-
Зміст лабороторного практикуму
Лабораторна робота №1 „Теплообмін корпусу РЕА в необмеженому просторі”.
Лабораторна робота №2 „Розрахунок теплового режиму”.
Лабораторна робота №3 „ Вибір та розрахунок радіатора для охолодження електронного приладу”.
Лабораторна робота №4 „ Розрахунок гвинтових та заклепочних з’єднань ”.
Лабораторна робота №5 „ Розрахунок параметрів надійності електронних приладів ”.
Лабораторна робота №6 „ Розрахунок надійності резервованих систем ”.
4 Питання для самоперевірки
4.1 Системний підхід до конструювання, технології та експлуатації електронних апаратів. Методологічні засоби системного аналізу.
4.2 Види теплообміну і їх вплив на параметри надійності електронних апаратів.
4.3 Теплопередача теплопровідністю. Закон Фур’є. Коефіцієнт теплопровідності.
4.4 Основні властивості теплопередачі конвекцією. Закон Ньютона – Ріхмана. Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією.
4.5 Особливості теплового випромінювання. Закон Планка для чорного тіла та його графічне відображення.
4.6 Закон Стефана – Больцмана. Випромінюваня чорного і нечорного тіла. Коефіцієнт теплопередачі випроміненням.
4.7 Теорія теплових кіл. Закони Ома та Кірхгофа для теплових кіл.
4.8 Поняття теплового опору. Тепловий опір стінок (плоскої, циліндричної, сферичної).
-
Критична товщина ізоляції.
4.10 Основні теорії подібності. Числа Нуссельта, Гросфора, Прандля. Критеріальне рівняння подібності і його використання для аналізу теплових процесів.
4.11 Системи охолодження електронних апаратів та їх класифікація. Вибір системи охолодження.
4.12 Механічні впливи та їх параметри. Види механічних дій. Вібро –, удароміцність, вібро –, ударостійкість електронних апаратів.
4.13Фізичні явища в електронних апаратах при механічних впливах.
4.14 Розрахункові моделі механічних систем електронних апаратів.
4.15 Рівняння руху системи з одним ступенем вільності. Визначення власної частоти коливань системи.
4.16 Коливання механічної системи з демпфуванням. Характеристики демпфування.
4.17 Надійність. Параметри надійності електронних апаратів. Раптові і поступові відмови. Імовірність безвідмовної роботи.
4.18 Показники надійності невідновлюваних систем (частота відмов, інтенсивність відмов, середній час безвідмовної роботи).
4.19 „Крива життя” електронних апаратів. Розрахунок параметрів надійності в період нормальної експлуатації.
4.20 Параметри надійності відновлюваних систем (напрацювання на відмову, коефіцієнти готовності та вимушеного простою).
4.21 Активний і пасивний експерименти. Кореляційний аналіз результатів експерименту.
4.22 Розрахунок допусків і серійнопридатності ЕА.
4.23 Постановка математичної задачі оптимізації. Критерій оптимальності, цільова функція.
4.24 Методи оптимізації (пошукова, безумовна).
4.25 Прогнозування стану ЕА. Методологічні принципи і види прогнозування.
4.26 Прогнозування на основі теорії розпізнання образів.
5 Контрольні завдання
Кожний студент в процесі самостійного вивчення дисципліни виконує контрольну роботу, яка охоплює розділи: 2.2, 2.3, 2.4.
В контрольній роботі студент повинен вирішити 3 задачі. Номери задач для кожного студента визначаються останньою цифрою шифру залікової книжки відповідно до табл.. 5.1. Номер варіанту задачі, яку він повинен виконати, визначається також останньою цифрою шифру залікової книжки і вибирається у відповідності з таблицею, яка наведена в кожній задачі.
Таблиця 5.1. – Номери задач
|
Остання цифра шифру |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Номер задачі |
1 2 5 |
1 2 6 |
1 2 7 |
1 2 8 |
1 2 5 |
1 2 6 |
1 2 7 |
1 2 8 |
1 2 5 |
1 2 6 |
Контрольна робота виконується в окремому зошиті з залишенням полів для зауваження викладача. На титульному аркуші зошиту повинні бути вказані наступні відомості: шифр залікової книжки, група, прізвище, ім’я, по – батькові студента, дисципліна з якої виконана контрольна робота.
При виконанні контрольної роботи студент може користуватися не тільки літературою, що рекомендована, але і будь-якою доступною навчальною і технічною.
Задача 1. Корпус електронного апарата має форму паралелепіпеда з розмірами L1, L2 і висотою h. Теплообмін корпусу з повітрям відбувається в умовах вільної конвекції. Температура повітря tс, корпусу tк. Визначити теплову потужність розсіювання корпусом Ф і теплову провідність від корпусу в навколишнє середовище σкс. Яка частина теплової потужності розсіюється конвекцією, а яка випромінюванням?
Вихідні дані для розрахунку наведені в табл. 5.2.
Таблиця 5.2 – Варіанти вихідних даних
|
№ варіанту |
L1, м |
L2, м |
h, м |
tк, 0С |
tс, 0С |
|
|
1 |
0,30 |
0,20 |
0,25 |
80 |
30 |
0,92 |
|
2 |
0,40 |
0,25 |
0,30 |
50 |
25 |
0,28 |
|
3 |
0,55 |
0,30 |
0,20 |
60 |
30 |
0,20 |
|
4 |
0,50 |
0,32 |
0,40 |
45 |
20 |
0,30 |
|
5 |
0,60 |
0,40 |
0,10 |
50 |
25 |
0,80 |
|
6 |
0,45 |
0,41 |
0,32 |
70 |
30 |
0,96 |
|
7 |
0,42 |
0,32 |
0,80 |
70 |
20 |
0,80 |
|
8 |
0,65 |
0,48 |
0,4 |
40 |
25 |
0,50 |
|
9 |
0,30 |
0,20 |
0,25 |
80 |
30 |
0,20 |
|
0 |
0,40 |
0,25 |
0,30 |
50 |
25 |
0,30 |
де - коефіцієнт чорноти.
При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [1], с. 68-70.
Задача 2. Визначити власну частоту резистора С2-33 при коливанні його в площині XOZ – вздовж осі Z за наступними даними: маса резистора m, діаметр виводів резистора d, довжина виводів до місця сгинання або кріплення а, в, відстань між точками кріплення резистора L. Модуль пружності Е = 1,2 • 1011 н/м2. Варіанти установки резистора на платі та його розрахункові моделі наведені на рис. 5.1. Вихідні дані для розрахунку наведені в табл. 5.3.
а) б)
Рисунок 5.1 – Резистор на платі та його розрахункова модель
Таблиця 5.3 – Варіанти вхідних даних для розрахунку власної частоти резистора
|
Варіант № |
Варіант установки |
m, г |
d, мм |
а = в, мм |
|
1 2 3 4 5 |
а а а а а |
5 2 1 0,25 0,25 |
1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 |
10 8 5 3 2 |
|
6 7 8 9 0 |
б б б б б |
5 2 1 0,25 0,25 |
1,0 0,8 0,8 0,6 0,6 |
6 8 5 3 2 |
При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [2], с. 42-45.
Задача №3. Випробувалось 10000 інтегральних мікросхем, кількість відмов ∆n (t) яких фіксувались через кожні 100 годин іспитів. Побудувати гістограму і визначити закон розподілення відмов електронних приладів, інтенсивність відмов та частоту відмов; накреслити графіки залежності їх від часу.
Вихідні дані для розрахунку наведені в табл. 5.4.
Таблиця 5.4. – Вихідні дані для розрахунку параметрів надійності
|
№ іспиту |
∆t |
∆n(t) |
p(t) |
λ(t) |
α(t) |
|
1 |
100 |
50+k |
|
|
|
|
2 |
200 |
40+k |
|
|
|
|
3 |
300 |
32+k |
|
|
|
|
4 |
400 |
25+k |
|
|
|
|
5 |
500 |
20+k |
|
|
|
|
6 |
600 |
17+k |
|
|
|
|
7 |
700 |
16+k |
|
|
|
|
8 |
800 |
16+k |
|
|
|
|
9 |
900 |
15+k |
|
|
|
|
10 |
1000 |
14+k |
|
|
|
|
11 |
1100 |
15+k |
|
|
|
|
12 |
1200 |
14+k |
|
|
|
|
13 |
1300 |
14+k |
|
|
|
|
14 |
1400 |
13+k |
|
|
|
|
15 |
1500 |
14+k |
|
|
|
|
16 |
1600 |
13+k |
|
|
|
|
17 |
1700 |
13+k |
|
|
|
|
18 |
1800 |
13+k |
|
|
|
|
19 |
1900 |
14+k |
|
|
|
|
20 |
2000 |
12+k |
|
|
|
|
21 |
2100 |
12+k |
|
|
|
|
22 |
2200 |
13+k |
|
|
|
|
23 |
2300 |
12+k |
|
|
|
|
24 |
2400 |
13+k |
|
|
|
|
25 |
2500 |
14+k |
|
|
|
|
26 |
2600 |
16+k |
|
|
|
|
27 |
2700 |
20+k |
|
|
|
|
28 |
2800 |
25+k |
|
|
|
|
29 |
2900 |
30+k |
|
|
|
|
30 |
3000 |
40+k |
|
|
|
К – остання цифра шифру залікової книжки. При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [4], с. 137 – 147; [5], с. 93 – 101.
Задача 4. Досліджувана невідновлювана система має експоненціальне розподілення напрацювання на відмову. Необхідно визначити середнє напрацювання системи на відмову tср при умові, що імовірність її безвідмовної роботи була не менш р(t) протягом t годин.
Вихідні дані для розрахунку наведені в табл. 5.5.
Таблиця 5.5 – Вихідні дані для розрахунку
|
№ варіанту |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
p(t) |
0,999 |
0,998 |
0,997 |
0,996 |
0,995 |
|
t, год. |
500 |
600 |
700 |
800 |
1000 |
|
№ варіанту |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
p(t) |
0,994 |
0,993 |
0,992 |
0,991 |
0,99 |
|
t, год. |
800 |
700 |
600 |
500 |
400 |
При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [5], с. 97 – 100.
Задача 5. Досліджувана невідновлювана система має напрацювання на відмову, розподілену за законом Вейбула з параметром m =1,3. Імовірність її безвідмовної роботи за напрацювання в t годин дорівнює p(t). Необхідно визначити інтенсивність відмов системи в момент часу t та середнє напрацювання на відмову. Вихідні дані для розрахунку наведені в табл.5.6.
Таблиця 5.6 – Вихідні дані для розрахунку.
|
№ варіанту |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
p(t) |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
0,99 |
|
t, год. |
500 |
400 |
300 |
200 |
100 |
|
№ варіанту |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
p(t) |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
|
t. год. |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [5], с. 98 – 101.
Задача 6. Досліджувана невідновлювана система має нормальне розподілення напрацювання на відмову tо та σ. Необхідно визначити імовірність безвідмовної роботи системи при напрацюванні t = 400 годин та її інтенсивність відмов.
Вихідні дані для розрахунку наведені в табл. 5.7.
Таблиця 5.7 – Вихідні дані для розрахунку.
|
№ вар. |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
tо, год. |
460 |
480 |
500 |
560 |
540 |
520 |
540 |
560 |
500 |
480 |
|
σ, год. |
100 |
250 |
200 |
50 |
100 |
150 |
100 |
50 |
200 |
250 |
При розв’язанні цієї задачі необхідно звернутися до [5], с. 99 – 101.