KP%20RES%20lab%20rab (999415), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Заполнить табл. 4.1 исходными данными, необходимыми для расчетасреднеповерхностной температуры кожуха и нагретой зоны.3. Подготовить таблицу исходных данных для расчета среднеповерхностной температуры функциональных ячеек с учетом собственного и наведенного перегрева. Исходя из конструктивных параметров функциональнойячейки (lx, lz), типа корпусов и числа микросхем, размещенных на платевдоль осей x и z , выбрать элементарную тепловую ячейку, в соответствии cрис. 4.7 произвести ее разбиение на простейшие составляющие однородныетела, определить геометрические и теплофизические параметры простейшихтел и занести их в табл.
4.2.4. Подготовить и занести в табл. 4.3 данные для ввода по запросу ЭВМпри выполнении программы.Необходимые для решения задачи теплофизические характеристикивоздуха, коэффициенты теплообмена, параметры конструкций корпусов МСприведены в приложении 8 и на справочных стендах в лаборатории.5. Подготовить таблицу для записи результатов расчета (табл.4.4).6. Выполнить расчет теплового режима блока для исходных значенийпараметров.7. Выполнить расчет теплового режима блока для каждого из измененных параметров.558.
Произвести оценку влияния параметров конструкции и среды на показатели теплового режима блока.9. Оформить отчет по работе.№Наименование параметра1 Тепловой поток, рассеиваемый блоком, Вт2 Размеры кожуха блока, мLxLyLz3 Размеры нагретой зоны, мlxlylz4 Степень черноты поверхности кожуха εкСтепень черноты внутренней поверхности5 кожуха εк.внСтепень черноты поверхности нагретой зоны6 εз7 Давление окружающей среды, мм рт.ст.Нормальное давление окружающей среды,8мм рт.ст.Максимальная температура окружающей9 среды t , °СсТочность сходимости расчетов на предыду10щем и последующем приближении, °С56ИсходноезначениеТаблица 4.1ИзмененноезначениеПорядковыйномер однородного телаГеометрические размеры по осям, мxyzТаблица 4.2Коэффициенттеплопроводности λ, Вт/(м·°С)123···Таблица 4.3Исходное ИзмененноезначениезначениеНаименование параметраДанные, вводимые по запросу ЭВМ при выполнении программы:Коэффициент заполнения плат kiз:123…Расстояние между соседними платами b1, мТолщина платы bП , мКоличество ФЯ в блоке тТолщина стенки кожуха Δк, мКоличество элементарных тепловых ячеек, укладывающихся в нагретой зоне по осямхyzТепловой поток, рассеиваемый i-й функциональной ячейкой Рi , Вт1 ячейка2 ячейка3 ячейка…57Наименование характеристикиНаименование изменяемого параметраИсходное значение параметраИзмененное значение параметра1 Среднеповерхностная температура кожуха, °С2 Среднеповерхностная температура нагретой зоны, °С3 Эквивалентные коэффициенты теплопроводности нагретой зоны, Вт/(м·K)Для исходныхзначений-------Таблица 4.4Для измененныхзначенийλxλyλz4 Среднеповерхностная температура ФЯ:123…Содержание отчета1.
Цель и задачи лабораторной работы.2. Тепловая модель наследуемого блока.3. Таблицы походных данных для расчета теплового режима блока.4. Таблица результатов расчета теплового режима блока.5. График распределения среднеповерхностных температур ФЯ блока.6. Оценки влияния параметров конструкций и окружающей среды напоказатели теплового режима блока.7. Анализ полученных результатов и выводы.Контрольные вопросы1.
Особенности конструкций блоков МЭА кассетного типа.2. Какие методы используются при тепловом моделировании конструкций МЭА?3. К каким конструкциям применим метод однородного анизотропноготела?4. Какими методами производится расчет тепловых режимов?585. Назовите основные этапы составления тепловой модели блока кассетного типа.06. Какие способы передачи тепла учитывает тепловая модель блокакассетного типа?7. Как производится оценка влияния параметров конструкции и окружающей среды на показатели теплового режима?Библиографический список1. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре.― М.: Высшая школа, 1984.
― С. 11-12, 154-159, 172-176.2. Глушицкий П.В. Расчет теплообмена в бортовой аппаратуре летательных аппаратов. ― М.: Машиностроение, 1976. ― С. 75-80.59Работа 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГОРАЗУКРУПНЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ РЭС НА ОСНОВНЫЕПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВАЦель работы ― эскизная проработка вариантов разукрупнения конструкции пакета функциональных ячеек; расчет его массы, объема, теплонапряженности, вибропрочности, плотности упаковки; выявление зависимостей этих параметров от степени планарности конструкции пакета и выборварианта, удовлетворяющего требованиям ТЗ.Общие сведенияГлавными задачами отработки конструкций РЭС являются выбор метода конструирования и элементной базы и на его основе разбиение электрических схем (структурной, функциональной и принципиальной) на уровни разукрупнения всей конструкции устройства.
Для РЭС 3-го поколениятакими уровнями, начиная с низшего (нулевого), будут корпусированнаямикросхема (МС), функциональная ячейка (ФЯ), пакет ФЯ, в дальнейшемпревращаемый либо в моноблок со своим индивидуальным корпусом, либо впанель (или ее часть) многоблочной стоечной конструкции. Каждый из ниххарактеризуется специфичными методами проектирования и изготовления.Наиболее трудоемок процесс проектирования и изготовления ФЯ.
Электрическая структурная схема всего изделия представляет собой совокупностьфункционально законченных устройств, которые разукрупняются в блоки.Блоки разукрупняются в функциональные ячейки и их пакеты, объединяющие части функциональных или принципиальных схем устройств РЭС науровне субблоков, таких, как процессор, ОЗУ, ПЗУ, УВВ и др. Широко применяемый в настоящее время модульный метод конструирования предполагает использование унифицированных и типизированных базовых несущихконструкций (корпусов, печатных плат, соединителей и т.п.). Поэтому разбиение электрических схем на конструктивные уровни разукрупнения должно базироваться на ряде общих принципов, главными из которых являются:функциональная и конструктивная законченность конструктивнотехнологических единиц (КТЕ), типизация и унификация КТЕ, минимизациячисла их внешних выводов, конструктивная, технологическая, тепловая иэлектромагнитная совместимость.Вариант конструктивного уровня разукрупнения должен выбираться сучетом обеспечения требований ТЗ на изделие, т.е.
обеспечения ограничений на массогабаритные показатели, нормального теплового режима, вибропрочности, соответствия достигнутому уровню плотности упаковки и т.д.Принципы конструирования и требования ТЗ могут вступать между собой в противоречия. Например, соблюдение требований типизации размеров60печатных плат и функциональной законченности ФЯ может привести к неполному заполнению площади платы корпусами МС; снижение теплонапряженности конструкции пакета ФЯ требует увеличения поверхности теплоотдачи и, как следствие, степени ее планарности (плоскостности), что снижаетвибропрочность; значительное уменьшение линейных размеров печатныхплат для повышения вибропрочности увеличивает число соединителей вразъемной конструкции пакета ФЯ, а следовательно, общую массу и объем,ухудшает плотность упаковки; на малые по размерам платы невозможноустановить унифицированные соединители с достаточно большим количеством контактов из-за их длины, превышающей размеры платы, и т.п.Таким образом, рациональное разрешение этих противоречий при выборе вариантов конструктивного разукрупнения должно основываться нетолько на интуиции конструктора, но и на математическом анализе и синтезеконструкции с последующей оптимизацией при использовании современныхдоступных средств вычислительной техники.
Одной из важных задач такогоанализа является исследование влияния формы пакета ФЯ на основные показатели конструкции.Форма конструкций РЭС обычно бывает прямоугольной и во многомопределяется рядом линейных размеров печатной платы Lx, Ly (рис.5.1). Рекомендуемые размеры заготовок печатных плат, компоновочная схема ФЯразъемного типа и формулы для определения размеров пакета ячеек и количества ФЯ в пакете приведены в описании работы 2 (рис. 2.4, фор++мулы c(2.5) по (2.19)).
Масса пакета из Nфя ячеек оценивается какmп=(mис·Nя+mс+mпп)·Nфя ,(5.1)где mис - масса корпуса МС; mс — масса соединителя; mпп — масса печатной платы, определяемая через объем и плотность ее материала. Данные дляопределения всех указанных величин приведены в приложениях.Объем пакета ФЯ примемVп = L x · L y · l п .(5.2)Порядок определения таких показателей качества конструкции, как коэффициент дезинтеграции по массе qM, коэффициент дезинтеграции по объему qV, плотность упаковки микросхем γМС, характеризующих компактность и материалоемкость конструкции, подробно изложен в теоретическойчасти работы 1.
В данном случае под полезными массами и объемами понимают соответственно массы и установочные объемы МС.Другие не менее важные показатели качества ― это вибропрочность итеплонапряженность, которые определяются требованиями ТЗ на эксплуата61цию. В требованиях ТЗ на вибропрочность указываются диапазон частотвнешних вибрационных воздействий fmin…fmax и допустимая перегрузка nтзв этом диапазоне. При совпадении частоты внешних колебаний с частотойсобственных колебаний конструкции возникает явление резонанса, при котором амплитуда A колебаний элементов конструкции возрастает в μ раз(μ - коэффициент динамичности конструкции). Это может привести к поломке выводов МС, разрушению паяных соединений, обрыву печатных проводников, поломке несущих конструкций и т.п. В области высоких частот(f≥0,5…1 кГц) наиболее опасными являются знакопеременные усталостныенапряжения в конструкции, поэтому здесь накладываются ограничения навиброскорость Vдоп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
