5) Масса конструкции прибора определяется по формуле:

m =m_пу+m_k+m_доп; (9)

где: m - масса конструкции прибора, кг; m_пу - масса печатного узла, кг; m_к - масса корпуса прибора, кг; m _доп - масса дополнительных элементов, кг.

Масса печатного узла m_пу определяется по формуле:

m_пу = m_пп + m_эрэ +m_{материалов}; (10)

где m_пп- масса печатной платы (m_пп = Lпп Bпп h_пп р_сф);

р_сф – Плотность фольгированного стеклотекстолита 2,050 кг/м^3.

m_пп = 0,0070*10^-3*30*10^-3*0,0015*10^-3*2,050

m_пп = 10,50г

m_пу = m_пп + m_эрэ +m_{материалов}

m_пу = 10,50 + 24,05 +15,10

m_пу = 49,65 г

Масса корпуса определяется по формуле:

m_k=(2L_к*H_к*h_k+2L_к*B_к*h_k+2B_к*H_к*h_k)*p_к, ; (11)

где L_к,B_к, H_к - длина, ширина, высота корпуса, м; h_k - толщина корпуса, мм; p_к – плотность материала корпуса.

В качестве материала корпуса можно выбрать пластмассу марки АБС, обладающей плотностью р_к = 1100 кг/м³

m_k= (2_*78_*31,6_*3+2_*78_*38_*3+2_*38_*31,6_*3)*10^-6*1110

m_k= 33,20г

Масса конструкции прибора:

m = 49,65+33,20

m = 82,85г

6 Расчёт собственной частоты конструкции

При расчете частот собственных колебаний в качестве расчетной модели печатного узла используется модель пластины с равномерным распределением массы.

Исходные данные:

Диапазон действующих вибраций ∆f = 10…30 Гц

Размеры печатной платы

L1 = 70 мм

L2 = 30 мм

h = 1,5 мм

Определяем частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пластины по формуле:

F₀ = [1/2π]*(К_a/L₁²)*√[(D/M)*L₁ * L₂] ; (12)

где π=3,14;

К_a – коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон платы;

L₁, L₂- длина и ширина печатной платы;

D – цилиндрическая жесткость;

М – масса печатного узла.

Кa = k*√ (α + β*L₁²/ L₂² + γ *L₁/ L₂) ; (13)

где k, α, β ,γ – коэффициенты, соответствующие заданному способу закрепления сторон печатной платы (приведены в таблице 5.1).

k = 9,87;

α = 1,00;

β = 2,00;

γ = 1,00.

Таблица 5.1

Способ закрепления сторон платы	k	a	β	γγ
Крепление винтами с четырех сторон	99,87	1	2,00	11,00

К_а= 9,87*√ (1+2*0,070²/0,030²+1* 0,070/0,030)

К_а =37,20

Цилиндрическая жёсткость D

D = Е*h³/12(1- V²), (14)

где h – толщина платы , м ;

Е– модуль упругости для материала платы;

v – коэффициент Пуассона.

D=3,02*10¹⁰*0,0015³/12(1-0.22²)=8,851 Н*м

Значения Е и V зависят материала и приведены в таблице 5.2

Е = 3,02*10¹⁰Н/м²

V = 0,22

ρпп = 2,050*10³ кг/м³

Таблица5.2

Материал	Е*10¹º Н/м²	v	Плотность ρ*10³ кг/м³
Стеклотекстолит с печатной схемой	3,02	0,22	2,05
Сталь	22	0,3	7,8
Алюминий	7,3	0,3	2,7

Масса печатной платы Мпп

Мпп = ρпп*h* L1* L2 (15)

где ρпп – плотность материала платы СФ (стеклотекстолит)

ρпп = 2,050*10³ кг/м³

Мпп = 2,050*10³*0,0015*0,070*0,030 = 0,0064 кг = 6,4г

Масса ЭРЭ ( Мэрэ ) определяется при анализе элементной базы устройства по таблице 5.3

Таблица 5.3

Элементы,устанав- ливаемые напечатную плату	Кол.	Масса, г	Суммарная масса элементов, г
Резистор С2-14 – 0,125 Вт	10	0,25	2,50
Резистор С2-14 – 0,5 Вт	1	0,30	0,30
Резистор СП3-38Б – 0,125 Вт	1	0,80	0,80
Конденсатор К10 – 17Б	4	0,80	3,20
Конденсатор К50 – 16А	5	1,80	9,00
Микросхема К561ЛА7	1	2,00	2,00
Микросхема КР1568ХЛ2	1	2,00	2,00
Диод КД522Б	2	0,80	1,60
Светодиод АЛ161В	1	0,50	0,50
Светодиод АЛ307ГМ	1	0,35	0,35
Фотодиод КДФ111Б1	1	0,50	0,50
Транзистор КТ3117А	1	0,40	0,40
Транзистор КТ209А	3	0,30	0,90
Масса ЭРЭ	24,05

Таким образом масса элементов составила 0,024 кг

Масса печатной платы с ЭРЭ и используемыми материалами (припой, краска, эмаль) составляет:

М = Мпп + Мэрэ+ Мматер (16)

М = 0,118кг

Частота собственных колебаний печатного узла

, (17)

Таким образом, собственная частота рассматриваемой конструкции превышает частоты действующих вибраций, следовательно, в амортизирующих устройствах печатный узел не нуждается.