Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Поступательные колебания вдоль осей х, р и г имеют частоты со, = (ХС,/лс)'/с; соз -- (ХС„/сл)с/2( соо — (ХС,//п)1/2 (8-11) (8-12) (8-13) Частоты вращательных колебаний вокруг осей сос (Х (С, р' + С„г')/,/„]'/'; осо = (Х(С,.го+ С, х')/./ ]'/'; со = ]Х(С,. р'+ С„хо)/./,]'/'. (8-14) (8-18) (8-16) Рассмотрим особенности реальных сложных.конструкций РЭА, выполненных с применением современных амортизаторов. Колебания таких конструкций нельзя рассчитывать без учета демпфирования или считать демпфирование и жесткость линейными, не зависящими от деформации амортизаторов. Анализ влияния коэффициентов демпфирования, жесткости и нелинейности динамических характеристик систем амортизации РВА проводят на основе изучения осциллограмм свободных колебаний реальных конструкций. Существенное различие расчетных и получаемых экспериментальных данных вытекает из некорректности допущений, нередко полагаемых в расчетах: о линейности табличных значений жесткости амортизаторов (в действительности— нелинейных величин), о возможности неучета коэффициентов демпфирования при решении дифференциальных уравнений, описывающих движение данной амортизированной системы (неучет демпфирования может приводить к значи- тельной ошибке в расчетах)', о совпадении центра масс РЗА с центром жесткости несущей конструкции.
Рассмотрим подробнее третье допущение. Оно существенно облегчает расчеты, так как предполагает уравновешивание сил и, как следствие, исключение крутильных колебаний. Задача становится задачей с тремя степенями свободы. В действительности центры масс и жесткости не совпадают. Особенно отчетливо это проявляется при рези- но-металлических амортизаторах АКСС-М, широко используемых в корабельной РЭЛ. Это приводит к задаче с шестью степенями свободы. Существует конструктивная возможность уменьшить долю крутильных колебаний при расположении оси амор', тизаторов не вдоль вертикальной оси РЭА, а под некоторым „' -углом, таким, чтобы центр жесткости амортизаторов приб,.:, 'лизительно совпадал с центром масс. Наклонное располо.;:' жение амортизаторов существенно улучшает виброизоля: -' цию и работу амортизирующей системы, лучше гасит «отклики» корпуса РЭЛ на воздействия ударов в наиболее опасных направлениях.
ВХ ВЫБОР СИСТЕМЫ АМОРТИЗАЦИИ РЭА Схема размещения амортизаторов. Конструирование системы амортизации РЗА обычно начинается с выбора типа амортизаторов и схемы их размещения. Выбор амортизаторов производят исходя из допустимой нагрузки и предельных значений параметров, характеризующих условии эксплуатации.
К таким параметрам относятся: температура окружаклцей среды, влажность, механические нагрузки, присутствие в атмосфере паров масла, дизельного топлива и т. д. Выбор схемы располо>кения амортизаторов зависит главным образом от расположения аппаратуры на носителе и условий дппамн >еского воздействия. На рнс. 8-2 представлены основные схемы расположения амортизаторов на блоке. Вариант и довольно часто используется для амортизации сравнительно небольших гю габаритам блоков. Такое расположение амортпзап>ров удг>бпо с позиции обшей компоновки блоков на объекте. Блоки мо>ьно расположить в пепосредствешюй близости друг от друга.
Однако прн этом расположении амортизаторов принципиально невозможно получить совпадение цЕнт. ра тяжести (ПТ) с цен>ром масс (ЦМ) и, следовательно, никогда не получить рациональной системы, т, е, всегда Рис, 8-2. Основные схемы расположения амортизаторов (в направля-л азпзсй) будут наблюдаться связанные частоты колебаний. То же можно сказать про вариант размещения б.
Вариант размещения в позволяет получить рациональную систему, однако такое расположение амортизаторов не всегда удобно при размещении на объекте. Кроме того, при таком размещении амортизаторов нерационально используется объем, отводимый для РЭА на объекте. Размещение типа г и д является разновидностью варианта в и используется в том случае, если лицевая панель блока размещается вблизи амортизатора, расположенного снизу.
Размещение амортизаторов, представленное на рис. 8-2, е, используется в стоечной аппаратуре, когда высота РЭА зна1ительио больше глубины и ширины стойки. Чтобы ослабить колебания стоики вокруг осей х и р, ставят дополнительно два амортизатора сверху стойки. Характеристики и габаритные размеры амортизаторов, наиболее часто ис. пользуемых в РЭЛ, приведены в прило>кении 1, После выбора схемы амортизации и типа амортизаторов производит статический расчет, в результате которого определюот статические нагрузки и типоразмер амортизаторов. По результатам расчета можно уточнить схему расположения амортизаторов.
Затем проводят динамический расчет системы, в результате которого определяют частотзи собственных колебаний амортизпруемой аппаратуры, амплитуды псреап гцений н 449 ускорений на блоке прн вынужденных, колебаниях н эффек. тивность внбронзоляцнн. Расчет заканчивается проверкой системы амортизации на ударное воздействие, в результате которой определяется поведение системы в момент действия ударного импульса н характер движения системы после прекращения его действия. Прн этом решается вопрос, будет ли система амортизации ослаблять действие ударного импульса нлн, наоборот, будет усиливать удар и в какой степени.
При расчете реальная конструкция блока заменяется расчетной схемой с одной или несколькими степенями свободы. Выбор числа степеней свободы зависит от носителя 'и требуемой точности расчета. Для расчета амортнзированной системы необходимы ." следующие исходные данные; 1. Параметры механических воздействий на носителе (диапазон частот вибрационных колебаний; амплитудные значения ускорения в направлении действующей вибрации; продолжительность действия вибрации; скорость изменения частоты вибрации; уровень н направление действия линейных перегрузок; уровень, форма н длительность действия ударных импульсов; число ударных импульсов и час. тота нх следования; высота возможного падения аппаратуры на некоторое основание, параметры которого оговари.
ваются особо). 2. Параметры внешней среды (предельная температура окружающей среды; температура н время пребывания РЭА при максимальной относительной влажности; диапазон возможных изменений атмосферного давления; срок эксплуатации н время складского хранения аппаратуры; условия транспортировки РЭА). 3. Конструктивные параметры аппаратуры (масса и положение центра масс; момент инерции относительно главных осей; основные габаритные и присоединительные размеры).
4. Допустимые динамические воздействия на РЭА (амплитуды перемещения и ускорения; коэффициент динамичности (внбронзоляцни) в заданном диапазоне частот). 5. Статические н динамические характеристики амортизаторов. Прн решении конкретной задачи не все нз перечисленных параметров могут быть необходимы или известны. Чнсло параметров определяется в зависимости от условий конкретной задачи. ХР; =6; ХР, х, = О; ХР,.
у, = О; ХР,х, = О; ХР,х,у,=О; ХР;х;г,=О; ХР;у, =-О, (8-17) где Р; — весовая нагрузка, приходящаяся на 1-й амортизатор; хь у„г~ — координаты 1-го амортизатора. Первое из этих условий означает, что общая грузоподъемность всех амортизаторов соответствует весу амортизируемой аппаратуры. Последующие условия означают, что центр параллельных упругих сил (центр жесткости) амортизаторов совпадает с центром масс амортизированной аппаратуры. При этих условиях колебания по координатам х, у, х могут быть возбуждены независимо друг от друга. Независимые частоты собственных колебаний системы могут быть определены из уравнений (8-11) — (8-16), Для расчета системы амортизации необходимо определить статические нагрузки, действующие на каждый амор- выбрать типоразмер тизатор, и по полученным данным амортизатора.
451 Статический расчет амортизации. Конструирование рациональной системы амортизации возможно при непременном условии совпадения центра масс блока с центром тяжести амортизаторов. Грузоподъемность всех амортизаторов должна быть равна весу аппаратуры. Под центром тяжести системы амортизаторов понимают некоторую точку, в которой условно сосредоточена суммарная жесткость системы амортизации. Координаты центра тяжести можно вычислить, используя моменты первого рода: ХС„. х~ ЕСги у; ЕС,.
г где хь уь х~ — координаты амортизаторов; ХС„, ХС„' ХС,, — суммарная статическая жесткость амортизаторов' в направлении соответствующей оси координат; ХС„ ХСю, ХС„х~ — статические моменты жесткости амортизаторов относительно координатных плоскостей. Принимая во внимание, что для одного типоразмера амортизаторов статические жесткости одинаковы и аппаратура на амортизаторах расположена горизонтально (без перекосов), получаем, что и статические прогибы амортизаторов будут одинаковы. Тогда условия рационального монтажа системы амортизации можно представить как Схема расположения +Г амортизаторов принимаиь Уз ми У» ется исходя из конструктивных особенностей бло- 'У ка и условий размещения его на носителе.
Иногда хърз бывает необходимо определить или уточнить координаты расположения Рис, З-З. Схема распело»кепки че. амортнэатороВ В СООттмрех амортизаторов в горизои- встстВии с услоВиями тальков плоскости рационального монтажа. При расчете за начало системы координат х, у, х приНимается центр масс блока. Оси системы координат направ.' лены по главным осям инерции блока. В качестве примера ;,,рассмотрим систему из четырех амортизаторов, располо„ женных в горизонтальной плоскости хОУ (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
