8.1.1. Вибрации в конструкциях рэс

Под вибрацией аппаратуры понимают механические колебания ее элементов или конструкции в целом.

Вибрация может быть периодической и случайной. Периодическая вибрация может быть гармонической и полигармонической.

Гармоническая вибрация сравнительно редко встречается в реальных условиях, но широко используется при лабораторных испытаниях и при анализе динамических характеристик конструкции и для определения реакции системы при более сложных формах вибрации.

Параметрами воздействия вибрации являются частота и ускорение.

Гармоническая вибрация описывается законом виброперемещения Z(t), виброскорости или виброускорения .

;

;

,

где S_Z – амплитуда виброперемещения;

 – круговая частота вибрации, 1/с.

t – время, с.

Рисунок 8.1 – Виброперемещение при гармонической вибрации

Как известно, круговая частота связана с частотой вибрации f(Гц) выражением

 = 2f.

По заданному значению виброперемещения при гармонической вибрации легко найти амплитуду виброскорости и виброускорения :

=S_Z=2fS_Z;

=²S_Z=4²f²S_Z.

Если же задано максимальное значение (амплитуда) виброускорения, то амплитуда гармонической вибрации равна:

.

Амплитуда виброускорения часто задается в единицах ускорения свободного падения g, (g = 9,81 м/с²).

В этом случае амплитуда виброперемещения (в миллиметрах) равна:

[мм],

где – амплитуда виброускорения в единицах g.

В реальном случае РЭС подвергается влиянию целого спектра частот вибрации, т.е. вибрация сложная периодическая - полигармоническая.

Рисунок 8.2 – Виброперемещение при гармонической вибрации

Из-за ограниченных энергетических возможностей источников вибрации высшие гармоники имеют малую амплитуду. Поэтому, а также из-за трудностей учета всех гармоник, в рассмотрение принимают главным образом низкочастотную часть спектра и, в первую очередь, гармоники с относительно большими амплитудами.

8.1.2. Линейное и центробежное ускорение в конструкциях рэс

Линейное ускорение характеризуется величиной ускорения и возникает при изменении скорости движения; центробежное возникает при изменении направления движения. Влияние линейного и центробежного ускорений на РЭС одинаково и зависит лишь от их величины.

При расчетах аппаратуры, работающей в условиях линейных ускорений, последние обычно считаются равными максимальному их значению за все время действия, либо изменяющимися по ступенчатому или линейному закону. Линейное ускорение часто задается в виде перегрузки – отношения действующего ускорения к ускорению свободного падения.

Рисунок 8.3 – Пример изменения линейного ускорения

8.1.3. Удары в конструкциях рэс

Аппаратура может подвергаться ударным воздействиям, возникающим при транспортировке, монтаже или эксплуатации, при действии ударной волны и т.д.

Удар – кратковременное (длительностью менее 0,1 с) и непериодическое силовое воздействие на элементы конструкции со стороны объекта-носителя. Удар характеризуется длительностью импульса и ускорением. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды U и длительности ударного импульса.

Формой ударного импульса называется зависимость ударного ускорения от времени u(t). Для упрощения при расчетах форму ударного импульса идеализируют, заменяя ее подходящей более простой формой, например – прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной и т.д.

Рисунок 8.4 – Форма ударного импульса

В процессе эксплуатации аппаратура может подвергаться действию не только одиночных, но и многократных ударов. В этом случае нормируется количество ударов и минимальный период их следования.

Ударные воздействия возникают также при падении блока с некоторой высоты H. Такой вид удара имеет место, в частности, при небрежной перестановке блока РЭС на новое место, при погрузочно-разгрузочных работах.