59) Конструктивная реализация защищённости эс от механических воздействий.

Есть несколько принципов защиты.

1. Защита с амортизатором

Не существует универсального амортизатора.

Амортизатор(АМ)-элемент конструкции, реализующий изоляцию объекта от источника мех.энергии за счет демпфирования и изменения(уменьшения) f₀

Амортизатор реализуется с помощью Упругого материала: резина, либо упругие пружины.

+ резины: дешевые, хорошая работа в простых системах

- резины: влияние температуры окружающей среды, старение резины во времени, невозможность эксплуатации в сложных условиях при наличии агрессивной среды.

При выборе АМ оцениваются следующие данные: окружение (среда, воздействие), масса защищаемого объекта, габариты, требуемое значение f₀, допустимые механические воздействия на РЭС.

Выбор схемы расположения АМ

Рассмотрим наиболее распространенные схемы расположения амортизаторов относительно центра тяжести аппарата.

Схема нижнего монтажа используется чаще всего. Но при боковой вибрации возникают связанные колебания, поэтому следует предусматривать достаточный зазор между блоками и соседними конструкциями, чтобы избежать соударения.

Схему, в которой амортизаторы расположены в плоскости, проходящей через центр тяжести, целесообразно использовать в условиях пространственного нагружения на реактивных самолетах и ракетах.

Монтаж в двух горизонтальных плоскостях обычно используется, если отношение высоты блока к ширине больше двух.

Схема двухстороннего монтажа обеспечивает защиту от воздействия внешних сил, действующих во всех направлениях. Амортизаторы предварительно нагружены, что делает систему более жесткой.

Схема монтажа амортизаторов под углом к осям симметрии блока является наиболее пригодной для изоляции пространственной вибрации при горизонтальном положении основания. В схеме, изображенной на рис.ж характеристики системы амортизации практически одинаковы при всех положениях основания.

2. Защита без ам

Для Печатных Плат:

1. жесткое закрепление краев

2. уменьшение размеров ПП

3. увеличение толщины ПП

4. выбор материала с большим модулем упругости

5. увеличение точек крепления (бывают следующего вида: 4-по углам, 5- по углам и по центру, 6- по углам и 2 по длинной стороне)

Плоские конструкции (корпус):

1. отбортовки

2. выдавки

Компоненты:

1. уменьшение длинны выводов

2. приклеивание к ПП

3. формовка выводов

4. заливка платы

5. вибропоглощающиеся слои в ПП

60) Расчёт собственной частоты механического резонанса простейших конструкций.

Повышение резонансных частот конструкции (нашел только это - хз сюда ли это вообще)

Известно, что для полного устранения резонансных явлений в конструкции необходимо, чтобы резонансные частоты деталей, печатных плат и электрорадиоэлементов в 2-3 раза превосходили верхнюю границу частотного спектра вибрации, воздействующей на блок.

Способы повышения резонансных частот вытекают из анализа формул для их расчета.

Расчет собственных колебаний элементов и узлов реальных конструкций (корпусов, печатных плат, ЭРЭ и др.) обычно является трудоемкой задачей. Поэтому на практике конструкции заменяют эквивалентными расчетными схемами, для которых известны расчетные зависимости. Наиболее распространенным способом приближенного расчета собственных колебаний является замена реальной конструкции балочными схемами и пластинами. К таким конструкциям относятся ЭРЭ на платах, укрепленные на выводах, корпуса, кронштейны, печатные платы и другие детали.

Частоты собственных колебаний балочных конструкций могут быть определены по формуле:

,

где  - безразмерный коэффициент, значение которого зависит от вида конструкции и способа закрепления;

l - длина конструкции;

Е - модуль упругости материала конструкции;

J - момент энерции сечений конструкции;

m - погонная масса конструкции.

Собственные частоты прямоугольных пластин постоянной толщины, состоящие из упругого однородного материала (монтажные платы, крышки и др.), определяются по формуле:

f₀ = (ch/a²)10⁴ ,

где f₀ - собственная частота, Гц;

с - коэффициент, зависящий от способа закрепления платы, соотношения сторон и материала платы;

а - длина пластины, см;

h - толщина пластины, см.

Многослойную пластину, неоднородную по толщине (печатную плату), приводят к однородной однослойной пластине.

Очевидно, что для повышения резонансной частоты f₀, конструктор может менять конструктивные характеристики конструкций и материалы элементов.

В частности повысить резонансную частоту поперечных колебаний печатных плат можно следующими способами:

• применить более жесткое закрепление краев платы (например, рамочную

конструкцию с приклеиванием краев печатной платы);

• уменьшить размеры печатной платы или применить квадратную конфигурацию;

• увеличить толщину печатной платы;

• применить материал основания печатной платы с большим модулем упругости

(например, вместо гетинакса - стеклотекстолит, вместо стеклотекстолита - дюралюминий);

• сделать дополнительное крепление центра печатной платы к шасси блока;

• применить ребра жесткости и т.д.

Наибольшую опасность представляет собой поперечные колебания печатных плат, так как их резонансная частота значительно ниже, чем продольных. Оценим влияние различных вариантов закрепления ПП в конструкциях РЭС.

Различают точечное закрепление печатной платы в конструкции блока и сплошное.

При точечном закреплении печатная плата крепится винтами в нескольких точках.

Рис. 7.9. Точечное закрепление печатных плат.

При сплошном закреплении крепится одна или несколько сторон платы целиком.

Различают следующие случаи сплошного закрепления сторон печатной платы: зажатый край (или жесткое защемление), опертый край (или шарнирное опирание) и свободный край. Эти три случая являются идеализацией реальных способов закрепления. Так, закрепление сторон платы в направляющих блока принимают за шарнирное опирание. Зажатым краем считается край платы с многоконтактным разъемом с жесткими выводами.

Рис. 7.10. Обозначение способов сплошного закрепления сторон печатной платы.

Для повышения значения резонансной частоты f₀ для ПП необходимо выбирать при точечном варианте пяти - или шеститочечный случай, а при сплошном - зажатый по периметру вариант закрепления.

Для повышения резонансной частоты электрорадиоэлементов существует два способа:

• уменьшение длины выводов;

• приклеивание электрорадиоэлемента к печатной плате.

При установке электрорадиоэлементов на клей резонансная частота определяется только собственными колебаниями выводов, и поэтому в вибропрочных конструкциях их длина должна быть минимальной.

В завершении следует указать, что повышение резонансной частоты конструктивных элементов позволяет лишь исключить резонанс, но не предотвращает воздействия на элемент внешней механической энергии.