Минимальное значение функции }

End;

Фрагмент 5

unit linappr; {$mode objfpc}{$H+}

Interface

uses

Classes, SysUtils; Type TFloat = Extended;

TArrayXY = array[1..2,1..15] of TFloat;

TArray = array [1.. 15] of TFloat;

procedure linapp (ArrayXY:TArrayXY; n:integer);

var

SumX,SumY,SumX2,SumXY: real;

OPRlin:real;

allin,a21in:real;

implementation

procedure linapp (ArrayXY:TArrayXY; niinteger); var

i:integer; begin

SumX:=0.0; SumY:=0.0; SumXY:=0.0; SumX2:=0.0;

{ Вычисление сумм x, у, x*y} for i:=l to n do begin

SumX:=SumX+ArrayXY[2,i]; SumY:=SumY+ArrayXY[ 1 ,i]; SumXY:=SumXY+ArrayXY[2,i] * ArrayXY[ 1 ,i]; SumX2:=SumX2+sqr(ArrayXY[2,i]); end;

{ Вычисление коэффициентов }

C>PRlin:=0.0;

allin:=0.0;

a21in:=0.0;

OPRlin:=n*SumX2-SumX*SumX; a 1 lin:=(n* SumXY-SumX* SumY)/OPRlin;

a21in:=(SumX2*SumY-SumX*SumXY)/OPRlin;

end;

end.