мое!!!!!!!! (560403), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

СП = 0,05 - погрешность смещения проводника.

Подставляя численные значения, получим S = 0,23 мм.

5. Определение размера ПП.

Размеры печатной платы находятся как:

LX = LY =  SПП, (5.1)

где SПП - площадь печатной платы.

SПП вычисляется по следующей формуле:

SПП = qs SЭЛi, (5.2)

где SЭЛi - установочная площадь i-ого элемента, которая находится по справочным данным из специальной литературы (см. пункт 1.8), соответствующим выбранному типу элементов.

qs = 2,5 -коэффициент дезинтеграции по площади.

Типы элементов и соответствующие им установочные площади приведены в таблице 2.1.

Подставляя численные значения, получим SПП = 2975,75 мм. Тогда LX  LY  54,5 мм. Из приложения 6 [2] выбираем плату размерами 60 х 60 мм.

6. Разработка конструкции модуля.

Модуль будет состоять из корпуса типа "пенал" и печатной платы. Вдоль боковых стенок корпуса на расстоянии h = hэмакс + (5...7 мм), где hэмакс - максимальная высота радиоэлемента, производится деформация корпуса (рис. 6.1). В корпусе вдоль деформированных участков (углублений) на глубину 5...8 мм делаются разрезы (пунктирная линия на рис. 6.1), получая при этом на концах деформированных участков гнущиеся "лепестки". В полученные углубления вставляется печатная плата, после чего "лепестки" загибаются во внутрь, закрепляя ПП (рис.6.2).

Рис. 6.1.

Рис. 6.2.

7.Расчет теплового режима, вибропрочности и надежности изделия.

7.1. Расчет теплового режима.

Тепловой режим разработанной конструкции должен соответствовать требованию нормального теплового режима: температура в любой точке конструкции не должна превышать допустимой рабочей температуры наименее теплостойкого элемента . Следовательно, поверочный расчет теплового режима необходимо доводить до определения температур . Однако на практике условия нормального теплового режима конструкции приобретают иное толкование, связанное с особенностями тепловой модели конструкции.

Закономерности процессов теплообмена конструкций РЭС с окружающей средой в значительной мере определяются их структурой. Поэтому многообразие существующих конструкций можно представить классами, для каждого из которых характерна своя тепловая модель и набор показателей, необходимых для оценки теплового режима. Одним из признаков классификации может служить структура нагретой зоны конструкции.

Разрабатываемая конструкция выполнена на одной печатной плате, размещенной в корпусе, поэтому для нее может быть применена модель теплового моделирования и расчета теплового режима конструкций РЭС с источниками тепла, расположенными в плоскости

Размещение тепловыделяющих элементов в плоскости дает возможность при оценке теплового режима ограничиться расчетом среднеповерхностной температуры нагретой зоны tз, которая с небольшой погрешностью может быть принята в качестве характеристики теплового режима элементов.

Представим конструкцию в виде тепловой модели (рис. 7.1), где 1 - корпус, 2 - печатная плата (нагретая зона).

При построении тепловой модели принимаются следующие допущения:

- нагретая зона является однородным анизотропным телом;

- источники тепла в нагретой зоне распределены равномерно;

- поверхности нагретой зоны и корпуса - изотермические со среднеповерхностными температурами tз и tк соответственно.

1

2

Рис. 7.1

Для данной тепловой модели можно составить следующую тепловую схему (рис. 7.2 а).

С поверхности нагретой зоны посредством конвективной (зк) и лучевой (зл) теплопередачи через воздушные прослойки, тепло передается на внутреннюю поверхность корпуса. За счет теплопроводности стенок (ск) тепло выводится на наружную поверхность корпуса, откуда конвекцией (кк) и излучением (кл) переносится в окружающее пространство. При малой толщине стенки ( =1.5...2мм) тепловым сопротивлением стенок корпуса, выполненного из металлических сплавов с высоким коэффициентом теплопроводности, можно пренебречь. Так как в нашем случае это условие выполняется, то тепловая схема примет вид, как показано на рис. 7.2б.

Рис. 7.2а Рис. 7.2б

Из тепловой схемы следует:

tк = tc + P/(кк + кл,

tз = tк + P/(зк + зл, (7.1)

где Р - тепловой поток, рассеиваемый конструкцией; зк=в(Sз+Sкв)/2 - конвективно-кондуктивная тепловая проводимость между нагретой зоной и внутренней стенкой корпуса, в = 2,68 Вт/м С - коэффициент теплопроводности воздуха для среднего значения температуры воздуха в прослойке, lср - среднее расстояние между нагретой зоной и кожухом, Sз - площадь поверхности нагретой зоны, Sкв - площадь внутренней поверхности корпуса; зк = злSз - тепловая проводимость теплопередачи от нагретой зоны к внутренней стенке корпуса излучением, лз - коэффициент теплопередачи излучением; кк = кSкн - тепловая проводимость от наружной поверхности корпуса к среде для конвективной теплопередачи, к - коэффициент теплопередачи; кл=лSкн - тепловая проводимость от наружной стенки корпуса к среде для теплопередачи излучением, л - коэффициент теплопередачи излучением. Коэффициенты к и л определяются по номограммам, для условий теплообмена в ограниченном пространстве зл может быть принят равным 7 Вт/м С.

Для определения значения перегрева t используется метод последовательных приближений. Принимаем tc = 50С и задаем перегрев t = 10С, Sкв = Sкн = 0,01344 м, по номограммам определяем к = 5,6 Вт/м С и л = 5,6 Вт/м С, тепловой поток Р = 0,7 Вт. Подставляя эти значения в соотношения для расчета тепловых проводимостей, получим:

кк = 0,075 Вт/м С,

кл = 0,069 Вт/м С,

зк = 0,025 Вт/м С,

лк = 0,023 Вт/м С.

Получив значения для тепловых проводимостей и подставив их в (7.1), найдем:

tк = 54,86 С,

tз = 69,44 С.

7.2. Расчет вибропрочности.

Конструкция считается вибропрочной, если в ней отсутствуют механические резонансы. Отсутствие в конструкциях механических резонансов характеризуется следующим соотношением частоты свободных колебаний любого элемента конструкции и верхней частоты диапазона внешних вибрационных воздействий:

. (7.2)

В нашем случае = 70 Гц.

Таким образом, оценка вибропрочности конструкции сводится к расчету частоты свободных колебаний f0.

Основной расчетной моделью планарных конструкций служит прямоугольная пластина при определенных условиях на сторонах. Частота свободных колебаний основного тона прямоугольной пластины определяется по формуле:

= , Гц (7.3)

где С - частотная постоянная; h - толщина пластины, мм; а - большая сторона пластины, мм; - поправочный коэффициент на материал пластины, - модуль упругости материала пластины и стали, - плотность материала пластины и стали, - поправочный коэффициент на нагружение пластины равномерно размещенными на ней элементами, - масса элементов; - масса пластины. В нашем случае конструкцию можно представить как прямоугольную пластину со сторонами, свободно лежащими на опоре (рис. 7.3).

.

Рис. 7.3.

Для нее частотная постоянная С = 38, так как отношение сторон равно единице.

В качестве материала пластины используется стеклотекстолит СФ, для которого  = 1,85 г/см , Е = 30,2/10 Па. Для стали с = 7,82 г/см , Ес = 200/10 Па.

Толщина пластины h = 1,5 мм, а = 60 мм, mэ =71,38 г, mп = V = 99,9г (где V = ааh = 54 см ).

Подставляя известные значения параметров в (7.3), получим = 1200 Гц, что удовлетворяет условию (7.2).

7.3. Расчет надежности.

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия по известным характеристикам надежности элементов и условиям эксплуатации.

Расчет надежности выполняется на основе логической модели безотказной работы РЭС. При составлении модели предполагается, что отказы элементов независимы, а элементы и в целом РЭС могут находиться в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Используются две логические схемы надежности: последовательная, когда отказ любого элемента ведет к отказу РЭС, и параллельная, когда отказ элемента не вызывает отказа РЭС. Последовательные логические схемы надежности характерны для не резервированных РЭС, параллельные - для РЭС с резервированием.

Основными количественными характеристиками надежности являются вероятность безотказной работы РЭС и среднее время наработки на отказ T = 1/э, где t - время непрерывной работы изделия, э - эксплуатационное значение интенсивности отказов РЭС.

Для последовательной логической схемы надежности

, (7.4)

где - эксплуатационное значение интенсивности отказов i-го элемента, учитывающее внешние воздействия, влияние тепловых и электрических нагрузок элементов, n - число элементов.

Характеристики

Список файлов курсовой работы