Вибрационные нагрузки при амплитуде вибрации не более 0,001 м
Степени жесткости
Диапазон
частот, Гц
Максимальное ускорение, g
Таблица 4.8.2
Значения ударных и линейных нагрузок по степеням жесткости
Вид нагрузки |
Степени жесткости
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
Максимальное ускорение, g
Длительность удара, мс
Значения параметров механических нагрузок, приведенные в табл. 4.8.1 и 4.8.2, рекомендуется использовать при проверке выполнения условий устойчивости электронных модулей к воздействию ударов и вибраций, в том случае когда условия эксплуатации на объекте — носителе отличаются от указанных в ГОСТ 16019-2001, что характерно для ЭС специального назначения, работающих в очень жестких условиях.
Следует заметить, что степени жесткости XVI — XX по вибрационным нагрузкам устанавливают для ЭМО миниатюрных и сверхминиатюрных конструкций (например, для бескорпусных ЭРИ, микросхем, полупроводниковых приборов), а степень жесткости XX устанавливают в технически обоснованных случаях в качестве дополнительного требования к другим степеням жесткости.
Выводы ЭРИ, а также места их присоединения, если это указано в ТЗ или определено в соответствующих стандартах, должны выдерживать без механических повреждений воздействие следующих механических факторов:
• растягивающей силы, направленной вдоль оси (табл. 4.8.3), — для выводов, в соответствии с ТЗ или стандартом на ЭС, имеющих жесткую заделку или не имеющих таковой;
• изгибающей силы — для гибких лепестковых ленточных и проволочных выводов;
• крутящего момента (табл. 4.8.4) — для резьбовых выводов, которые служат для крепления ЭРИ при эксплуатации;
• скручивания — для одножильных осевых проволочных выводов диаметром от 0,3 до 1,2 мм.
Таблица 4.8.3
Значения растягивающей силы
Площадь сечения вывода ЭРИ, мм2 | Растягивающая сила, H |
от 0,1 до 0,2 | 4,9 |
от 0,2 до 0,5 | 9,806 |
от 0,5 до 2 | 19,61 |
Таблица 4.8.4
Значения крутящего момента
Диаметр резьбы вывода ЭРИ, мм | Крутящий момент, H ∙ м |
М2 | 0,14 |
М2,5 | 0,44 |
М3 | 0,49 |
М4 | 1,17 |
М5 | 1,76 |
М6 | 2,45 |
Как уже отмечалось, работающие авиационные двигатели, особенно реактивные, рассеивают в окружающую среду значительную часть энергии колебаний звуковой частоты, а пролетающие со сверхзвуковой скоростью самолеты, снаряды и ракеты являются источниками возникновения баллистических волн. При превышении скорости летательного аппарата скорости распространения звуковых колебаний такие волны вызывают ощущение резкого удара и могут воздействовать на различные объекты, в том числе ЭС, находящиеся в пределах возбужденного участка среды.
Акустическая вибрация приводит к вынужденным механическим колебаниям деталей и узлов конструкции ЭС, причем различные конструктивные элементы по-разному реагируют на такую вибрацию [44]. Так, под действием колебаний звуковой частоты в электровакуумных приборах возникает микрофонный эффект, начинают вибрировать корпуса отдельных ЭРИ и объемные проводники. В отличие от обычных механических колебаний, передающихся через точки крепления электронного модуля, акустический шум возбуждает узел и каждый элемент в нем в результате приложения распределенной нагрузки, величина которой зависит не только от уровня звукового давления, но и от площади поверхности каждого конструктивного элемента. Наибольшую опасность представляет совместное действие вибраций и звукового давления, при котором может возникнуть резонанс.
Как известно из курса физики, звуковым полем называется та область среды, в которой возбуждены звуковые волны, давление которых (в Па) определяется уравнением
,
где F— сила, с которой звуковая волна действует на нормальную по отношению к ней
поверхность, Н;
S — площадь поверхности, на которую падает звуковая волна, м2;
|pст - pизм| — разность между статическим (в частном случае, атмосферным) давлением
и измеренным значением давления в данной точке звукового поля.
Интенсивность звука определяется потоком звуковой энергии, проходящей за единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению распространения звуковой волны:
,
где P — мощность потока звуковой энергии, Вт;
S — площадь поверхности, расположенной в звуковом поле перпендикулярно к движению частиц упругой среды, м2;
υ — колебательная скорость частиц среды, м ∙ с-1.
Для измерения интенсивности звуковых колебаний в уровнях звукового давления удобно использовать внесистемную логарифмическую единицу — децибел (сокращенно дБ). Так, уровень в 0 дБ — это порог слышимости звука интенсивностью в 10-12 Вт/м2, уровень шелеста листьев составляет около 10 дБ, а звук реактивного двигателя имеет уровень от 120 до 140 дБ. Размерность в дБ получают путем взятия логарифма от отношения двух величин. Например, если два уровня мощности выражены в одинаковых единицах, то их отношение может быть выражено в децибелах в виде:
,
где p1 и p2 — первая и вторая величины мощности соответственно, Вт.
При расчете виброускорения, виброскорости и виброперемещения логарифмический уровень определяется как:
,
где а0 — начальное значение параметра а, соответствующее нулевому уровню. За стандартную начальную величину виброускорения принимают значение а0 = 9,81 м/с2.
Тогда абсолютный уровень акустического шума относительно порога слышимости составляет:
,
где р0 = 2 ∙ 10-5 Па — значение нулевого уровня акустического давления.
При оценке устойчивости конструкции ЭС к воздействию акустического шума необходимо руководствоваться значениями, определенными ГОСТ 16962-71 и представленными в табл. 4.8.5.
Таблица 4.8.5
Дата: 2019-03-05, просмотров: 606.