УП Констр РЭС КП и ДП 2007_ (560572), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для виброустойчивой (вибропрочной) аппаратуры при любых оговоренных в техническом задании внешнихмеханических воздействиях должны выполняться следующие условия:1. Если аппаратура установлена на амортизаторах, то нагрузка на каждый амортизатор не превышает допустимую для данного типа амортизатора,и деформация амортизаторов во всем частотном диапазоне не превышаетдопустимый прогиб.2. Усилия, возникающие в элементах крепления вследствие воздействия собственного веса блока или закрепленных элементов конструкции mg,линейного ускорения maл и вибрационных ускорений(виброперегрузки)maв не превышают величину, определяемую пределом прочности (пределомусталостной прочности при знакопеременных воздействиях) элементов крепления.3.
Прогибы печатных плат при вибрации не превышают допустимыйпрогиб, определяемый следующим образом [8]:S доп = δ допl2LБ 2(7.1)где l – размер меньшей стороны платы, м; δдоп – допустимая стрела прогибаматериала платы на базовой длине LБ = 1 м, определяемая по табл.7.1.4. Виброперегрузка и амплитуда колебаний электрорадиоэлементов непревышает значений, оговоренных в технических условиях на эти ЭРЭ.5. При использовании микросборок с установленными на них бескорпусными компонентами амплитуда колебаний и виброскорость МСБ недолжна превышать 0,3 мм и 800 мм/с соответственно.58Таблица7.1ТолщинаДопустимая стрела прогиба на 1 м длины, мм/м2листа, мм одностороннее фольгирование двухстороннее фольгированиегетинаксстеклотекстолигетинаксстеклотекстолитт0,8; 1,010910955221,5553027112,0402520112,5; 3,030151511Механические воздействия передаются от объекта установки черезамортизаторы или элементы жесткого крепления корпусу блока (рис.
7.1,а),далее через элементы внутриблочной несущей конструкции (например, каркас) к точкам крепления ячеек, далее через несущее основание ячейки (печатную плату, металлическую рамку и т.д.) к местам крепления электрорадиоэлементов и микросборок. Вследствие значительной разницы массы ичастоты собственных колебаний отдельных элементов конструкции блокаприближенно можно считать, что передача колебаний на каждом из упомянутых участков описывается моделью колебательной системы с одной степенью свободы (рис.
7.2).В том случае, когда блок установлен на амортизаторах (рис. 7.1, б)должны быть выполнены условия рациональной расстановки амортизаторов:ΣPi=G ; ΣPi·xi=0 ; ΣPi·yi=0 ; ΣPi·zi=0 ;ΣPi·xi·yi =0 ; ΣPi·yi·zi =0 ; ΣPi·xi·zi=0 ,(7.2)где G = mg – вес блока; Pi – нагрузка, приходящаяся на i-й амортизатор (реакция амортизатора); xi, yi, zi – координаты i-го амортизатора (начало координат выбирается произвольно, но часто удобно принять за начало отсчетацентр масс блока).Амплитуда колебаний блока, установленного на амортизаторах, для любойчастоты внешнего гармонического вибрационного воздействия определяетсяиз решения дифференциального уравнения колебательной системы с однойстепенью свободы (рис. 7.2):S1S0=a1a0=η =(1 − ( f1 + 4δ 02 ( f f 0 )2)2 2f0 )+ 4δ 02(ff0 )(7.3)259Рис.
7.160где S0, S1 – амплитуды колебаний объекта установки и корпуса блока; a0, a1– вибрационные ускорения объекта установки и корпуса блока; η – коэффи-mциент передачи ; f 0 =12π∑ kim– собственная частотаколебаний блока на амортизаторах, Гц; Σki – суммарнаяжесткость системы амортизаторов вдоль оси, параллельной направлению колебаний, Н/м; δ0 – коэффициентдемпфирования амортизаторов.Рис.
7.2Поскольку упругий элемент амортизатора испытывает деформацию, что может привести к отказу, необходимо знать амплитуду этой деформации (прогиба):S1 − S0S0= η* =(1 − ( f(ff 0 )2) + 4δ 02 ( f2 2f0 )f0 )(7.4)2Амплитуда деформации на любой частоте не должна превышать величину допустимого прогиба для конкретного типа амортизатора.Справочные данные по различным типам серийно выпускаемых амортизаторов приведены в [4, 5, 22].Графики зависимостей η и η* от относительной частоты f/f0 приведенына рис. 7.3 и 7.4.
Наибольшая амплитуда колебаний блока и амплитуда деформации упругого элемента при постоянной амплитуде колебаний объектаустановки наблюдается на частоте, близкой к частоте собственных колебаний (явление резонанса). Поэтому проверку допустимой величины амплитуды колебаний и виброускорений (виброперегрузок) следует проводить начастоте резонанса, если она попадает в диапазон частот внешних вибраций, атакже на крайних верхней и нижней частотах внешних вибраций.Поскольку механические колебаний объекта установки могут происходить в любом из направлений (если иное не оговорено в техническом задании), а у амортизаторов продольная и поперечная жесткости, как правило, несовпадают, а следовательно, не совпадают частоты собственных колебанийвдоль разных осей, проверку вибропрочности (виброустойчивости) необходимо в общем случае производить вдоль каждой оси отдельно.В случае жесткого закрепления блока или микроблока на объекте егоколебания передаются корпусу блока без изменений:S1 = S0 ; a1 = a061Различные варианты передачи вибрации от корпуса блока к точкамкрепления ячеек представлены на рис.
7.1, в-ж.Рис. 7.3Если колебания корпуса (в данном примеревдоль вертикальной оси) передаются вдоль реберили стенок каркаса (рис. 7.7, в), то ввиду значительной продольной жесткости несущих элементов каркаса можно считать, что колебания к точкам крепления ячеек передаются без изменений:S2 = S1 ; a2 = a1.Если вибрация передается перпендикулярноребрам каркаса (рис.
7.1, г), то для такой конструкции применима модель в виде балки, нагруженной по длине сосредоточенными массамиячеек mi (рис. 7.5, а,б). Колебания такой системытакже описываются моделью с одной степеньюсвободы (см. рис. 7.2), а значения коэффициентовпередачи η =S2S1=a2a1и η* =S 2 − S1S1Рис. 7.4Рис. 7.5вычисляются по формулам (7.3) и(7.4). Частота собственных колебаний определяетсяf0 =ϕa2EJГц,ml(7.5)где E – модуль упругости материала балки, Н/м2; J – момент инерции сечения балки, м4; ml – распределенная масса балки, кг/м (рис. 7.5, в); а – длина62балки (расстояние между опорами), м; φ – коэффициент, зависящий от способа закрепления концов балки (табл. 7.2).Таблица 7.2Коэффициент частоты φНомер гармоники23Способ закрепления143,569,8219,331,92,457,9516,628,41,576,314,124,20,563,59,8319,3Приведение набора п одинаковых равномерно распределенных по длине масс ячеек ml к эквивалентной распределенной массе выполняется поформулеml = ml 0 +(n + 1)mllкг/м.(7.6)Приведение неравных или неравномерно расположенных масс описанов [2, с.
217-219] .Для конструкции, изображенной на рис. 7.1, д, например, микроблокапенальной конструкции с микросборками, прикрепленнымико дну корпуса, характерна передача колебаний блока к микросборкам через упругостьстенки блока. В этом случаеприменяется модель в видепластины, закрепленной поРис. 7.6периметру и нагруженной поплощади массами ЭРЭ и микросборок (рис. 7.6). Колебания пластины вдольоси, перпендикулярной плоскости пластины, также описываются модельюрис.
7.2 и выражениями (7.3) и (7.4), при этомf0 =1 αDГц,⋅2π ab ⎛ mпл + mэрэ ⎞⎜⎜⎟⎟ab⎝⎠(7.7)63где a, b – размеры пластины, м; mпл, mэрэ – масса пластины и суммарнаямасса ЭРЭ, МСБ, кг;. D =Eh3() - цилиндрическая жесткость пластины,12 1 − ε 2Н·м; E – модуль упругости, Н/м2; ε – коэффициент Пуансона материала пластины (приложение 1); α = π 2pb2a2+q+ra2b2– коэффициент, зависящийот формы пластины и условий закрепления на сторонах, значения p, q и rопределяются по табл. 7.3.Таблица 7.3ЭскиззакрепленияКоэффициенты αpqr12.112,445,145,1400112,322,572,712,933,130,13002Коэффициенты αЭскиззакрепленияpqr100,4312,445,142,442,425,1401010,120,125,140,122,440,120,12000,750,310000,7070,20,5140,835,140,120002,4405,142,44При расчете амплитуды колебаний, передаваемых от точек крепленияячеек к электрорадиоэлементам или микросборкам, применима модель ввиде нагруженной пластины (рис.
7.6). Расчет амплитуды колебаний и виброперегрузок зависит от направления колебаний. Если линия колебаний направлена вдоль плоскости ячейки (см. рис. 7.1,е), то ввиду значительнойпродольной жесткости печатной платы, рамки и т.д. колебания передаютсяпочти без изменений: S3 = S2 ; a3 = a2 (рис 7.1,е). При колебаниях, перпендикулярных плоскости ячейки (рис. 7.1,ж), расчет ведут, как для случая,представленного на рис.
7.1,д. При этом η =64S3S2=a3a2и η* =S3 − S 2S2определяют по (7.3) и (7.4), f0 по (7.7); допустимый прогиб S3 − S 2 по(7.1).Для ячейки на печатных платах размеры пластины принимаются равными размерам печатной платы. При определении условий закрепления краев можно руководствоваться следующими правилами (рис. 7.7):• защемление края (в табл. 7.3 обозначено наклонной штриховкой)обеспечивается, если край платы приклеен, приклепан или привинчен в нескольких точках подлине к жесткой рамке или планке, также жестко закрепленной на каркасе блока; если на краю платы закреплен разъемный соединитель с большим числом контактов, который при установке ячейки в блоксочленяется с жестко закрепленной ответной частью соединителя;• опирание края (обозначено штриховой линией) обеспечивается, есликрай платы скользит вдоль направляющей в каркасе; если край платы прикреплен к нежесткой (например, тонкостенной) или нежестко закрепляемойна каркасе планке или угольнику (в этом случае край платы не может смещаться перпендикулярно плоскости платы, но может поворачиваться);• жесткое закрепление в точках (обозначено крестиками) будет вслучае сборки пакета ячеек на стойках, шпильках.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
