7.3Расчет на ударопрочность печатной платы
Расчет ведется для элемента, имеющего наибольший вес и наибольшую длину выводов (имеется в виду расстояние от места формовки до места пайки).
Таким элементом в нашем случае является электролитический конденсатор, имеющий массу 1.5 г , длину выводов около 4.5 мм, диаметр выводов 0.6 мм.
Максимальное отклонение элемента по действием ударного импульса:
, (17)
где P– приложенная сила, кг;
l– длина вывода, см;
Е – модуль упругости материала вывода, для твердой меди Е=12×105кг/см2;
J– осевой момент инерции, см4.
Для круглых выводов осевой момент инерции определяется по формуле:
J=0.005d4=0.005*0.064=64*10-9см4, (18)
где d– диаметр вывода, см.
Приложенная сила определяется следующим образом:
Р=аQ , (19)
где а - ускорение в единицах g, по техническому заданию 30g;
Q – вес элемента , 0.0015кг.
Тогда приложенная сила, будет 0.045 кг, а
максимальное отклонение элемента по
действием ударного импульса
=
0,009 см = 0,09 мм. По техническому заданию
=0,15
мм. Таким образом, расчетное значение
не превышает заданного значения, что
говорит о достаточной прочности
конструкции.Очевидно, что при
заданных условиях эксплуатации,
расстояния между навесными элементами
равного 1мм более чем достаточно, для
предотвращения соударения корпусов
навесных элементов.
Упругая деформация материала вывода, кг/см2, при поперечном изгибе определяется по формуле (20):
Z = M/W, (20)
где М – изгибавший момент, кг*см, определяется о формуле (21);
W – момент сопротивления изгибу, см3, определяется о формуле (22).
M = Pl/2=0,045*0,45/2=0,01 кг*см, (21)
W = 0,1d3=0,1*0,063=21,6*10-6 см3. (22)
Тогда Z=463 кг/см2. Предел упругой деформации для твердой меди составляет Z = 3000 кг/см2. Найденное значение Z меньше, и это означает, что при данных параметрах механических воздействий не произойдет излома вывода и выхода изделия из строя.
Заключение
В данной курсовой работе было проведено проектирование функционального узла на печатной плате. При разработке функционального узла были произведены работы по выбору элементной базы, соответствующей техническому заданию и схеме электрической принципиальной; определены необходимые тип, класс точности, метод изготовления и размеры печатной платы, а так же необходимые размеры для установки элементов. Кроме того, произведен выбор необходимых покрытий для маркировки, обеспечения влагозащиты платы и паяемости контактных площадок.
Требования технического задания были полностью учтены. Особое внимание обращалось на обеспечение высокой надежности и массогабаритные характеристики разрабатываемой печатной платы, что необходимо при разработке аппаратуры самолетного базирования. Вариант компоновки и соответствующий ему вариант трассировки являются достаточно удачным. Проведенные проверочные расчеты показали состоятельность конструктивных решений, применяемых при проектировании.
Библиографический список
1. Леухин В.Н. Выбор элементной базы по эксплуатационным и конструктивным параметрам: Справочное пособие. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003.
2. Леухин В.Н. Проектирование радиоэлектронных узлов: Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Периодика Марий Эл, 2003.
3. Лярский В.Ф., Мурадян О.Б. Электрические соединители: Справочник. – М.: Радио и связь, 1988.
4. Конденсаторы: Справочник. Четвертков И.И., Дьяконов М.Н. – М.: Радио и связь, 1993.
5. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. Под ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985.
6. Резисторы: Справочник. Под ред. И.И. Четверткова. – М.: Энергоиздат, 1981.
7. Справочник: Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Том 7. Под ред. А.В. Нефедова – М.: РадиоСофт, 2000.
8. Справочник по полупроводниковым диодам. Под ред. И.Ф. Николаевского. – М.: Связь, 1989.
9. Справочник радиолюбителя. Полупроводниковые приборы и их зарубежные аналоги: Электронная база данных.
КНФУ
5.047 001 ПЗ