Назаров_Конструирование_РЭС (560499), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Как следует из табл. 9.6, снижениепластичности — наиболее эффективный путь повышения удельнойпрочности а и удельной жесткости. Значительного улучшениятаких характеристик можно достичь, если использовать сплав 1420системы А1—Mg—Li , который отличается от сплава Д16пониженной на 11% плотностью и повышенным на 4% модулемупругости. Коррозионная стойкость такая же, как и у АМг.Применение сплава 1420 вместо Д16 позволяет снизить массудеталей корпуса на 10...15%.Для изготовления несущих элементов сложной формыиспользуются литейные сплавы.
По назначению эти сплавы можноусловно разбить на следующие группы:1 . Сплавы, предназначенные для герметичной РЭС (АЛ2, АЛ4,АЛ9,В АЛ 8, АЛ9-1, АЛ34(ВАЛ5), АЛ4М, АЛ32.2.Высокопрочные жаропрочные сплавы (АЛ19, АЛЗ, АЛ5, АЛ5-1,АЛЗЗ(ВАЛП).3. Коррозионно-стойкие сплавы (АЛ8, АЛ22, АЛ21, АЛ27, АЛ27-1).Корпуса РЭС и их детали относятся к элементам малых размеров.Качество таких деталей, полученных литьем, будет определятьсяне столько механической прочностью, сколько технологическимихарактеристиками: жидкотекучестью, степенью изменениямеханическихсвойств,герметичностью,склонностьюкобразованию пустот, трещин.Поэтому наибольшее распространениеполучили сплавы первой группы, выполненные на основе А1 - Si, А1- Si - Mg, так называемые силлумины.
Двойной сплав АЛ2 (Al - Si)рекомендуется для литья малогабаритных деталей, так как он неупрочняется термически и склонен к образованию усадочныхраковин. Остальные сплавы этой группы относятся к системе Al - Si- Mg и имеют лучшие литейные свойства. Поэтомукрупногабаритные детали РЭС целесообразно отливать из АЛ4,АЛ9.
Если необходима повышенная механическая прочность удобноиспользовать АЛ9-1, содержащий добавку титана. Сплавы АЛ32,ВАЛ8 предназначены для литья под давлением и точного литья.Коррозионно-стойкие сплавы третьей группы обладаютповышенной стойкостью в морской воде, щелочных и азотнокислыхсредах. Однако невысокий интервал рабочих температуркоррозионных свойств(от -60 до +60°С) ограничивает их применениедля РЭС. Лишь АЛ24348может сохранить свои свойства до +150°С. Основные характеристикимарок алюминиевых сплавов приведены в табл. 9.7.Таблица 9.7СплавАМцАМг2Д16Д16ТД19АД31АДЗЗАВАК6АК81420АЛ2АЛ4АЛ9ВАЛ8АЛ 32АЛ27АЛ 24ρ, г/см32,732,682,82,82,762,712,712,702,752,802,472,652,652,662,732,652,552,74Е,МПа σВ , МПа707172727071717172747570707072717069170190360460480250140350378480450190290230410280360310Е удσУДКобщ25,626,4925,7125,7125,3626,226,226,326,1826,4030,3626,426,4026,3026,3026,7927,4525,1862,2770,89128,5164,28173,992,2551,66129,6137,4171,4182,271,70199,486,4150,18105,60141,1113,1159,411878,03305,54223,784399,992416,91353,53409,24525,74525,75531,11892,82889,022274,83942,22831,73879,22848,8Ценными материалами для радиотехнических конструкцийявляется магниевые сплавы.
Они хорошо поглощают вибрации, чтоособенно важно для самолетной и вертолетной аппаратуры.Например, удельная вибрационная прочность магниевых сплавовпочти в 100 раз выше, чем у дуралюминов (Д16) и в 20 раз лучше, чему конструкционных сталей.По удельной жесткости при изгибе икручении магниевые сплавы не уступают алюминиевым и стальным.Эти сплавы используются не только как ценный техническийматериал с малой плотностью, но и как заменитель дефицитных идорогостоящих легированных сталей, бронз, латуней.
Так, длямикроэлектронной аппаратуры интерес представляют сверхлегкиесплавы МА18, МА21 с плотностью 1,3-1,6 г/см , которые обладаютповышеннымипластичностью,удельнойжесткостьюипрочностью выше, чем у дуралей (табл. 9.8).Следует отметить сплав МЦИ, предназначенный для литьядеталей,работающих в условиях вибраций. Его использованиепозволяет уменьшить массу деталей, подвергающихся повышеннойвибрационной нагрузке, и увеличить надежность и срок службы.Литейные магниевые сплавы предназначены для фасонного литья. Вконструкциях РЭС применяются сплавы МЛ4, МЛ6, МЛ9, МЛ10.Сплавы титана находят ограниченное применение при разработкенесущих элементов РЭС.
Удельные прочностные характеристики —такие же, как у Mg и Аl . Модуль упругости в два раза меньше, чем уста349Таблица 9.8СплавМА18МА21МЦИМА8МА2-1МА2МЛ4МЛ6МЛ9МЛ10σв, МПа Е- 10-3 ,МПа18545240461704028042270432604325042250422504222641ρ, г/см31,51,51,9,78,78,79,83,811,761,78σудЕУДК общ12316094123151,6145,2136,6138,1142,0126,93030,62123,524,12422,923,223,823,0369048961978,9I2890,53653,63484,83135,03204,53388,62922,9лей, что затрудняет получение жестких конструкций. Несмотря на высокую температуру плавления, титан не обладает жаропрочностью исклонен к ползучести даже при нормальных температурах.
Наиболееценными качествами титана являются высокие прочностные свойствапри криогенных температурах и низкий коэффициент линейного расширения. Поэтому титановые сплавы находят применение преждевсего для устройств, работающих в условиях пониженных температур(вплоть до криогенных), и для корпусов микросборок, где требуетсяспай стекла с металлом. Для этих целей рекомендуется использоватьсплавы: ВТ 1-00, ВТ-0, ОТ-4-1, ОТ4, ВТ5, ВТ5-1.9.5. Корпуса РЭС из волокнистых композиционных материаловВ конструкциях самолетной и бортовой аппаратуры широкоеприменение находят полимерные композиционные материалы (КМ) снеметаллической матрицей. По сравнению со сплавами металлов ониимеют ряд преимуществ: меньшую массу, повышенные прочность,жесткость и теплостойкость.
Из большого числа существующих КМнаиболее перспективными для авиационной аппаратуры являются КМна основе углеродных волокон, т.е. углепластики. Кромеперечисленных достоинств, они обладают еще рядом преимуществ:коррозионнойстойкостью,электропроводностью,малымкоэффициентом линейного расширения, высокой демпфирующейспособностьюизначительнопревосходятметаллыповибропрочности. В табл.
9.9 приведены основные характеристикинаиболее распространенных углепластиков: КМУ-1Л на основеуглеродной ленты; КМУ-1У на основе углеродного жгута;КМУ-1В на основе углеродного жгута, вискоризированногонитевидными кристаллами. Их теплостойкость — до 100°С. Дляболее высоких температур (до 300°С ) применяются углепластикимарок КМУ-2, КМУ-2Л.350Еще более высокой теплостойкостью (до 2000°С ) обладает углепластик с углеродной матрицей марки КУП-ВМ.Таблица9.9ПараметУглепластикиБороволокнитырКМУ-1Л КМУ-1У КМУ-1В КУП-ВМ КМБ-1М КМБ-1К КМБ-2Кρ, г/смσв ГПаσс,ГПаσ и,ГПаЕ, ГПаЕи, ГПаσудЕУДКобщ31,40,650,350,8012010346,485,739781,471,020,41,10180145693122,3848571,551,00,541,20180160645116,1749001,350,20,260,64165160148122,2180882,11,31,161,75270250619128,5795852,00,90,921,2521422345010748150Элементы конструкций из углепластиков изготовляются несколькими методами, например мокрой намоткой, когда жгуты или лентыпропитываются связующим составом в процессе укладки.
Другойметод связан с пропиткой связующим составом под давлением, когдазаготовку из сухого наполнителя пропитывают в замкнутой форме изатем формуют деталь при повышенном давлении и температуре.Метод выбирается в зависимости от геометрических особенностейдетали. Наиболее технологичным является углепластик КМУ-3, длякоторого температура и давление формообразования минимальны.Еще более высокими механическими свойствами обладаютбороволокниты на основе борного волокна. От углепластиков онивыгодно отличаются сочетанием таких свойств, как высокоесопротивление сжатию, срезу, сдвигу, низкая ползучесть, высокаятвердость и модуль упругости. Бороволокниты КМБ-1 и КМБ-1Кпредназначены для длительной работы при температуре до 200°С.Бороволокнит КМБ-2К сохраняет высокие механические свойства до300°С.
Материалы КМБ-3 и КМБ-ЗК содержат эпоксидныйсвязующий состав и отличаются наиболее высокими механическимисвойствами,технологичностью,низкимдавлениемприформообразовании, но их рабочая температура не превышает 100°С.3512,01,01,251,5526021550013065000КМБ-ЗК2,01,31,51,452602386501308450010. ЗАЩИТА РЭС ОТ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ10.1.
Общие сведения о внешних воздействующих факторахУсловия эксплуатации изделий. Во время эксплуатации на РЭС влияет значительное количество внешних воздействующих факторов, среди которых можно выделить [54] следующие основные группы: механические, климатические, биологические, термические факторы.К механическим факторам относятся вибрационные, ударные и линейные нагрузки.К климатическим факторам (в соответствии с ГОСТ 15150-69) относятся температура окружающего воздуха, его влажность, давление воздуха или газа, солнечная радиация, дождь, ветер, пыль, тепловой удар,морской туман, атмосферные осадки, содержание в воздухе (воде) коррозионно-активных агентов.К биологическим факторам относятся бактерии и плесневые грибки.К термическим факторам относятся аэродинамический нагрев, радиационное, электрическое и ультразвуковое разогревания.Кроме перечисленных, на РЭС в процессе эксплуатации могут оказывать влияние и другие факторы, например специальная среда, электростатические, магнитостатические и электромагнитные поля, лазерное излучение.Условия эксплуатации РЭС можно разделить на нормальные, наземные естественные, наземные транспортные и условия на высотныхсамолетах, ракетах, космических объектах.
Под нормальными условиями работы РЭС понимают такие, при которых температура воздуха —15...25°С, относительная влажность — 45...75%, атмосферное давление— 96...106 кПа, отсутствуют механические воздействия, воздействияпыли и песка, атмосферных осадков, солнечной и ядерной радиации,биологических факторов и др.Воздействия влаги на РЭС. Характер воздействия влаги на РЭС определяется свойствами воды в жидком, твердом и газообразном состояниях.Возможны два основных вида взаимодействия воды с материалами.В первом случае вода проникает в трещины, зазоры, капилляры или находится на поверхности вещества, удерживаясь на его мелкодисперсных частицах.
Во втором случае вода оказывается химически связаннойс элементами вещества [55].Этот вид взаимодействия воды с материалами приводит к ускорению процессов коррозии металлов, гидролизу и способствует распаду352некоторых материалов. Коррозия металлов приводит к снижению механической прочности конструкций, уменьшению точности и продолжительности работы механизмов, нарушению контактных соединений, обрывам тонких проводов и т.п.Воздействие пониженного атмосферного давления на РЭС. Снижение атмосферного давления приводит к изменению напряжения электрического пробоя воздуха.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
