Овсищер П.И., Голованов Ю.В. Несущие конструкции радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. П.И.Овсищера (1988), страница 2

Книга написана коллективом авторов под общей редакцией П. И. Овсищера. Предисловие, 3 1.3 н 1.4, гл. 2 и 3 написаны П. И, Овснщером; З 1.1 н '1.2, гл. 5 — А. И. Пименовым; гл. 4— А. К. Орчинским; гл. 6, 7, 8 и 10 — совместно П. И. Овсищером, 1О. В. Головановым, В.

П. Ковешниковым и А. К. Орчинским; гл. 9 — В. Л. Фридрихом. ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ РВА 1ЛЪ ОСНОВНЫК ФУНКЦИИ КОНСТРУКЦИЙ РВА Современная радиоэлектронная аппаратура эффективно используется практически во всех сферах научной и производственной деятельности народного хозяйства, а также широко применяется в быту. КПСС и Советское правительство ставят перед учеными и инженерами, техниками и рабочими задачу по дальнейшему ускорению научно-технического прогресса. Основными направлениями его, относящимися к разработке и внедрению в производство современной РЭА, являются: значительное повышение качества, надежности и экономичности всех видов выпускаемой аппаратуры; более полное применение рациональных конструкторских и технологических решений, позволяющих снизить материалоемкость и энергопотребление разрабатываемой аппаратуры и др.

Указанные положения в полной мере относятся и к несущим конструкциям (НК) РЭА. Еще несколько лет назад масса несущих конструкций РЭА составляла 30 — 40% от ее общей массы. С широким внедрением микроэлектроники, масса элементов которой составляет десятые и даже сотые доли грамма, относительная масса несущих конструкций стала расти и в настоящее время достигает 70$> и более от обшей массы аппаратуры [4).

оэтому перед конструкторами современной РЭА стоят задачи по разработке и внедрению в серийное производство несущих конструкций, обладающих минимальной массой и трудоемкостью изготовления, максимальной унифнкацией и обеспечивающих надежную работу РЭА в заданных условиях эксплуатации. Конструктивное исполнение РЭА определяется условиями эксплуатации и объектом размещения, схемотехнической и конструктивной базами. По условиям эксплуатации и объектам размещения РЭА делится на стационарную и подвижную (рис. 0.1). Стационарная РЭА — аппаратура, предназначенная для работы яея .в определенном наземном пунРатура, предназначенная для работы во время движения и остановок. аоот ооая иооамая Оереиосна Подвижная РЭА подразделяется на бортовую, носимую и пе- Рас пг Классификация Рэд реносную.

Бортовая. РЭА — подвижная аппаратура, предназначенная для установки на транспортных средствах и других объектах, передвигающихся относительно поверхности Земли. Носимая РЭА — подвижная аппаратура, имеющая собственный источник питания и приспособленная для работы при переноске. Переносная РЭА — подвижная аппаратура, имеющая собственный источник питания, предназначенная для работы во время остановок н переносимая нли перевозимая в нерабочем состоянии. Условия эксплуатации обычно указываются в технических заданиях, которые выдаются в конструкторское подразделение на разработку аппаратуры.

В этих заданиях условия эксплуатации задаются путем: указания группы эксплуатации изделня по соответствующим стандартам, перечисления действующих факторов с указанием их числовых характеристик. Первый способ задания условий эксплуатации применяется в тех случаях, когда заранее известен объект, на котором будет установлено изделие, место размещения изделия на этом объекте и район эксплуатации.

Второй способ задания условий эксплуатации применяется в тех случаях, когда: изделие разрабатывается для конкретного объекта; изделие эксплуатируется на новых объектах (ИСЗ, новые марки самолетов и др.); условия эксплуатации отличаются от указанных в соответствующих стандартах. Необходимо отметить, что РЭА, предназначенная для эксплуатации на одном объекте, с успехом может быть использована н в других объектах независимо от конструктивного исполнения, если оказавшаяся при этом избыточность ряда параметров будет экономически или технически оправданна. Знание климатических и механических факторов, воздействующих на разрабатываемую РЭА, необходимо конструктору для расчета конструкций на прочность и жесткость для выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ), материалов, покрытий и для конструирования ее так, чтобы она была полностью работоспособна в заданных условиях эксплуатации.

По схемотехнической (элементной) базе РЭА оценивается номером поколения. Поколение РЭА — совокупность функциональных, конструктивных и технологических показателей определенного вида изделий, разработанных (разрабатываемых) с использованием новых научно-технических достижений в течение одного временного интервала.

Конструктивно-технологические показатели РЭА П вЂ” Ч поколений приведены в табл. 1,1 161. По конструктивной базе, под которой понимается совокупность механических элементов конструкции РЭА, обеспечивающих механическую прочность и защиту от дестабилизирующих воздействий, а также механическое управление аппаратурой, устройства РЭА можно разделить на; механические детали н узлы управления; несущие конструкции.

Механические детали и узлы управления слугкат для плавного вли скачкообразного, вращательного или поступательного перемещения исполнительных устройств (ИУ), которымц называются перестраивающиеся устройства (конденсаторы переменной емкости, т а б л и ц а !.!. КонстРукгинно-технологические показатели поколений РЭД Поколение РЭА Показатель т!! Палупроеодкнкоаые при. боры, мипнапорпые ЭРЭ Интегральные схемы (ИС) Большие интегральные схемы (БИС) и саерхбольшие интегральные схемы (СБИС) Большие гнб. ридные микро- сборка, БИС, СБИС и изде- лия функцио- нальной алек- !рниикп (ИФЭ) Элементная база Лискретные ~ !Оз — 10а Степень инте- грации иэделии эл./крист.

10' 10' — 10е злементы Применение н изделии Многофунк- циональные модули Отдельные узлы Функционально-узловой Метод кон- струироаания Функшюналыш-модульный Одно- и диу- стороннкй печатный Монтан! Многослойный г!ечап!ый Шлсйфоный и многослойный печатный Многослонный Кон стругов!я блоков С горизонталь- С ячейками, пым н еерти разъемной нли кальным шасси книжной кон- струкции С ячейками, разъемной или книжной конструкции, а том числе герметичные потенциометры, переключатели и др.), при изменении положения подвижных частей которых меняются входные, выходные и другие параметры аппарата.

К механическим деталям и узлам управления относятся кнопки, ручки управления, фиксаторы, а также отсчетные устройства, с помощью которых определяются значения измеряемой величины внзуальным наблюдением. Несущей конструкцией называется элемент конструкции илн совокупность элементов конструкции, предназначенные для размещения составных частей аппаратуры и обеспечения их устойчивости к воздействиям в заданных условиях эксплуатации. Несущая конструкция является достаточно сложной механической системой, состоящей из большого количества различных деталей и элементов, соединенных между собой разъемными и не- Разъемными соединениями.

Несущая конструкция обеспечивает необходимое положение ЭРЭ в пространстве, наличие определенных электрических н магнитных связей между ними, защиту от дестабилизирующих факторов условий эксплуатации, прада!от изде- лию товарный вид. К НК обычно относят печатные и монтажные платы, рамки, каркасы, шасси и кожуха блоков, рамы, стеллажи. стойки, шкафы и другие детали аналогичного назначения. Ев КОНСТРУКТИБНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ РЭА Защита от воздействия окружающей среды.

Все факторы окружающей среды„действующие на РЭА, можно разделить на климатические и механические. Климатические факторы окружающей среды характеризуются влиянием на РЭА температуры„повышенной влажности, атмосферного давления. пыли и песка, радиации. К механическим воздействиям окружающей среды относятся вибрация, удары, линейное ускорение, транспортирование. Параметры окружающей среды для различных видов РЭА указываются непосредственно в ТУ на разработку этой аппаратуры. Влияние температуры. Температура воздуха на земле зависит от географических координат местности, времени года и суток, высоты над уровнем моря. Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению состояния как металлических, так и не- металлических деталей аппаратуры.

Известно, что при нагревании или охлаждении двух стержней одинаковой длины Т., но изготовленных из различных материалов, относительная длина их (в миллиметрах) изменится иа М =Т,(а~— — а~) (1+-20"), где ш и а2 — коэффициенты линейного расширения материалов стержней; т — предельные значения температуры окружающей среды. В результате этого в конструкциях возникают допочнительные напряжения, вызывающие деформацию деталей, ослабление крепления деталей и узлов, появление дополнительных погрешностей из-за увеличения зазоров в сопрягаемых деталях, разрушение паяных швов, и, как следствие, нарушение герметизации.

Защитить полностью РЭА от изменения температуры не представляется возможным, поэтому выбор материалов и конструкции должен производиться с учетом всех последствий влияния изменений температуры. Влияние повышенной влажности. Влажность атмосферного воздуха изменяется в широких пределах и зависит от характера климата, рельефа местности и близости водной среды. Она выпадает в виде росы„тумана, дождя, инея и града. Снижение температуры воздуха в замкнутом объеме приводит к увеличению относительной влажности и даже к выпаданию росы, Детали несущих конструкций изготовляют из различных металлических и изоляционных материалов, на которые повышенная влажность действует отрицательно.

Разрушение металлов и сплавов из-за химического и электрохимического воздействия внешней среды называется к о р р о з и е й. Особенно сильное разрушение происходит при электрохимическом воздействии, т. е. при наличии влаги. Для зашиты деталей несущих конструкций от коррозии ие- обходимо применять металлы и сплавы, которые не подвергаются коррозии (нержавею1цие стали, титановый сплав и др.), или наносить на них защитные металлические, неметаллические и лакокрасочные покрытия. Основные требования к выбору защитных, защитно-декоративных металлических и неметаллических покрытий регламентируются ГОСТ 9.303 — 84. Классификация лакокрасочных покрытий по внешнему виду и условиям эксплуатации устанавливается ГОСТ 9.032 — 74, Влага, проникая в поры, трещины и капилляры изоляционных материалов, вызывает уменьшение объемного сопротивления, рост диэлектрических потерь и увеличение диэлектрической проницаемости последних.