Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Поняття вібростійкості і віброміцності

 

Всі види РЕА зазнають дії зовнішніх механічних навантажень, які передаються до кожної деталі, що входять у склад конструкції.

Розрізняють два поняття: вібраційна стійкість і вібраційна міцність. Вібраційна стійкість це властивість об’єкта при заданій міцності виконувати задані функції і зберігати значення своїх параметрів у межах норми. Вібраційна міцність це збереження конструкції від руйнування при дії дестабілізуючи факторів. До зовнішніх механічних факторів відносять: вібрацію, удари, лінійні прискорення, перевантаження. Під час розроблювання конструкції необхідно забезпечити задану жорсткість і механічну міцність її елементів.

Методика конструювання РЕА з урахуванням механічних навантажень має такі етапи:

- забезпечення власної жорсткості і міцності конструкції, але це призводить до нарощування маси пристроїв і відповідно до зростання динамічних навантажень;

- визначення власної резонансної частоти конструкції і виведення її з спектру діючих зовнішніх механічних частот конструктивними методами;

- перевірка захищеності РЕА від дії ударних імпульсів заданої форми і тривалості;

- перевірка стійкості конструкції до лінійних перевантажень;

- захист РЕА при транспортуванні з допомогою відповідної упаковки.

 

Розрахунок на дію вібрацій

 

Визначаємо частоту власних коливань окремих конструктивних елементів PEA. Частоту власних коливань рівномірно навантаженої плати закріпленої в чотирьох точках визначаємо за формулою.

 

(5.1)

 

де a і b – довжина і ширина плати, м;

М – маса плати, кг;

D – циліндрична жорсткість

( 5.2 )

 

де Е - модуль пружності (таблиця 5.1);

h - товщина пластини;

v - коефіцієнт Пуассона (таблиця 5.1);

 

Таблиця 5. 1 - Характеристика матеріалів, що застосовуються в PEA

Матеріал	Е-1012 , Н/м	ν	ρ•10-3 , кг/м2	Λ•102
Склотекстоліт фольгованийСФ	3,02	0,22	2,05	2—10
Сталь		0,3	7,8	—
Алюміній	7,3	0,3	3,7	—

 

Отримане значення частоти власних коливань необхідно порівняти з частотою за умов експлуатації. Якщо виконується умова f ₀ ≠ f _р, то на конструкцію плати не будуть впливати вібраційні навантаження, а якщо дана умова не виконується, то необхідно перейти на інші методи конструювання ( зміна розмірів, методів кріплення, маси).

Далі необхідно визначити коефіцієнт динамічності, який розраховується за формулою 5.3.

 

Таблиця 5.2. - Допустимі стріли прогину фольгованих матеріалів

Товщина листа, мм	Допустима стріла прогину мм/м
Одностороннє фольгування   ання	Двостороннє фольгування
Гетинакс	Склотекстоліт	Гетинакс	Склотекстоліт
0,8
1,0
1,5		ЗО
2,0
2,5	ЗО
3,0	ЗО

 

 

(5.3)

 

де К₁ (x), К₁ (y) – коефіцієнти форми коливань в залежності від методу кріплення країв плати. Для наведених вище випадків кріплення К(x) = К(y) = 1,3;

η – коефіцієнт розстроювання;

ε – показник затухання.

Коефіцієнт розстроювання визначається як відношення частоти збудження до частоти власних коливань, η = f / f₀.

Показник затухання визначається за формулою ε=Λ/π, де Λ – декремент затухання (таблиця 5.1).

Визначаємо віброприскорення і віброзміщення елементів PEA.

Для механічної системи з одним ступенем вільності розрахунок амплітуд віброприскорення a₀ і віброзміщення S_в виконуються за формулами:

- для силового збудження:

 

(5.4)

(5.5)

- для кінематичного збудження:

 

(5.6)

 

 

(5.7)

де - амплітуда віброзміщення основи

Визначаємо максимальний прогин плати відносно її кінців. Для силового збудження:

(5.8)

Для кінематичного збудження:

 

(5.9)

Перевіряємо виконання умов віброміцності. Оцінювання віброміцності виконується за такими критеріями:

- для ІC, транзисторів, резисторів і інших ЕРЕ амплітуда віброприскорення повинна бути меншою допустимих прискорень, тобто

; значення визначається в процесі аналізу елементної бази;

- для друкованої плати стріла прогину не повинна перевищувати величини , яка підраховується за формулою , де - допустимий розмір стріли прогину на довжині 1м (таблиця 5.2), l –довжина плати в м;

- для друкованої плати з радіоелементами повинна виконуватись умова , де b – розмір сторони плати, паралельно якій встановлені елементи.

У тому випадку, коли умови віброміцності не виконуються, необхідно змінити конструкцію PEA, збільшивши жорсткість несучих елементів, або застосувати амортизацію.

 

Розрахунок на дію удару

 

Ударні дії характеризуються формою і параметрами ударного ім-пульсу. Максимальну дію на механічну систему чинить імпульс прямокутної форми. Розрахунок на дію удару проводиться у такій послідовності:

- визначаємо умовну частоту ударного імпульсу

(5.10)

де τ – тривалість ударного імпульсу.

- визначаємо коефіцієнт передачі при ударі для прямокутного імпульсу (формула 6.13) і для півсинусоїдного імпульсу (формула 5.14).

 

(5.11)

 

(5.12)

 

де ν - коефіцієнт розстроювання, ν = ω/ 2πf₀; f₀ – частота власних коливань механічної системи;

- визначаємо максимальне відносне зміщення для прямокутного імпульсу (формула 5.13) і для півсинусоїдного (формула 5.14):

 

(5.13)

(5.14)

 

Перевіряємо виконання умов ударостійкості за такими критеріями:

- для ЕРЕ ударне прискорення повинно бути менше допустимого, , де визначається із аналізу елементної бази;

- для друкованої плати повинна виконуватись умова Z _max <d_доп × l², де d_доп визначається з таблиці 5.2;

- для друкованої плати з радіоелементами Z _max < 0,003 b, де b – розмір сторони плати , паралельно якій встановлені радіоелементи.

Окремим випадком ударної дії є удар при падінні пристрою. Навантаження, яке діє при цьому, становитиме:

 

V_o=V_у + V_в, (5.15)

 

де - швидкість пристрою у момент удару;

V_в = V_у× К_в – швидкість відскакування;

Н – висота падіння пристрою, м;

К_в – коефіцієнт відновлення швидкості (таблиця 5.3)

Після цього знаходимо прискорення, яке діє на пристрій:

 

, (5.16)

 

Це прискорення повинно бути менше допустимого прискорення падіння за технічним завданням.

У тому випадку, коли умови віброміцності при падінні не виконуються, необхідно змінити конструкцію радіоелектронного засобу, збільшивши жорсткість несучих елементів, або застосувати амортизацію.

 

Таблиця 5.3 – Коефіцієнт відновлення швидкості

Матеріали тіл, що ударяються	Кв
Сталь – сталь	0,94
Сталь – бетон	0,9
Сталь – земля	0,68
Сталь – пінопласт	0,55

Контрольні питання:

 

1. Які механічні впливи можуть зазнавати РЕА?

2. За якою формулою розраховується власна частота коливань пристрою?

3. Яка необхідна умова повинна зберігатися для уникнення механічного резонансу?

4. Як визначити допустимий прогин друкованої плати?

5. Який основний критерій використовується для розрахунку плати на віброприскорення?

6. Охарактеризуйте послідовність розрахунку пристроїв РЕА на дію удару.