Решение:

1. Положение нейтрального слоя относительно границы раздела определяется по формуле:

2. Координаты верхней и нижнейповерхностей кристалла относительно нейтрального слоя вычисляем по формулам:

Координаты верхней и нижнейповерхностей кристалла относительно нейтрального слоя вычисляем по формулам:

3. Определим радиусы кривизны

(а) вдоль короткой (б) длинной стороны сварки D_X=aD_Z=b

а)

б)

4. Момент инерции кристалла единичной ширины относительно нейтральной линии вычисляем по формуле:

Момент инерции кристаллодержателя единичной ширины относительно нейтральной линии вычисляем по формуле:

5. Погонный момент, изгибающий пластину, находим по формуле:

а)

б)

Нормальные силы, действующие в слоях, вычисляем по формуле:

а)

б)

Напряжение в кристалле вблизи свободной поверхности:

а)

б)

Напряжение в кристалле вблизи границы раздела:

а)

б)

Напряжение в кристаллодержателе вблизи границы раздела:

А)

б)

Напряжение в кристаллодержателе вблизи свободной поверхности:

а)

б)

На основании полученных результатов строим эпюры нормальных напряжений по толщине сборки.

Нетральный

слой

а) Эпюра напряжений по длинной стороне.

б) Эпюра напряжений по короткой стороне.

Вывод

Анализ эпюр напряжений по толщине сборки показывает, что кристаллодержатель испытывает растяжение на границе и на свободной поверхности, а кристалл кремния испытывает сжатие на границе раздела и растяжение - на свободной поверхности.

Задача 15

Исходные данные:

размер инерционной массы ;

ширина упругой балки ;

длина и высота упругой балки соответственно:

конструкционный материал сенсорного элемента - кремний с плотностью и модулем упругости;

исходные электрические параметры:

;

Решение.

Расчет при ускорении 1g

1.Определяем инерционную нагрузку при действии ускорения :

где - инерционная масса,;-ускорение свободного падения,.

2.Для нахождения деформации и напряжения в упругой балке в месте расположения тензорезисторов строим эпюру изгибающих моментов.

3.

4.Найдём напряжение:

5. Определяем рабочую деформацию:

6.Находим статическую чувствительность при :

7. Находим диапазон измерения акселерометра:

8.Находим собственную частоту сенсорного элемента:

9.Вычисляем показатель качества:

10. Погрешность :

	0,2	0,3	0,5	1	1,4	2
	0,0328	0,0738	0,205	0,82	1,6072	3,28
	0,0008	0,0018	0,005	0,02	0,0392	0,08

11)

		0,2	0,3	0,5	1	1,4	2
		1,03	1,08	1,24	1,66	0,78	0,31
		1	0,997	0,975	0,7	0,46	0,24

K_д

2

1

0

2

1

2)

		0,2	0,3	0,5	1	1,4	2
,°		7	11	22	90	-410	-210
		16	25	43	90	-64	-43

tg (180+a)=tg a

0

90

180

2

1

Задача 16

Защита РЭС и МП от внешних воздействий

Дано:

y₃=y₄=x₃=x₄=220 мм

y₁=y₂=x₁=x₂=250 мм

H=2000 мм

G=1000H

ξ=0.3

f_н=30 Гц

a=12

Удар:

H₀=20g

τ = 11 мс

G=1000 => m=G/g=0.1

a=12g=12*10⁴

1) Определяем статические нагрузки на ВИ

2) Выбираем тип ВИ (по таблице)

AH-30P=300Hкоэффициент жесткостиK_z=185H/кг

3) Определяем статическую осадку ВИ

4) Подбираем толщину регулировочных пластин

Δ= Z_ст1-Z_ст2 = 0.17 мм

Динамический расчет ВИ

5) Максимальная амплитуда возбуждающей вибрации

6) Собственная частота колебаний блока РЭС на выбранных ВИ вдоль оси Z

7) Определяем коэффициент амортизации

8)

a_max =k_A^. a=83.88 м/с²

9) Максимальная амплитуда колебаний блока РЫС на выбранных ВИ

A_max = k_A^. A₀ = 2.31 мм

Вывод:

Виброизолятор при заданной вибрации не подходит (Z_ст12<A_max) , следовательно он не обеспечивает должную защиту.

Защита от ударного воздействия

10) Собственная круговая частота

11) Круговая частота ударного импульса

12) Коэффициент рассогласования для ударного воздействия

13) Коэффициент ударной перегрузки

14) Максимальное ускорение блока от ударного воздействия

15) Максимальное перемещение блока РЭС от ударного воздействия

Вывод:

Z_maxот ударного воздействия больше чем статическая осадка (Z_max>Z_ст12) и следовательно ВИ не обеспечивает должную защиту