Book4 (Учебник Конструирование РЭС)

2015-11-24СтудИзба

Описание файла

Файл "Book4" внутри архива находится в папке "Учебник Конструирование РЭС". Документ из архива "Учебник Конструирование РЭС", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы конструирования и технологии приборостроения радиоэлектронных средств (окитпрэс)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "основы конструирования и технологии рэс" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Book4"

Текст из документа "Book4"

Виброскорость и виброускорение находят в результате дифферен-
цирования (4.1):

v (f) = z (t) = ωZ cos ω t;


a (t) =ż (t) = - ω 2 Z sin ω t.

.

Виброускорение при гармонической вибрации опережает по фазе
виброперемещение на угол π, виброскорость на угол π/2.

Амплитуды виброперемещения Z, виброскорости ωZ, виброускоре-

ния ω2Z и угловая частота колебаний являются основными характери-
стиками гармонической вибрации. Однако кроме них гармоническую
вибрацию можно характеризовать вибрационной перегрузкой

(4.2)

Если в (4.2) амплитуда виброперемещения выражена в мм, а ускоре-
ние силы тяжести в мм/с2 , то соотношение для вибрационной пере-
грузки можно записать в виде

nB = Zf2/250,

гдеf— круговая частота вибраций.

Полигармоническая, или сложная периодическая, вибрация может
быть представлена в виде суммы гармонических составляющих.

Для случайной вибрации характерно то, что ее параметры (амплиту-
да виброперемещения, частота и др.) изменяются во времени случайно.
Она может быть стационарной и нестационарной. В случае стационар-
ной случайной вибрации математическое ожидание виброперемещения
равно нулю, математические ожидания виброскорости и виброускоре-
ния постоянны. В случае нестационарных вибраций статистические ха-
рактеристики не постоянны.

Кроме вибрации, аппаратура может подвергаться ударным воздей-
ствиям, возникающим при эксплуатации, транспортировке, монтаже и
т.д. При ударе элементы конструкции испытывают нагрузки в течение
малого промежутка времени τ, ускорения достигают больших значений
и могут привести к повреждениям элементов. Интенсивность ударного
воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного
импульса.

Форма ударного импульса определяется зависимостью ударного ус-
корения a(t) от времени (рис. 4.1). При анализе ударных воздействий
реальную форму ударного импульса заменяют более простой, напри-
мер прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной.

117

Рис. 4.1. Ударный импульс: а — форма реального ударного импульса;
б — эквивалентные формы

За амплитуду ударного импульса принимают максимальное ускоре-
ние при ударе.

Длительностью удара т называют интервал времени, в течение кото-
рого действует ударный импульс.

Последствием удара являются возникающие в элементах конструк-
ции затухающие колебания. Поэтому на практике возникает необходи-
мость в защите конструкций РЭС одновременно от ударов и вибраций.
Правомерность такой постановки вопроса обусловлена и тем, что в ре-
альных условиях эксплуатации конструкции могут подвергаться комп-
лексным механическим воздействиям, что должно найти отражение
при конструировании средств защиты. Приближенные значения от-
дельных видов механических воздействий на РЭС, эксплуатируемых на
подвижных объектах, приведены в табл. 4.1.

В результате механических воздействий в элементах конструкций
РЭС могут происходить обратимые и необратимые изменения.

Обратимые изменения характерны для электрорадиоэлементов и
приводят к нарушению устойчивости и ухудшению качества функцио-
нирования аппаратуры. В зависимости от физики протекающих в конст-
рукции процессов факторы, вызывающие обратимые изменения, можно
объединить в следующие группы:

деформации в активных и пассивных элементах, приводящие к измене-
нию их параметров (конденсаторы, катушки индуктивности, пьезоэлект-
рические кварцевые резонаторы, электровакуумные приборы и др.);

нарушение электрических контактов в разъемах и неразъемных сое-
динениях, вызывающее изменение омического сопротивления контак-
тов;

изменение параметров электрических, магнитных и электромагнит-
ных полей, которое может привести к нарушению условий электромаг-
нитной совместимости в конструкции.

Таблица 4.1



Название группы
РЭС

Уровни механических воздействий

Вибрации

Удары

Акусти-
ческий
шум

Линейные
перегрузки

частота

ускорение

ускорение

длительность

частота

ускорения

с'1

м/с2

м/с2

мс

мин -1

ДБ

м/с2

Возимые
на транспорте:
автомобильном,
гусеничном,
железнодорожном

4 ... 80
3 ... 30
2... 100

78,5
19,6
19,6

147
147
392

5... 10
5... 10
3... 10

40 ... 80
40 ... 80
40 ... 80

100
100
125

3,12
3,12

Судовые:
большие суда,
малые суда

4... 100
5 ... 150

78,5
58,9

147

s 147 ;

5... 10
5... 10

40 ... 80
40 ...80

140
140

3,12

Носимые
и портативные
на открытом воздухе

10 ... 70

37

98

5... 10

40 ... 80

85

Носимые
и портативные
в отапливаемом
помещении

10... 30

10,7

98

5... 10

40 ... 80

85

Самолетные

5. ..2000

1 ... 196

117...736

5... 15

150

Ракетные

0 ... 500

196,2

981

10...12

170

Космические

1 ... 2500

4,9 ...59

170

Необратимые изменения свойственны конструктивным элементам
РЭС, связаны с нарушением условий прочности и проявляются в меха-
нических разрушениях элементов. Разрушениям под влиянием механи-
ческих воздействий наиболее подвержены элементы, предварительно
нагруженные при их монтаже. Такими элементами являются болты,
винты, заклепки в предварительно напряженном (затянутом) соедине-
нии. Если запас прочности такой детали недостаточно велик, то при
дополнительных нагрузках в результате механических воздействий мо-
жет произойти ее разрушение. Нередки случаи разрушения сварных
швов, в которых имеют место остаточные термические напряжения, об-
рывы объемных проводников, соединяющих радиоэлементы, если при
выполнении монтажа проводники получили излишнее натяжение.

К необратимым изменениям, происходящим в конструктивных эле-
ментах РЭС при механических воздействиях, относятся усталостные

119

разрушения. Усталостью называется процесс постепенного накопления
повреждений в материале детали под действием переменных напряже-
ний. Механизм этого процесса связан со структурной неоднородностью
материала (отдельные зерна неодинаковы по форме и размерам, по-
разному ориентированы в пространстве, имеют включения, структур-
ные дефекты). В результате этой неоднородности в отдельных небла-
гоприятно ориентированных зернах (кристаллитах) при переменных на-
пряжениях возникают сдвиги, границы которых со временем расширя-
ются, переходят на другие зерна и, охватывая все более широкую об-
ласть, развиваются в усталостную трещину. Усталостная прочность ма-
териалов зависит от величины и характера изменения напряжений, от
числа циклов нагружения.

Конструкции РЭС, работающие в условиях механических воздейст-
вий, должны отвечать требованиям прочности и устойчивости. Соглас-
но ГОСТ 16962-71 под прочностью (вибро- и ударопрочностью) к воз-
действию механических факторов подразумевается способность конст-
рукций выполнять функции и сохранять значения параметров в преде-
лах норм, установленных стандартами, после воздействия механиче-
ских факторов.

Под устойчивостью (вибро- и удароустойчивостью) к воздействию
механических факторов понимают способность конструкции выпол-
нять заданные функции и сохранять свои параметры в пределах норм,
установленных стандартами, во время воздействия механических фак-
торов.

4.2. Моделирование механических воздействий
на конструкции РЭС

Конструкция РЭС представляет собой сложную механическую сис-
тему, состоящую из бесконечно большого числа материальных точек.
Поэтому при исследовании динамических процессов, возникающих в
конструкциях в условиях механических воздействий, неизбежен пере-
ход от реальных систем к упрощенным абстрактным моделям на основе
приближений и допущений. При этом должны учитываться следующие
факторы:

распределение инерционных и упругих характеристик системы и
число ее степеней свободы;

зависимость упругих восстанавливающих сил от деформаций;

характер сил неупругого сопротивления.

Из механики известно, что число степеней свободы механической
системы равно числу независимых обобщенных координат, определяю-
щих положение всех материальных точек системы в пространстве в

120

произвольный момент времени. Поскольку связи между материальны-
ми точками конструкции не абсолютно жесткие, то число степеней сво-
боды конструкции как сложной системы является бесконечно боль-
шим. При решении практических задач анализа динамических процес-
сов в конструкциях РЭС реальная механическая система заменяется мо-
делью с ограниченным числом степеней свободы, которое определяет-
ся структурой конструкции и требуемой точностью результатов.
Применяются два основных вида моделей механических систем:
с сосредоточенными массами и связями (упругими и демпфирующи-
ми) и с распределенными параметрами.

Так, например, конструкция, совершающая под действием внешней
силы колебания вдоль одной координаты, может быть представлена
расчетной моделью с одной степенью свободы и сосредоточенными па-
раметрами: массой т, упругой связью с коэффициентом жесткости k и
демпфирующей связью с коэффициентом вязкого сопротивления (3
(рис. 4.2). В то же время, если сосредоточенная масса совершает слож-
ные пространственные колебания, то такую конструкцию обычно пред-
ставляют расчетной моделью с п степенями свободы (рис. 4.3).

Рис. 4.2. Расчетная модель Рис. 4..3. Расчетная с

с одной степенью свободы модель

с n степенями свободы

Расчетные модели с распределенными параметрами используются
при исследовании динамических процессов в отдельных элементах
конструкции типа балок, стержней и др.

Динамические свойства любой механической системы существенно
зависят от характера восстанавливающих и диссипативных сил. В кон-
струкциях РЭС восстанавливающими являются силы упругости, возни-
кающие при деформации элементов. В общем случае зависимость вос-

121

станавливающих сил от смещений нелинейна. Однако при малых де-
формациях характеристики упругих связей подчиняются закону Гука и
зависимость между восстанавливающими силами и смещениями в рас-
четных моделях систем принимается линейной.

Диссипативные силы (силы неупругого сопротивления) вызывают
необратимое рассеяние энергии механических колебаний. К ним отно-
сятся силы трения в сочленениях элементов конструкции, силы «внут-
реннего трения» в материалах, силы аэро- или гидродинамического со-
противления окружающей среды. Действие диссипативных сил приво-
дит к затуханию свободных и ограничению вынужденных колебаний.
При построении расчетных моделей механических систем обычно при-
нимают допущение о пропорциональности диссипативных сил переме-
щению или скорости перемещения (линейная модель).

Проведем анализ динамических процессов в конструкциях РЭС,
представленных абстрактными моделями, в условиях воздействий виб-
раций и ударов.

4.2.1. Вибрационные воздействия на систему
с одной степенью свободы

Модель системы с силовым возбуждением приведена на рис. 4.2.
Возбуждающая гармоническая сила Р = РQsinωt приложена к массе и

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее