- •М іністерство освіти і науки, молоді та спорту України
- •Рекомендовано до друку Методичною радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України (протокол №_ від __.__.2012 р.)
- •Перелік прийнятих скорочень
- •1 Організація процесу конструювання рез
- •1.1Технічні вимоги до конструкції
- •1.1.1 Вимоги до показників призначення реа
- •1.1.2 Вимоги до стійкості реа при дії механічних та кліматичних факторів
- •1.1.3 Вимоги до технологічності та уніфікації
- •1.1.4 Вимоги до надійності реа
- •Продовження таблиці 1.4
- •1.2Технічне завдання на проектування
- •1.2.1 Технічне завдання для дослідно-конструкторських робіт
- •Назва теми ккп
- •Тема проекту:назва теми ккп
- •3.1.1. Розрахунок площі і габаритів плати
- •2 Конструкторська документація
- •2.1 Види конструкторських документів
- •2.2 Схемна документація на радіоелектронні засоби
- •2.2.1 Класифікація та позначення схем
- •Внту 411528.012е3
- •2.2.2 Умовне графічне та літерне позначення елементів
- •2.2.3 Спрощення у схемах
- •2.2.4 Оформлення переліку елементів
- •3 Конструювання вузла рез з друкованим монтажем
- •3.1 Вихідні дані для розробки
- •3.2 Особливості електромонтажу радіоелектронної апаратури
- •3.3 Компонування друкованої плати
- •3.3.1 Ручний метод конструювання
- •3.3.2 Напівавтоматизований метод конструювання
- •3.3.3.Автоматизований метод конструювання
- •3.4 Конструювання друкованої плати
- •Максимальний розмір будь-якої із сторін не більше 470 мм. Спів- відношення розмірів сторін не більше 3:1.
- •3.5 Розміщення друкованих провідників на платі
- •3.6 Розрахунок друкованого монтажу
- •3.7 Розрахунок ширини друкованих провідників
- •3.8 Особливості конструювання друкованих плат
- •3.9 Розробка конструкторської документації на друковані вузли
- •3.9.1 Розробка креслення друкованої плати
- •3.9.1.1 Методика розробки креслення друкованої плати
- •3.9.1.2 Основні вимоги до оформлення креслення
- •3.9.1.3 Запис технічних вимог
- •3.9.2 Розробка складального креслення друкованої плати
- •3.9.2.1 Зміст і позначення складального креслення
- •3.9.2.2 Методика розробки складального креслення
- •3.9.2.3 Спрощення у складальному кресленні
- •3.9.2.4 Технічні вимоги
- •3.9.2.5 Специфікація
- •4.Забезпечення надійності радіоелектронної апаратури
- •4.1Основні терміни та визначення
- •4.2 Кількісні характеристики надійності та їх властивості
- •4.3 Розрахунок надійності не ремонтопридатних систем за раптовими відмовами
- •5 Захист конструкцій реа від механічнихдій
- •5.1 Поняття вібростійкості і віброміцності
- •5.2 Розрахунок на дію вібрацій
- •5.3 Розрахунок на дію удару
- •6 Електромагнітна сумісність. Методи екранування
- •6.1 Оцінювання завадостійкості
- •7 Тепловий режим конструкцій реа
- •7.1Загальні положення охолодження радіоелектронної апаратури
- •7.2 Оцінювання теплового навантаження реа
- •Додаток а
- •Додаток б
- •Література
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95 ,
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95 ,
5 Захист конструкцій реа від механічнихдій
5.1 Поняття вібростійкості і віброміцності
Всі види РЕА зазнають дії зовнішніх механічних навантажень, які передаються до кожної деталі, що входять у склад конструкції.
Розрізняють два поняття: вібраційна стійкість і вібраційна міцність. Вібраційна стійкість це властивість об’єкта при заданій міцності виконувати задані функції і зберігати значення своїх параметрів у межах норми. Вібраційна міцність це збереження конструкції від руйнування при дії дестабілізуючи факторів. До зовнішніх механічних факторів відносять: вібрацію, удари, лінійні прискорення, перевантаження. Під час розроблювання конструкції необхідно забезпечити задану жорсткість і механічну міцність її елементів.
Методика конструювання РЕА з урахуванням механічних навантажень має такі етапи:
- забезпечення власної жорсткості і міцності конструкції, але це призводить до нарощування маси пристроїв і відповідно до зростання динамічних навантажень;
- визначення власної резонансної частоти конструкції і виведення її з спектру діючих зовнішніх механічних частот конструктивними методами;
- перевірка захищеності РЕА від дії ударних імпульсів заданої форми і тривалості;
- перевірка стійкості конструкції до лінійних перевантажень;
- захист РЕА при транспортуванні з допомогою відповідної упаковки.
5.2 Розрахунок на дію вібрацій
Визначаємо частоту власних коливань окремих конструктивних елементів PEA. Частоту власних коливань рівномірно навантаженої плати закріпленої в чотирьох точках визначаємо за формулою.
(5.1)
де a і b – довжина і ширина плати, м;
М – маса плати, кг;
D – циліндрична жорсткість
( 5.2 )
де Е - модуль пружності (таблиця 5.1);
h - товщина пластини;
v - коефіцієнт Пуассона (таблиця 5.1);
Таблиця 5. 1 - Характеристика матеріалів, що застосовуються в PEA
Матеріал
|
Е-1012 , Н/м
|
ν
|
ρ•10-3 , кг/м2
|
Λ•102
|
Склотекстоліт фольгованийСФ
|
3,02
|
0,22
|
2,05
|
2—10
|
Сталь
|
22
|
0,3
|
7,8
|
—
|
Алюміній
|
7,3
|
0,3
|
3,7
|
—
|
Отримане значення частоти власних коливань необхідно порівняти з частотою за умов експлуатації. Якщо виконується умова f 0 ≠ f р, то на конструкцію плати не будуть впливати вібраційні навантаження, а якщо дана умова не виконується, то необхідно перейти на інші методи конструювання ( зміна розмірів, методів кріплення, маси).
Далі необхідно визначити коефіцієнт динамічності, який розраховується за формулою 5.3.
Таблиця 5.2. - Допустимі стріли прогину фольгованих матеріалів
Товщина листа, мм
|
Допустима стріла прогину мм/м
|
|||
Одностороннє фольгування
ання
|
Двостороннє фольгування
|
|||
Гетинакс
|
Склотекстоліт
|
Гетинакс
|
Склотекстоліт
|
|
0,8
|
109
|
109
|
55
|
22
|
1,0
|
109
|
109
|
55
|
22
|
1,5
|
55
|
ЗО
|
27
|
11
|
2,0
|
40
|
25
|
20
|
11
|
2,5
|
ЗО
|
15
|
15
|
11
|
3,0
|
ЗО
|
15
|
15
|
11
|
(5.3)
де К1 (x), К1 (y) – коефіцієнти форми коливань в залежності від методу кріплення країв плати. Для наведених вище випадків кріплення К(x) = К(y) = 1,3;
η – коефіцієнт розстроювання;
ε – показник затухання.
Коефіцієнт розстроювання визначається як відношення частоти збудження до частоти власних коливань, η = f / f0.
Показник затухання визначається за формулою ε=Λ/π, де Λ – декремент затухання (таблиця 5.1).
Визначаємо віброприскорення і віброзміщення елементів PEA.
Для механічної системи з одним ступенем вільності розрахунок амплітуд віброприскорення a0 і віброзміщення Sв виконуються за формулами:
- для силового збудження:
(5.4)
(5.5)
- для кінематичного збудження:
(5.6)
(5.7)
де - амплітуда віброзміщення основи
Визначаємо максимальний прогин плати відносно її кінців. Для силового збудження:
(5.8)
Для кінематичного збудження:
(5.9)
Перевіряємо виконання умов віброміцності. Оцінювання віброміцності виконується за такими критеріями:
- для ІC, транзисторів, резисторів і інших ЕРЕ амплітуда віброприскорення повинна бути меншою допустимих прискорень, тобто
; значення визначається в процесі аналізу елементної бази;
- для друкованої плати стріла прогину не повинна перевищувати величини , яка підраховується за формулою , де - допустимий розмір стріли прогину на довжині 1м (таблиця 5.2), l –довжина плати в м;
- для друкованої плати з радіоелементами повинна виконуватись умова , де b – розмір сторони плати, паралельно якій встановлені елементи.
У тому випадку, коли умови віброміцності не виконуються, необхідно змінити конструкцію PEA, збільшивши жорсткість несучих елементів, або застосувати амортизацію.