62655 (588812), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Оскільки T_кр. < T_доп., то корпус мікросхеми розсіює задану потужність без перегріву і в додаткових засобах тепловідводу потреби немає.

7. Розрахунок на віброміцність

Віброміцність здатність пристрою протистояти протягом терміну служби прискоренням, що виникають при руйнівній дії вібрації в заданих діапазонах частот.

Вібростійкість здатність пристрою виконувати свої функції в умовах вібрації в заданих діапазонах частот і прискореннях, що виникають при цьому.

Визначимо віброміцність спроектованої ДП зі склотекстоліту розміром 80×62.5×1,5 мм. Вважаємо, що радіоелементи на ДП розміщені рівномірно.

1. Визначення маси ДП і маси ЕРЕ:

mпп = abδппρст,

(7.1)

де a, b геометричні розміри плати (а = 0,08 м, b = 0,0625 м); δ_пп – товщина ДП (δ_ст = 1,5 мм); ρ_ст – щільність склотекстоліту (ρ_ст = 2050 кг/м³);

m_пп = 0.0625^.0.08^.0.0015^.2050 =15,4 10^-3 кг = 15,4 г.

Конструктивні елементи представлені в таблиці 7.1.

2. Визначимо коефіцієнт впливу К_в, що враховує співвідношення маси ЕРЕ й маси плати:

(7.2)

3. Визначимо, коефіцієнт α, вважаючи, що ДП шарнірно опирається по контуру:

,

(7.3)

де a, b геометричні розміри плати, а = 0,08 м, b = 0,0625 м

Таблиця 7.1 Розрахунок загальної маси елементів

Найменування елемента	Тип елемента	Кількість, шт.	Маса, г
1	2	3	4
Діоди	1N4007	7	7*0,24 = 1.68
	1N4148	2	2*0,24 = 0,48
Стабілізатор	78L05	1	3
Конденсатори
електролітичні	ECR	2	2*1,2 = 2,4
керамічні	C 0603	10	10*0,3 = 3
Резистори	R 0805–0,125Вт	19	19*0,25=4,75
Мікроконтролер	АТ89С2051	1	4
	ATTINY2313	1	4
Кварцовий резонатор	KX-3Н	1	4
	HC 49U	1	4
Світлодіоди	GNL-014SRD, GNL-3014	2	2*0,15=0,3
Перемикачі	SWD 1–4	1	3
Кнопки	PS580L/N	1	3
Транзистори	2N3904A	2	2*0,35=0,7
	BSS295	2	2*0,35=0,7
Роз’єми	PLS-6	1	2
	PLS-8	1	3
	STB 1–12	1	5
Батарея	Крона	1	10
		Σ	59,01

4. Визначимо циліндричну жорсткість:

(7.4)

де Е – модуль Юнга, Е = 3.02^.10¹⁰ Па;

μ коефіцієнт Пуасона, μ =0.22.

(Н∙ м)

5. Визначимо частоту власних коливань:

(7.5)

де g – прискорення вільного падіння, g=9.8 м/с²;

питома вага 2,05 .

(Гц)

6. Визначимо амплітуду вібрації на частоті власних коливань:

,

(7.6)

де n коефіцієнт перевантажень; при n = 8g:

(мм)

Таблиця 7.1

n	2	3	4	5	6	7	8	9	10
A	0,002	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,0081	0,0091	0,01

7. Визначимо коефіцієнт динамічності, що показує в скільки разів амплітуда змушених коливань, відрізняється від амплітуди коливань на власній частоті:

(7.7)

де ε коефіцієнт загасання, ε = 0.06, f частота вібрації (f = 50 Гц);

8. Визначимо динамічний прогин:

,

(7.8)

При й

(мм)

9. Визначимо еквівалентне рівномірне розподілене динамічне навантаження:

,

(7.9)

де коефіцієнт С₁ розраховується за таким виразом:

10. Максимальний розподілений згинальний момент:

,

(7.10)

де коефіцієнт С₂ розраховується за таким виразом:

(Н)

11. Визначимо припустиму напругу для ДП із склотекстоліту:

,

(7.11)

де _T границя витривалості матеріалу ДП (для склотекстоліту _T = 105 МПа); [n] припустимий запас міцності [n] = 2.

МПа

12. Перевіримо виконання умови віброміцності для друкованої плати:

,

(7.12)

МПа < (МПа)

Остаточний розрахунок підтвердив, що ДП не потребує додаткових опор, амортизаторів або інших елементів, необхідних для зменшення перевантажень при вібраціях.

8. Розрахунок основних показників надійності

Надійність це властивість ЕОА виконувати свої функції, зберігаючи експлуатаційні показники протягом необхідного проміжку часу та можливість відновлювати функціонування, втрачене з якихось причини.

Показниками надійності є:

P(t) – ймовірність безвідмовної роботи;

λ(t) – інтенсивність відмов;

Т_ср. середній час напрацювання до першої відмови;

Q(t) – ймовірність відмови.

Розрахунок раптових відмов на основі експоненціальної моделі проводиться за такою послідовністю:

1. складається перелік елементів за типами;

2. для кожного елементу за довідковою літературою визначають λ у номінальному режимі. Під номінальними умовами розуміють роботу елемента при:

К_Н=1

t⁰_cp=20±5 °C – температура навколишнього середовища;

F=65±5% – вологість повітря;

Р=760 мм. рт. ст – тиск,

При цьому мається на увазі, що навколишнє середовище не містить пилу, відсутня руйнівна дія газів, солей і на об‘єкт не діють удари та вібрації;

1. визначають коефіцієнт навантаження К_Н;

2. із довідкової літератури, залежно від коефіцієнта навантаження, температури, величини зовнішніх впливів, визначають поправочний коефіцієнт і результуючу інтенсивність відмови;

3. визначають основні показники надійності.

Вихідною характеристикою надійності для елементів конструкції є інтенсивність відмов, яка є функцією режиму роботи елемента, температури навколишнього середовища та зовнішніх впливів.

,

де λ_ВЕ – інтенсивність відмов елемента за оптимальних умов; К_Н – коефіцієнт електричного навантаження, який дорівнює відношенню робочого навантаження до оптимального ; α_t – температурний коефіцієнт, що дорівнює відношенню інтенсивності відмов елемента при даному К_Н до інтенсивності відмов за номінальних умов ; α_B – коефіцієнт, що враховує вплив зовнішніх дій на надійність елемента.

Позначення в таблиці: N кількість елементів; _в.е. інтенсивність відмов елементів (1/ч); К_н – коефіцієнт навантаження; a_t – температурний коефіцієнт; a_b – коефіцієнт впливів зовнішнього середовища;

Для обліку впливу режиму роботи на інтенсивність відмов ЕРЕ вводять коефіцієнт навантаження .

Для обліку впливу теплового режиму роботи на інтенсивність відмов ЕРЕ вводять температурний коефіцієнт a_t.

Вплив умов експлуатації на інтенсивність відмов враховує коефіцієнт a_b. Він характеризує відношення інтенсивності відмов ЕА різного призначення до лабораторної інтенсивності відмов.

Згідно з технічним завданням, проектований пристрій відноситься до стаціонарної наземної ЕОА і значення a_b = 10.

З таблиці 8.1 визначаємо результуючу інтенсивність відмов:

_р = 101,76842·10^-7 год^-1

Характеристики

Список файлов ВКР