9.2 Расчет центра масс утк

Для решения этой задачи необходимо выбрать систему координат и предварительно определить координаты центров масс основных элементов, которые составляют конструкцию.

Расчет координаты центра масс изделия производится по формуле:

а_Ц = , (9.3)

где: а_Ц – координата центра масс изделия; а_i – координата центра масс i – го элемента; m_i – масса i – го элемента; m – масса всего изделия.

За начало системы координат принимается левый передний нижний угол конструкции изделия на сборочном чертеже. Ось X направлена вдоль узкой стороны панели конструкции УТК, ось Y направлена вдоль рамки УТК, ось Z направлена вдоль длинной стороны панели вверх конструкции.

Данные о координатах центров масс элементов конструкции изделия следует занести в таблицу.

Таблица 9.3 – Координаты центра масс элементов изделия

Наименование элемента	Масса m , гр	Координаты центра масс, мм
		Xi	Yi	Zi
Печатный узел
Передняя панель
Рамка
Задняя панель

В заключение расчета массогабаритных показателей конструкции изделия приводятся значения массы всего изделия, габаритные размеры изделия, координаты центра масс изделия. Точка координаты центра масс изделия наносится на сборочный чертеж изделия.

10 Расчет собственной частоты печатного узла

Целью расчета является определение действующих на элементы изделия перегрузок при действии вибрации и ударов, а также максимальных перемещений.

Для оценки виброустойчивости необходимо сделать расчёт собственной частоты платы с элементами. Собственная частота платы не должна попадать в диапазон частот, указанных в техническом задании в разделе условий эксплуатации проектируемого изделия, так как в этом случае возникает механический резонанс и может произойти разрушение платы.

Последовательность расчета собственной частоты печатной платы с электрорадиоэлементами включает следующие пункты.

Определяется распределенная по площади платы масса по формуле (10.1)

, (10.1)

где m* -распределённая по площади платы масса, кг/м²;

m - масса пластины печатной платы с элементами, кг;

a, b - длина и ширина пластины, м.

Определяется цилиндрическая жесткость платы по формуле (10.2):

, (10.2)

где: E - модуль упругости; h - толщина пластины; V - коэффициент Пуассона.

Коэффициент Пуассона и модуль упругости определяется в зависимости от материала пластины. Для стеклотекстолита, который имеет наибольшее применение при проектировании печатных плат, E = 3.02 10¹⁰ Па, V=0.279.

Определяется частота собственных колебаний равномерно нагруженной пластины по формуле (10.3):

, (10.3)

где: - коэффициент, зависящий от способа крепления сторон пластины, и выбирается из справочника [ 5 ]. Для пластины, закреплённой в п точках

(10.4)

Таким образом, исходя из полученной расчетной частоты собственных колебаний, можно в дальнейшем сделать вывод, что данная конструкция печатного узла под влиянием вибрационных нагрузок претерпевает резонанс (когда значение частоты попадает в диапазон воздействующих частот), либо резонанс отсутствует, (собственная частота печатной платы лежит за границей воздействующих частот, указанных в техническом задании) и предпринимать меры защиты от механических воздействий нет необходимости.