Вибрация – длительные знакопеременные процессы. В результате воздействия механических нагрузок могут иметь место различные повреждения РЭС: нарушение герметичности, полное разрушение корпуса РЭА или отдельных его частей вследствие механического резонанса или усталости, обрыв монтажных связей, отслоение печатных проводников, отрыв навесных ЭРЭ, поломка керамических и ситалловых подложек, временный или окончательный выход из строя разъемных и неразъемных соединений, изменение паразитных связей и т.д.
Различают два понятия: вибрационная устойчивость и вибрационная прочность. Вибрационная устойчивость – свойство объекта при заданной вибрации выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в пределах нормы. Вибрационная прочность – прочность при заданной вибрации и после ее прекращения. Целью расчета конструкции РЭА при действии вибрации является определение действующих на элементы изделия максимальных перегрузок и перемещений.
Периодическая вибрация характеризуется спектром (диапазон частот), виброускорением, перегрузкой. Коэффициент перегрузки n, амплитуда виброускорения а, и виброперемещения S, связаны между собой соотношениями:
Исходные данные:
Размеры ПП: а×b×h = 165×120×1,5 мм;
Материал ПП – стеклотекстолит (γ = 2,05×104 Н/м3);
Для стеклотекстолита:
Е = 3,02×1010 Па,
μ = 0,22,
ρ = 2050 кг/м3.
Диапазон частот вибрации 10 – 40 Гц.
Решение:
Масса ПП mn =а×b×h×ρ=0,165×0,120×0,0015×2050 = 61 г.,
Масса элементов mэ = Σ ni mi =(резисторы) + (микросхемы) + +(конденсаторы)= (78*4,5) + (13×1,5) + (62×2,8) = 174 г.
тогда
2. Так как ПП шарнирно оперта по трем сторонам, то
3. Находим цилиндрическую жесткость ПП:
4. Определяем собственную частоту колебаний ПП:
fc = 107 Гц
5. Находим амплитуду колебаний (прогиб) ПП на частоте fc из диапазона частот воздействующих на плату, максимально близкой к fс при заданном коэффициенте перегрузки n:
6. Определяем коэффициент динамичности в диапазоне частот вибрации, близких к fc:
где e – показатель затухания колебаний (для стеклотекстолита при напряжениях, близких к допустимым, принимаем e=0,06).
7. Динамический прогиб ПП при ее возбуждении с частотой f:
S = KД × A = 1,16 × 0,2183 = 0,002533 мм = 0,000002533 м
8. Эквивалентная этому прогибу равномерно распределенная нагрузка при
С1 = 0,00406 + 0,018 lg (a/b) = 0,00406 + 0,018 lg (100/65) = 0,0074
9. Максимальный распределенный изгибающий момент при
С2=0,0479 + 0,18 lg (a/b)= 0,0479 + 0,18 Ig (100/65) = 0,082
10. Находим максимальное динамическое значение изгиба:
σmax = 0,19МПа
11. Проверяем условие виброустойчивости:
=0,19
где 
s-1 – предел выносливости материала ПП, для стеклотекстолита s-1=105 МПа.
ns=1,8¸2 – допустимый запас прочности для стеклотекстолита.
Таким образом, условие виброустойчивости выполнено.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 164.
