8.3. Способы обеспечения защищенности рэс от механических воздействий

Рассматривая механическую подсистему S_М РЭС с общих позиций, можно полагать, что для синтеза системы S_М = П_М, Г_М, _М, Е_Мнеобходимо определить:

• совокупность принципов П_М;

• множество элементов Г_М системы;

• вариант схемы _М механического объединения элементов Г_М;

• множество параметров Е_М элементов и системы в целом.

Очевидно, что элементы Г_М системы включают в себя, в общем случае, как множество элементов Г_М cобственно конструкции РЭС, так и множество Г_М обеспечивающих необходимую защищенность ее от механических воздействий, т.е.

Г_М = Г_МUГ_М.

Рассмотрим далее принципы П_М, элементы Г_М и схемы построения _М наиболее эффективно решающие задачи обеспечения устойчивости конструкций РЭС при механических воздействиях.

8.3.1. Принципы и основные элементы обеспечения защищенности рэс

Причиной отрицательных явлений в конструкциях при наличии механических воздействий является механическая энергия поступающая на рассматриваемый объект. Типичная схема распространения энергии в РЭС имеет следующий вид:

Рисунок 8.7 – Схема распространения механической энергии в РЭС

Оценивая с общих позиций ситуацию, можно сделать вывод, что защитить объект от разрушающей энергии можно используя следующие принципы П_М:

• изолировать его от источника энергии;

• повысить защитные свойства самого объекта;

• комбинация предыдущих принципов.

Для того, чтобы осуществить первый принцип p₁ защиты, необходимо наличие специальных элементов Г_М, второй же принцип p₂ не требует обязательно этих элементов.

Известно, что для изоляции объекта от механической энергии возможно использовать эффекты отражения и/или поглощения энергии. Так появились два типовых элемента - пружина и демпфер. В целом в практике для реализации первого подхода используют специальные элементы - амортизаторы, а также всевозможные изолирующие прокладки, слои, элементы и т.д.

Особенно необходимо отметить то, что при конструировании на пути распространения волновой энергии механических колебаний располагают дополнительное приспособление, отражающее и одновременно поглащающие часть этой энергии. Такие приспособления называют амортизаторами.

Поглощение энергии называется демпфированием. Оно обусловлено рассеянием энергии в результате трения в материале амортизатора (резина), в сочленениях (сухой демпфир), в среде (воздушный и жидкостный демпфер).

Повышение защитных свойств самого объекта реализуется множеством способов, но в основе их - оптимизация пространственного решения и выбор соответствующих материалов изделия.

Типовые элементы Г_М, обеспечивающие реализацию второго принципа защиты, а также наиболее эффективные схемы _М их объединения, будут рассмотрены далее. Предваряя их изучение, укажем основные теоретические положения поведения механических систем при наличии воздействий на них.

8.3.2. Виброчастотная характеристика конструкции

Под виброчастотной характеристикой понимается зависимость амплитуды  колебаний механической системы от частоты f возбуждающей вибрационной нагрузки,  = (f).

Для механической системы, которую можно представить в виде простейшей механической системы, виброчастотная характеристика имеет следующий вид (рисунок 8.8).

Рисунок 8.8 – Виброчастотная характеристика

Анализируя виброчастотную характеристику для простейших механических систем, установлено, что защита от динамических воздействий возможна при повышении собственной частоты f₀ системы в 2...3 раз по отношению к частоте вибрационного воздействия (или верхней частоте спектра).

Наличие резонанса в механической системе при совпадении частоты вибрационных воздействий f и собственной частоты f₀ системы приводит к многократным увеличениям амплитуды перемещения массы m и, следовательно, к увеличению перегрузок.