5.4. Расчет печатных узлов на действие вибрации

Целью расчета является определение действующих на элемен­ты изделия перегрузок при действии вибрации и ударов, а также максимальных перемещений. При необходимости производится выбор и расчет системы амортизации.

Рис. 5.3. Спектр вибрации: Рис. 5.4. Графики коэффициентов

fн и fв — ниж­няя и верхняя частоты приведения сосредоточенной массы к рас

пре­деленной: вибрации 1 - оба конца

балки защемлены; 2 - один конец

защемлен, другой - оперт; 3 - оба

кон­ца оперты; 4 - один конец

защемлен, другой - свободен

Расчет на действие вибрации.

Исходные данные. Перио­дическая вибрация характеризу­ется спектром, т. е. суммой гар­монических составляющих (рис. 3, здесь fi и aoi — частота и виброускорение 1-й гармоники). Коэффициент виброперегрузки nвi амплитуды виброускорения aoi и виброперемещения  oi связаны между собой соотношениями

. (6)

1. Определяем частоту собственных колебаний отдельных конструкционных элементов РЭА.

Частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пла­стины вычисляем по формуле

(7)

где а и b—длина и ширина пластины; D—цилиндрическая же­сткость; ; Е— модуль упругости; h— толщина пластины; v—коэффициент Пуассона; М—масса пластины с эле­ментами; ,—коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по общей формуле

Таблица 5.3.

Характеристики материалов, применяемых в РЭА

Материал	E .1010 , Н/м2		 .103 кг/м3
СТЭФ толщиной 1,33 мм	3,2	0,279	2,47
МТЭ толщиной 1,22 мм	3,5	0,214	1,98
НФД толщиной 0,92 мм	3,45	0,238	2,32
СФ с печатной схемой	3,02	0,22	2,05
Сталь	22	0,3	7,8
Алюминий	7,3	0,3	2,7

Коэффициенты приведены в табл. 6.6. Если прогиб и угол поворота на краю пластины равны нулю, то этот край счи­тают жестко защемленным. Если прогиб и изгибающий моменты равны нулю, то этот край опертый, и если изгибающий момент и перерезывающая сила равны нулю, то этот край свободный. Для пластины, закрепленной в 4-х точках,

Частоту собственных колебаний балочных конструкций опре­деляем по следующей общей формуле:

, (8)

где — длина пролета балки; — коэффициент, зависящий от способа закрепления (табл. 6.7); — момент инерции; т'— приведенная погонная масса, которая определяется по формуле

,

где т'о—равномерно распределенная погонная масса; mi - i-я сосредоточенная масса; п—число сосредоточенных масс на бал­ке; к i — коэффициент приведения сосредоточенной массы mi к равномерно распределенной. Значения коэффициента к i в зависи­мости от относительной абсциссы сосредоточенной массы и вида закрепления приведены на рис. 5.4.

Таблица 5.4..

Закрепление плат

№	Эскиз	Коэффициенты				№	Эскиз	Коэффициенты
	закрепления	k					закрепления	k			
1		9,87	1	2	1	18		22,4	1	0	0
2		9,87	1	2,33	2,44	19		22,4	0	0	1
3		15,4	1	0,95	0,41	20		3,52	1	0	0
4		9,87	1	2,57	5,14	21		3,52	0	0	1
5		22,4	1	0,48	0,19	22		15,4	1	0	0
6		15,4	1	1,11	1	23		15,4	0	0	1
7		22,4	1	0,57	0,47	24		3,52	1	5,56	19,2
8		15,4	1	1,19	2,1	25		15,4	1	0,29	0,05
9		22,37	1	0,61	1	26		3.52	1	1,58	0
10		3,52	0	1	0	27		3,52	0	1,58	1
11		9,87	0	0	1	28		22,4	0	0,1	1
12		9,87	1	0	0	29		22,4	1	0,1	0
13		9,87	0	0,43	1	30		15,4	0	0,34	1
14		9,87	1	0,43	0	31		15,4	1	0,34	0
15		3,52	1	5,97	40,5	32		9,87	1,26	0,6	1
16		22,4	1	0,14	0,02	33		9,87	1	0,6	1,26
17		3,52	1	2,48	1

Таблица 5.5.

Зависимость коэффициента  от способа закрепления

№	Эскиз закрепления		№	Эскиз закрепления	
1		3,56	3		1,57
2		2,45	4		0,56

В том случае, когда условия вибропрочности не выполняются, необходимо изменить конструкцию РЭА, увеличив жесткость не­сущих элементов. Радикальным решением вопроса обеспечения вибропрочности является применение амортизации.

Практическое занятие № 6

Индекс технического уровня изделия

В общем случае под техническим уровнем изделия понимают соответствие его тактико-технических параметров и технико-экономических показателей современному научно-техническому уровню. Понятие "технический уровень" по своей природе является относительным: его количественная или качественная оценка возможна лишь при сопоставлении изделий, имеющих сходное назначение по некоторой совокупности параметров, определяющих приспособленность изделий к производству и эксплуатации.

Сопоставление технического уровня разработанного изделия с техническим уровнем исходного производится путем расчета обобщающей оценки - индекса технического уровня

,

где Kзнj - коэффициент значимости j-го параметра;  j - относительный уровень j-го параметра; n - количество параметров, принятых к рассмотрению.

Степень превышения полученной величины над "1" служит мерой качества выполненной разработки, подтверждая ее экономическую целесообразность и перспективность разработанного изделия.

Перечень параметров, определяющих технический уровень изделия, разделяется на 7 основных классификационных групп.

Первая группа - все электрические характеристики изделия (параметры преобразуемых, генерируемых или контролируемых сигналов, диапазоны рабочих частот, коэффициенты усиления, ослабления, отношение "сигнал-шум", коэффициенты искажений, к.п.д., потребляемая мощность, чувствительность, разрешающая способность).

Вторая группа - все функциональные неэлектрические параметры (разрядность, объем памяти, точность и т.д.).

Третья группа - масса, габариты, объем.

Четвертая группа - параметры устойчивости изделий к внешним воздействиям (механическим, тепловым, радиационным).

Пятая группа - параметры надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость).

Шестая группа - параметры технологичности (стандартизации, унификации, преемственности, материалоемкости и т.д.).

Седьмая группа - стоимостные показатели (себестоимость, дополнительные капиталовложения на проектирование и технологическую подготовку производства и др.).

Относительный уровень сопоставляемых параметров вычисляется по одной из формул. В случае, когда улучшение параметров приводит к уменьшению их величины (масса, себестоимость и т.д.)

,

где q oj - значение j-го параметра аналога; q j - значение j-го параметра для анализируемого изделия. Для параметров, улучшение которых приводит к возрастанию их величины (к.п.д., время наработки на отказ и т.д.)

,