Зміст
4
1. Огляд блоку та опис конструкції 5
6. Розрахунок надійності паяних з'єднань при механічних впливах 21
Список використаної літератури: 33
1. Огляд блоку та опис конструкції
Блок радіоелектронного комплексу являє собою комплектний каркас 2-го порядку з встановленими всередені чарунками та органами керування на передній панелі блок встановлюється у герметизовану шафу. Використання стандартних каркасів забезпечує взаємозаміннсть блоків радіоелектронного комплексу[7].
Електрорадіоелементи встановлюються на односторонніх друкованих платах методом пайки. Оптимальне співвідношення між площинами елемементів та плат 0,3-0,4. Відміннною особливістю промислової радіоапаратури є вимоги щодо вібро- та удароміцності. Саме тому матеріалом для друкованих плат є склотекстоліт товщиною 1,5 мм. При необхідності створюють амортизатори корпусу блоку та чарунок, що встановлені всередині[1].
Оскільки радіоелектронна апаратура часто потребує захисту від зовнішніх електромагнітних шумів, корус блоку виготовляють з металу(переважно алюмінієві сплави), що забезпечує екранування чутливих елементів від зовнішнього електромагнітного впливу[1].
Важливим критерієм при проектуванні РЕА є забезпечення теплового режиму чарунок та всього блоку. Температура елементів блоку не повина перевищувати максимально допустиму. З метою охолодження потужних елементів та функціональних вузлів, встановлюють радіатори. В окремих випадках для інтенсифікації теплообміну на радіаторах встановлюют вентилятори[4].
При проектуванні радіоапаратури доцільним є використаня систем автоматизованого проектування. Такий підхід значно пришвидшує розробку та мінімізує ймовірність виникнення помилки в розрахунках параметрів надійності пристрою та режиму роботи його складових.
Блок радіоелектронного комплексу складається з таких складових:
1. Блок виконаний за стандартами ГОСТ 20504-81. Технічний рисунок наведений на рис.1. Корпус виконаний з алюмінію для забезпечення механічної міцності та захисту від електромагнітного впливу. Також забезпечує достатню міцнсть та корозійну стійкість.
2. Вставні чарунки. Виконані на друкованих платах з склотекстоліту. Товщина міді 35 мкм. Орієнтовне компонування друкованих плат показано на рис.2, рис.3, рис.4. При розміщенні елементів на друкованій платі виконані умови оптимального розміщення елеменів на платах. Для забезпечення надійної роботи блоку використовуються віброізолятори.
3. Передня панель блоку з органами керування. На кресленні не показано, тому що у ТЗ немає чітких формувань щодо передньої панелі, тому вона може бути виконана довільним чином, в залежності від потреб.
2. Ескіз блоку
3. Ескізи плат
Розміри усіх плат однакові – 190*140
Рис.2( Плата №1)
Рис.3( Плата №2)
Рис.4( Плата №3)
4. Розрахунок власних частот, деформацій та витривалості пластин дп та мЗб
Розрахунок власних частот, деформацій та витривалості пластин ДП та МЗб проводимо за допомогою програми Plata2015.
Пластина має прямокутну форму, механічні характеристики матеріалу задаємо перед початком проектування. У програмі передбачені чотирнадцять варіантів закріплення сторін плати, у тому числі і у окремих точках. Найбільш оптимальний у нашому випадку спосіб закріплення сторін: 4(обперті чотири сторони).На поверхні пластини можуть бути розташовані ЕЕС та ФВ, крім того можна врахувати рівномірно розподілене по поверхні пластини навантаження.
Параметри вібраційних та ударних навантажень задають у процесі проектування.
Амплітуду зміщення основи знайдемо з формули:
g = (f^2*a)/250 → a = 250*g/f^2
де g – вібраційне перенавантаження,
f – частота, Гц.
Програма розраховує напруження, які виникають у її матеріалі у місцях розташування ЕЕС, а також у точках пластини, координати яких можна задати у процесі проектування. За визначеними максимальними напруженнями програма розраховує коефіцієнт запасу по напруженням, по відношенню до межі витривалості матеріалу, окремо для вібраційних навантажень та окремо для ударних. [1] Для розрахунків використовуємо плату №1
Розрахунок за допомогою програми «Plata2015»:
РОЗРАХУНОК ЧАСТОТНИХ ТА АМПЛІТУДНИХ ПАРАМЕТРІВ
ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ
ВХІДНІ ДАНІ:
довжина плати, мм 190.0
ширина плати, мм 140.0
товщина плати, мм 1.500
спосіб закріплення сторін:
обперті чотири сторони
механічні характеристики матеріала:
модуль пружності, ГПа 30.0
коефіцієнт Пуассона 0.25
густина, г/см^3 2.10
КМВ 0.03
межа міцності, МПа 250.0
межа витривалості, МПа 65.0
параметри зосереджених ЕЕС:
m, г dx,мм dy,мм x,мм y,мм
4.0 21.0 8.0 30.0 50.0
4.0 21.0 8.0 60.0 50.0
4.0 21.0 8.0 30.0 40.0
4.0 21.0 8.0 60.0 40.0
4.0 21.0 8.0 30.0 30.0
4.0 21.0 8.0 60.0 30.0
4.0 29.0 10.0 60.0 80.0
4.0 29.0 10.0 96.0 80.0
8.0 22.0 22.0 54.0 110.0
8.0 22.0 22.0 82.0 110.0
8.0 19.5 15.0 24.0 120.0
8.0 19.5 15.0 24.0 100.0
8.0 19.5 15.0 24.0 80.0
8.0 19.5 15.0 24.0 60.0
4.0 21.0 8.0 24.0 40.0
4.0 21.0 8.0 24.0 28.0
4.0 29.0 10.0 24.0 20.0
4.0 29.0 10.0 24.0 10.0
4.0 29.0 10.0 40.0 16.0
4.0 29.0 10.0 80.0 16.0
4.0 29.0 10.0 120.0 16.0
8.0 22.0 10.0 160.0 16.0
4.0 29.0 10.0 50.0 26.0
4.0 29.0 10.0 90.0 26.0
маса розподілених ЕЕС, г 50
параметри вібраційного впливу:
частота, Гц 30.0
амплітуда, мм 1.540
виброперевантаження, g 5.54
тривалість, год 1.0
параметри ударного імпульсу:
тривалість, мс 10.0
амплитуда, g 25.00
число ударів 12000
форма - синусоїдальна
РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКУ:
власна частота плати, Гц 125.0
віброміцність у центрах ЕЕС:
коефіцієнти передачі прискорень та перевантаження:
N ЕЕС x, мм y, мм eta(x,y) nvib(x,y)
1 30.000 50.000 1.737 9.632
2 60.000 50.000 2.297 12.735
3 30.000 40.000 1.640 9.091
4 60.000 40.000 2.126 11.784
5 30.000 30.000 1.510 8.373
6 60.000 30.000 1.898 10.520
7 60.000 80.000 2.404 13.325
8 96.000 80.000 2.676 14.838
9 54.000 110.000 1.835 10.174
10 82.000 110.000 2.047 11.351
11 24.000 120.000 1.288 7.142
12 24.000 100.000 1.520 8.425
13 24.000 80.000 1.648 9.136
14 24.000 60.000 1.648 9.136
15 24.000 40.000 1.520 8.425
16 24.000 28.000 1.391 7.710
17 24.000 20.000 1.288 7.142
18 24.000 10.000 1.148 6.364
19 40.000 16.000 1.371 7.601
20 80.000 16.000 1.586 8.791
21 120.000 16.000 1.553 8.611
22 160.000 16.000 1.288 7.138
23 50.000 26.000 1.697 9.408
24 90.000 26.000 1.944 10.778
відносні деформації:
N ЕЕС z, мм tet(x), рад tet(y), рад
1 1.136 0.034705 0.012275
2 1.998 0.021583 0.021591
3 0.986 0.030115 0.017639
4 1.734 0.018729 0.031026
5 0.786 0.024016 0.022118
6 1.383 0.014936 0.038905
7 2.162 0.023355 -0.011073
8 2.582 -0.000706 -0.013225
9 1.286 0.017127 -0.036196
10 1.614 0.005825 -0.045403
11 0.444 0.017526 -0.020698
12 0.800 0.031582 -0.014324
13 0.998 0.039382 -0.005112
14 0.998 0.039382 0.005112
15 0.800 0.031582 0.014324
16 0.602 0.023743 0.018586
17 0.444 0.017526 0.020698
18 0.228 0.008989 0.022398
19 0.572 0.012144 0.034181
20 0.902 0.003778 0.053947
21 0.852 -0.006182 0.050963
22 0.443 -0.013535 0.026486
23 1.074 0.016342 0.036497
24 1.454 0.001992 0.049438
ударна міцність у центрах ЕЕС:
коефіцієнти передачі прискорень та перевантаження:
N ЕЕС x, мм y, мм eta(x,y) nud(x,y)
1 30.000 50.000 1.827 45.685
2 60.000 50.000 2.455 61.383
3 30.000 40.000 1.718 42.950
4 60.000 40.000 2.263 56.572
5 30.000 30.000 1.573 39.314
6 60.000 30.000 2.007 50.178
7 60.000 80.000 2.575 64.370
8 96.000 80.000 2.881 72.021
9 54.000 110.000 1.937 48.425
10 82.000 110.000 2.175 54.383
11 24.000 120.000 1.324 33.089
12 24.000 100.000 1.583 39.576
13 24.000 80.000 1.727 43.176
14 24.000 60.000 1.727 43.176
15 24.000 40.000 1.583 39.576
16 24.000 28.000 1.438 35.958
17 24.000 20.000 1.324 33.089
18 24.000 10.000 1.166 29.149
19 40.000 16.000 1.416 35.411
20 80.000 16.000 1.657 41.431
21 120.000 16.000 1.621 40.522
22 160.000 16.000 1.323 33.067
23 50.000 26.000 1.782 44.551
24 90.000 26.000 2.059 51.483
відносні деформації:
N ЕЕС z, мм tet(x), рад tet(y), рад
1 2.068 0.063199 0.022353
2 3.638 0.039304 0.039318
3 1.795 0.054842 0.032121
4 3.157 0.034107 0.056500
5 1.431 0.043735 0.040279
6 2.518 0.027199 0.070848
7 3.937 0.042530 -0.020164
8 4.702 -0.001286 -0.024083
9 2.343 0.031189 -0.065915
10 2.938 0.010607 -0.082681
11 0.809 0.031917 -0.037693
12 1.458 0.057512 -0.026084
13 1.818 0.071716 -0.009309
14 1.818 0.071716 0.009309
15 1.458 0.057512 0.026084
16 1.096 0.043238 0.033846
17 0.809 0.031917 0.037693
18 0.415 0.016369 0.040787
19 1.041 0.022116 0.062246
20 1.643 0.006880 0.098241
21 1.552 -0.011258 0.092806
22 0.807 -0.024647 0.048233
23 1.955 0.029759 0.066464
24 2.648 0.003628 0.090029
віброміцність у контрольних точках:
коефіцієнти передачі прискорень та перевантаження:
N ЕЕС x, мм y, мм eta(x,y) nvib(x,y)
1 1.000 1.000 1.001 5.548
2 1.000 70.000 1.028 5.702
3 45.000 70.000 2.165 12.001
4 95.000 70.000 2.720 15.078
5 95.000 35.000 2.216 12.285
6 95.000 1.000 1.039 5.758
відносні деформації:
N ЕЕС z, мм tet(x), рад tet(y), рад
1 0.001 0.000983 0.000983
2 0.044 0.043792 -0.000000
3 1.794 0.032223 -0.000000
4 2.649 -0.000000 -0.000000
5 1.873 -0.000000 0.042030
6 0.059 -0.000000 0.059425
ударна міцність у контрольних точках:
коефіцієнти передачі прискорень та перевантаження:
N ЕЕС x, мм y, мм eta(x,y) nud(x,y)
1 1.000 1.000 1.001 25.018
2 1.000 70.000 1.032 25.798
3 45.000 70.000 2.307 57.670
4 95.000 70.000 2.929 73.237
5 95.000 35.000 2.364 59.109
6 95.000 1.000 1.043 26.082
відносні деформації:
N ЕЕС z, мм tet(x), рад tet(y), рад
1 0.002 0.001789 0.001789
2 0.080 0.079748 -0.000000
3 3.267 0.058680 -0.000000
4 4.824 -0.000000 -0.000000
5 3.411 -0.000000 0.076540
6 0.108 -0.000000 0.108217
мінімальний коефіцієнт запаса витривалості
матеріала плати в місцях встановлення ЕЕС
та у контрольних точках
відносно межі витривалості
sigv = 65.0 МПа:
при вібраційних навантаженнях nv = 3.15
при ударах nu = 1.73