- правильное закрепление РЭА в отсеках на борту и в помещениях (в местах наименьшей амплитуды вибраций);
- применение различного рода амортизирующих прокладок из резины, поролона и других материалов.
В практических случаях элементы конструкции блоков РЭА имеют сложную конфигурацию. При расчетах сложный элемент заменяют его упрощенной моделью в виде балки, стержня, пластины, мембраны.
Рассчитав собственные частоты элементов конструкции и всего блока, сравнивают их с частотами возмущающих колебаний.
В правильно сконструированной аппаратуре собственная частота конструкции не должна находиться в спектре частот внешних воздействий. Хотя любая конструкция обладает несколькими значениями собственных частот, расчет выполняется только для низших значений. Если нижнее значение частоты входит в диапазон внешних воздействий, то конструкцию блока дорабатывают, ужесточая ее, с целью увеличения собственной частоты и выхода из спектра частот внешних воздействий, либо переходят на её амортизацию и производят соответствующие расчеты.
Многие конструктивные элементы РЭС могут быть представлены в виде пластин. К пластинам можно отнести печатные платы (ПП), днища шасси, элементы экранов, панели и т.п.
Пластиной называют плоское тело, ограниченное двумя поверхностями, расстояние между которыми мало, по сравнению с размерами поверхностей. В конструкциях РЭС обычно используются прямоугольные и круглые пластины с различными способами закрепления.
В математическом отношении задача динамического расчета пластин, т.е. расчета на вибрационные и ударные воздействия, достаточно сложна. Для этих целей используются точные (аналитические), приближенные и численные методы расчета.
Практическое применение аналитических методов решения задач динамики конструкций сопряжено с рядом трудностей. Конструкции современной аппаратуры представляют собой сложные механические системы с множеством упругих и жестких связей, с неклассическими способами крепления отдельных конструктивных элементов. Для такой механической системы сложно построить расчетную модель, достаточно простую и в то же время хорошо отражающую физические и динамические свойства, тем более что конструкция содержит множество неконтролируемых параметров, например усилия затяжки соединений при сборке плат в пакет, коэффициенты механических потерь материалов элементов. Поэтому широко используют приближенные и численные методы расчета. [26]
Для начала расчёта необходимо отметить, что ПП с одной стороны имеет закрепление защелками, а противоположная сторона крепко прижата к корпусу устройства.
Данная ПП имеет размеры: а=0,102м, b=0,088 м, h=1∙10-3м.
Материал ПП – стеклотекстолит марки FR-4
Плотность r=2,4∙103 кг/м3;
Общая масса ЭРЭ Мэ=0,0205 кг;
Модуль Юнга Е=3∙1010 Н/м2=0,3*105 МПа;
Коэффициент Пуассона m=0,28;
Максимальной амплитудой ускорения корпуса Śmax=2g;
Логарифмический декремент колебания σ=0,12.
1) Находим массу ЭРЭ, приведённую к единице площади платы:
(3.26)
2) Находим массу единицы площади ПП:
(3.27)
3) Находим коэффициент, учитывающий массу ЭРЭ:
(3.28)
4) Находим коэффициент частоты для первой формы колебаний пластины (ПП):
(3.29)
(3.30)
5) Находим цилиндрическую жёсткость ПП:
(3.31)
6) Находим собственную частоту колебаний:
(3.32)
7) Находим первую собственную частоту колебаний:
(3.33)
Следовательно, собственная частота платы не попадает в диапазон воздействующих частот f=1..60 Гц в режиме работы.
8) Найдем виброперемещение Z. Рассчитаем для заданного вида закрепления платы в корпусе максимальное перемещение точки А с координатами Х=0,102 и У=0,088
(3.34)
где ψ1х и ψ1у =0,5098 − коэффициенты вовлечения форм собственных колебаний; Х1(х)=1 и У2(у)=1 − значения балочных функций;
К1дин −коэффициент динамичности:
(3.35)
9) Теперь полученное значение необходимо проверить на условие виброжесткости:
(3.36)
где ∆adm− допустимый прогиб для данной пластины.
(3.37)
где ∆adm норм =30 мм − допустимая стрела прогиба; lнорм=1м − нормированная длина.
Вывод: Плата удовлетворяет условию виброжесткости, поэтому никаких дополнительных конструкторских мер не требуется. Выбранный вариант закрепления платы соответствует условиям эксплуатации изделия. Однако необходимо учитывать ряд ограничений при транспортировке устройства:
- устройство нельзя перевозить в самолётных, ракетных и космических видах транспорта;
- транспортировочная тара должна быть снабжена элементами, амортизирующими вибрационные воздействия (пенопласт, пленка и др.).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании технического задания и схемы электрической принципиальной в данном курсовом проекте рассмотрены основные вопросы проектирования генератора «воющего» шума.
Исходя из проведенной работы по анализу определяющих факторов и требований, предъявляемых к конструкции, выполнена компоновка устройства, выбраны технически обоснованные технологические процессы изготовления основных элементов и материалы, с учетом применяемых методов обработки.
Результаты расчета надежности показывают, что выбранные электрорадиоэлементы, входящие в схему электрическую принципиальную, и заданные режимы работы и эксплуатации полностью обеспечивают надежную работу устройства в период, заданный техническим заданием.
В технологической части дипломного проекта проведена оценка технологичности конструкции печатного узла генератора, приведена маршрутная карта технологического процесса сборки, которая показывает этапы подготовительных и основных операций сборки печатного узла, а также необходимый инструмент для выполнения данной работы.
Графическая часть курсового проекта позволяет представить конструкцию разработанного устройства, его основных составных частей и выполнена в полном объеме, заданном техническим заданием.
1. «ДАРТ Электроникс»: Электронный каталог.- http://www.dart.ru
2. «Остек»: Электронный каталог.- http://www.ostec-smt.ru
3. «Платан»: Электронный каталог.- http://www.platan.ru
4. «Промэлектроника»: Электронный каталог.- http://www1.promelec.ru
5. «Радиотех-Трейд»: Электронный каталог.- http://www.rct.ru
6. «Симметрон»: Электронный каталог.- http://www.symmetron.ua
7. «Чип и Дип»: Электронный каталог.- http://www.chipdip.ru
8. «Чип индустрия»: Электронный каталог.- http://www.chipindustry.ru
9. P-CAD 2006. Разработка печатных плат / Уваров А.С. − М.: СОЛОН-Пресс, 2007 – 544 с.
10. Web сайт ЗАО «Топ Системы» - http://www.tflex.ru
11. ГОСТ 12.0.002-80 80 «Основные понятия. Термины и определения».
12. ГОСТ 2.301 − ГОСТ 2.321 «ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей».
13. ГОСТ 23594-79 «Маркировка».
14. ГОСТ 23751-86 «Платы печатные. Основные параметры конструкции».
15. Допуски и посадки / Белкин И.М. - М.: Машиностроение, 1992, 306с.
16. Допуски и посадки: Справочник, под ред. Мягкова - М.: Машиностроение, 1982.
17. Конструирование радиоэлектронных средств: Методические указания к курсовому проектированию / Румянцев В.П. - Рязань: РРТИ, 1993, 24с.
18. Методы расчета теплового режима приборов / Дульнев Г.Н. - М.: Радио и связь, 1990, 312с.: ил.
19. Надежность зарубежной базы. Зарубежная радиоэлектроника: Каталог / Борисов А.А., Горбачева В.М., Карташов Г.Д., 2000 №5, с.34-53
20. Основы конструирования радиоэлектронных приборов / Аксенова И.К., Мельников А.А. - М.: Высшая школа, 1986.
21. ОСТ 4Г0.091.219 – 76 «Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры. Методика оценки и нормативы показателей технологичности конструкций».
22. ОСТ 4.ГО.054.010 «Сборка и пайка узлов на печатных платах. Типовые технологические процессы».
23. Полупроводниковые приборы и их аналоги: Справочник, под общ. ред. А.М. Пыжевская – М.: РОБИ, 1992.
24. Проектирование и технология печатных плат / Пирогова Е.В. − М.: «Форум «ИИФРА-М», 2005, 560 с.
25. Расчет надежности радиоэлектронной аппаратуры / Цветков А.Ф. - Рязань: РРТИ, 1973, 159с.
26. Расчет пластинчатых конструкций РЭС на вибрационные воздействия: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / РГРТА; Сост. В.И. Дыкин. Рязань, 1995, 28с.
27. Резисторы: Справочник / под общ. ред. И.И. Четверкова, В.М. Терехова – М.: Радио и связь, 1987.
28. Элементы схем бытовой РА. Диоды. Транзисторы / А.И. Аксёнов, А.В. Нефёдов, А.М. Юшин, М: «Радио и связь», 1993.
29. Марти Браун «Источники питания», Киев, «МК-Пресс», 2007.
30. Богдан Грабовски «Справочник по электронике», Москва, «ДМК», 2009
31. «Сварка, резка, контроль», справочник под редакцией Н.П.Алешина, Г.Г. Чернышева, том1, Москва, «Машиностроение», 2004.
32. «Сварка и резка материалов», под редакцией Ю.В. Казакова, издание 5, стереотипное, Москва, «Академия», 2006.
33. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов / А.М. Дольский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др.; Под ред. А.М. Дольского. – М.: Машиностроение, 2005. – 448с.
34. Медведев А.М. Технология производства печатных плат. - М.: Техносфера, 2005.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
