Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г_ (Мет Конст РЭС к КП и ДП 91г), страница 8

П6.4 в зависимости от отношений h0/а0 и h0/b0 (меньших единицы) определяют коэффициент формы С нагретой зоны.Примечание: если оба или одно из указанных отношений больше 1, то надопринимать за λ0 либо λX либо λY так, чтобы они (отношения a0/b0 и a0/h0либо b0/a0 и b0/h0) были меньше I.13) рассчитывают температуру в центре нагретой зоны:VI. Методика расчета температуры в центре нагретой зоны из ФЯ на металлических рамках. В данной конструкции тепловые схемы нагретой зоныпо координатным осям включают тепловые проводимости печатной платы,ребер и планок рамки, подложки, внутренних сопротивлений кристаллов имногочисленных воздушных каналов между ними.

Однако наибольшейдолей (более 96%) теплового потока обладают ребра жесткости (боковыепо оси х, верхнее и нижнее - по оси у и верхнее с боковыми по площадиконтакта соседних ячеек по оси z ). Это и учитывается в дальнейшем.Исходные данные: длина а , ширина b и высота h нагретой зоны, ее среднеповерхностная температура tз, , найденная по методике IV, мощность рассеивания в блоке Р , геометрические размеры рамки (высота ячейки hp=h/kгде k - число ячеек, ширина верхнего и боковых ребер U1 , ширина нижнего ребра U2 , ширина контактной окантовки по оси Z соседних рамок UK),толщина печатной платы UПЛ , диаметр dв и количество nв стягивающихвинтов.

Величины коэффициентов теплопроводности алюминиевых сплавов λа и стали λст считаются известными.Порядок расчета:1) находят тепловые проводимости ячейки по координатным осям552) определяют тепловые проводимости нагретой зоны3) далее выполняют пп. 10)...13) по методике V.2.2. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКЦИИ К МЕХАНИЧЕСКИМВОЗДЕЙСТВИЯМВ процессе изготовления, транспортировки и эксплуатации РЭС подвергаются различным механическим воздействиям: линейным ускорениям, вибрации (периодическим знакопеременным нагрузкам) и ударам (непериодическим, кратковременным нагрузкам).

Нагрузки могут быть направленными вдоль одной оси (линейные ускорения вдоль продольной оси при разгоне ракеты) либо действовать по всем трем взаимно перпендикулярным направлениям (наиболее общий случай).Аппаратура считается вибропрочной, если она сохраняет работоспособность после воздействия механических нагрузок (например, послетранспортировки к месту эксплуатации каким-либо видом транспорта, после выведения спутника на орбиту и т.д.). Аппаратура считается виброустойчивой, если она сохраняет работоспособность во время действия механических нагрузок (например, во время движения).

Для виброустойчивой(вибропрочной) аппаратуры при любых оговоренных в техническом задании внешних механических воздействиях должны выполняться следующиеусловия:1. Если аппаратура установлена на амортизаторах, то нагрузка на каждыйамортизатор не превышает допустимую для данного типа амортизатора, идеформация амортизаторов во всем частотном диапазоне не превышаетдопустимый прогиб (см. приложение 7).2. Усилия, возникающие в элементах крепления вследствие воздействиясобственного веса блока или закрепленных элементов конструкции mg ,линейного ускорения mал и вибрационных ускорений (виброперегрузки)mаi , не превышают величину, определяемую пределом прочности (пределом усталостной прочности при знакопеременных воздействиях) элементовкрепления.3.

Прогибы печатных плат при вибрации не превышают допустимый прогиб, определяемый следующим образом [8] :5657где l - размер меньшей стороны платы, м; δдоп - допустимая стрела прогибаматериала платы на длине 1 м, определяемая по табл.2.1.Таблица 2.1ТолщинаДопустимая стрела прогиба на I м длины, ммлиста, ммодностороннее фольгирова- двухстороннее фольгированиениегетинакс стеклотекстолит гетинакс стеклотекстолит0,8; 1,010910955221,5553027112,0402520112,5; 3,0301515114.

Виброперегрузка и амплитуда колебаний электрорадиоэлементов не превышает значений, оговоренных в технических условиях на эти ЭРЭ.5. При использовании микросборок с установленными на них бескорпусными компонентами амплитуда колебаний и виброскорость МСБне должна превышать 0,3 мм и 800 мм/с соответственно.Механические воздействия передаются от объекта установки через амортизаторы или элементы жесткого крепления корпусу блока (рис.

2.8,а), далеечерез элементы внутриблочной несущей конструкции (например, каркас) кточкам крепления ячеек, далее через несущее основание ячейки (печатнуюплату, металлическую рамку и т.д.) к местам крепления электрарадиоэлементов и микросборок. Вследствие значительной разницы массы и частотысобственных колебаний отдельных элементов конструкции блока приближенно можно считать, что передача колебаний на каждом изупомянутых участков описывается моделью колебательнойсистемы с одной степенью свободы (рис.

2.9).В том случае, когда блок установлен на амортизаторах (рис.2.8,6) должны быть выполнены условия рациональной расстановки амортизаторов:где G=mg - вес блока; Pi - нагрузка, приходящаяся на i-й амортизатор (реакция амортизатора); xi , yi , zi - координаты i-го58амортизатора (начало координат выбирается произвольно, но часто удобнопринять за начало отсчета центр масс блока).Амплитуда колебаний блока, установленного на амортизаторах, для любойчастоты внешнего гармонического вибрационного воздействия определяется из решения дифференциального уравнения колебательной системы содной степенью свободы (рис.

2.9):где S0 , S1 - амплитуды колебаний объекта установки и корпуса блока; a0 а1- вибрационные ускорения объекта установки и корпуса блока; n - коэффициент передачи;∑ k i - собственная час1f0 =2πmтота колебаний блока на амортизаторах, Гц; ∑ki - суммарная жесткостьсистемы амортизаторов вдоль оси, параллельной направлению колебаний,Н/м (см. приложение 7); δ0 - коэффициент демпфирования амортизаторов.Поскольку упругий элемент амортизатора испытывает деформацию, чтоможет привести к отказу, необходимо знать амплитуду этой деформации(прогиба):Амплитуда деформации на любой частоте не должна превышать величинудопустимого прогиба для конкретного типа амортизатора (приложение 7).Графики зависимостей η и η* от относительной частоты f/f0 приведены нарис.

2.10 и 2.11. Наибольшая амплитуда колебаний блока и амплитуда деформации упругого элемента при постоянной амплитуде колебаний объекта установки наблюдается на частоте, близкой к частоте собственных колебаний (явление резонанса). Поэтому проверку допустимой величины амплитуды колебаний и виброускорений (виброперегрузок) следует проводить на частоте резонанса, если она попадает в диапазон частот внешнихвибраций, а также на крайних верхней и нижней частотах внешних вибраций.Поскольку механические колебаний объекта установки могут происходитьв любом из направлений (если иное не оговорено в техническом задании), ау амортизаторов продольная и поперечная жестко-59сти, как правило, не совпадают (приложение 7, величины kx и Rz ), а следовательно, не совпадают частоты собственных колебаний вдоль разныхосей, проверку вибропрочности (виброустойчивости) необходимо в общемслучае производить вдоль каждой оси отдельно.В случае жесткого закрепления блока или микроблока на объекте его колебания передаются корпусу блока без изменений:S1=S0 ; a1=a0 .Различные варианты передачи вибрации от корпуса блока к точкам крепления ячеек представлены на рис.

2.8,в-ж.Если колебания корпуса (в данном примеревдоль вертикальной оси) передаются вдольребер или стенок каркаса (рис. 2.8,в), то ввиду значительной продольной жесткости несущих элементов каркаса можно считать, чтоколебания к точкам крепления ячеек передаются без изменений; S2=S1 ; a2=a1Если вибрация передается перпендикулярноребрам каркаса (рис.

2.8,г), то для такой конструкции применима модель в виде балки,нагруженной по длине сосредоточеннымимассами ячеек mi (рис. 2.12, а, б) .Колебаниятакой системы также описываются моделью содной степенью свободы (см. рис. 2.9), а значения коэффициентов передачиивычисляются поформу60лам (2.45) и (2.46). Частота собственных колебаний определяется из выражениягде E - модуль упругости материала балки, Н/м2; I - момент инерции сечения балки, м4 ; mi - распределенная масса балки, кг/м (рис.

2.12,в); а - длинабалки (расстояние между опорами), м; φ - коэффициент, зависящий от способа закрепления концов балки (табл. 2.2).Таблица 2.2Приведение набора n одинаковых равномерно распределенных по длинемасс ячеек m1 к эквивалентной распределенной массе выполняется по формулеПриведение неравных или неравномерно расположенных масс описано вработе [2, с. 217-219] .Для конструкции, изображенной на рис.2.8,д, например, микроблока пенальнойконструкции с микросборками, прикрепленными ко дну корпуса, характерна передача колебаний блока кмикросборкам черезупругость стенки блока. В этом случае применяется модель в виде плас61тины, закрепленной по периметру и нагруженной по площади массами ЭРЭи микросборок (рис.

2.13). Колебания пластины вдоль оси, перпендикулярной плоскости пластины, также описываются моделью рис. 2.9и выражениями (2.45) и (2.45), при этомгде а , b - размеры пластины, м; mпл , mэрэ - масса пластины и суммарнаяD=Eh3212(1 ε ) - Цилиндрическаямасса ЭРЭ, МСБ, кг;жесткость пластины, НМ; Е - модуль упругости, Н/м2; ε - коэффициентПуансона материала пластины (приложение I);α =π2pb2a2+q +ra2b2- коэффициент, зависящий от формы и способазакрепления пластины, значения р, q и r определяются по табл. 2.3.Таблица 2.362При расчете амплитуды колебаний, передаваемых от точек крепления ячеекк электрорадиоэлементам или микросборкам, применима модель в виденагруженной пластины (рис. 2.13). Расчет амплитуды колебаний и виброперегрузок зависит от направления колебаний.