Тема 2 «механические воздействия и защита эвс».

Упрощенная схема усилий в конструкциях ЭВС при механических воздействиях.

Основание Опора Кронштейн - элемент несущей конструкции корпуса Чувствительный к механическим воздействиям элемент конструкции Корпус ЭВС

Основные понятия.

Во время эксплуатации на аппаратуру воздействуют следующие факторы:

1. Вибрация– механические колебания. Вибрация бывает периодическая и случайная. Периодическая вибрация бывает полигармоническая и гармоническая.

2. Случайная– стационарная, нестационарная, узкополосная, широкополосная.

Параметры вибрационных и ударных воздействий.

Гармоническое колебание:

, где

S_r- размах виброперемещения;

- начальная фаза гармонического колебания;

T- период колебания;

- частота воздействия;

S- амплитуда перемещения основания.

–коэффициент вибропергрузки.

Удар:

Задается функция ударного ускорения от времени а(t)

Типовые значения параметров механических воздействий.

№	Вид ЭВС	Вибрация	Удар	Центробежное ускорение			Центробежное ускорение		Причина возникновения
		F1 Гц	J "g"	, мс	"g"
1	Передвижная наземная	10…120	6	40…60 1…10	5 75	До 6 g		Вибрация механизмов, неровности дороги, взрывы.
2	Стационарная	До 80	До 4	-	-	При перевозке до 6 g		Вибрация при перевозке, взрывы, маневрирование.
3	Корабельная	5…120	2	5…10	15			Сотрясение корпуса (двигателями, винтами), взрывы, маневрирование.
4	Авиа и ракетная	3…500 2…2000	До 10	5…10	15	До 9 g

Примечание:

1. Чем ближе расположена ЭВС к источнику вибрации, тем больше высокочастотных составляющих в спектре вибрационных воздействий; элементы конструкции (обшивка, корпус) демпфируют эти ВЧ (высокочастотные) составляющие.

g= 9,8

Принципы защиты ЭВС от внешних воздействий.

- собственная частота системы С - жесткостной параметр системы m- инерционный параметр системы

- возмущающая частота - частота колебаний основания, на котором стоит блок.

, где - частота собственных колебаний системы.

Рассмотрим варианты расположения собственных частот по отношению к воздействующим:

1. Резонансная область. Резонанс - усиление колебаний

А_бл> А_осн, этот случай недопустим, поэтому необходимо сдвинуть частоты системы.

2. Дорезонансная область. Увеличение собственной частоты системы

А_блока= А_осния(амплитуда основания равна амплитуде блока). Для увеличениянеобходимо либо увеличить жесткость системы С, либо уменьшить массу системыm.

Увеличение жесткости достигается 2-мя средствами:

1. Соответствующим выбором материалов.

2. Рациональным конструированием.

Рассмотрим эти пути подробнее:

1. Жесткостные свойства конструктивных материалов характеризуются их модулями упругости Е. Для того, чтобы повысить С без увеличения веса, необходимо выбирать материалы с максимальным отношением , где- плотность материала,E– модуль упругости.

2. Рациональное конструирование - комплекс мер, используемых при конструировании ЭВС, которые обеспечивают максимальную жесткость конструкции без увеличения ее веса.

А) Выбор профиля элементов несущей конструкции (каркасов, обшивок)

- деформация, определяемая по изгибу. - момент инерции относительно оси изгиба. Чем больше , тем меньше деформация. Момент инерции увеличивается за счет отбортовок.

Б) Установка различных кронштейнов в углах каркасов.

Во 2-ом варианте для обеспечения максимальной жесткости системы ЭВС крепится на вибрирующее основание как можно жестче.

3. Сдвиг собственных частот системы в область . При этом возможно А_бл< А_осн. Этот вариант наиболее приемлем для качественной защиты ЭВС. Собственная резонансная частота меньше.

Для уменьшения собственных частот системы необходимо либо уменьшить жесткость, либо увеличить массу. Увеличение массы - неприемлемый путь, следовательно необходимо уменьшить жесткость системы.

Ссист=f(Соп, Сбл) Жесткость системы не может быть больше, чем min

Уменьшение жесткости системы достигается за счет выполнения жесткого блока и мягкой опоры. При этом С_систС_оп(при С_оп<< С_бл). Таким образом, работа в областиобеспечивается установкой виброизоляторов (мягких опор) между вибрирующим основанием и блоком. При этом жесткостные параметры системы будут полностью определяться жесткостями амортизаторов, а инерционные параметры системы инерционными параметрами блока.

Жесткость блока, больше жесткости опоры, то жесткость системы, определяется жесткостью опоры.

Системой виброизоляциициибудем называть систему, состоящую из амортизаторов, блока и опоры.