3. 5.3 Механические воздействия

Механические нагрузки, проявляющиеся в виде колебаний и ударов, воздействуют на прибор и окружающую среду во время изготовления, транспортирования, эксплуатации, а также во время испытаний прибора. При этом различают колебания (вибрацию и шум), удары и линейные или угловые ускорения:

-Обусловленные внешними влияниями. Такими влияниями могут быть колебания фундамента в результате работы прессового оборудования, вибрации транспортного средства вследствие неровностей дорожного полотна или колебания вагона поезда на стыках рельсов, погрузочно-разгрузочные работы, старт ракеты или космического аппарата;

-Вызванные внутренними источниками, например, работой устройства вблизи резонансных частот вращением вентилятора, несбалансированностью вращающихся деталей, неточностью изготовления разрушениями и т.п.

При анализе механических воздействий на приборы вводятся понятия функций возбуждения, частот возбуждения. Для математических описаний важно, чтобы реальные функции возбуждения могли быть приближенно описаны идеальными. К идеальным функциям возбуждения относятся гармоническая, периодическая стохастическая функции, а также и другие функции, которые применяют для описания нестационарных процессов. При этом удароподобное возбуждение может иметь вид функции прямоугольной, полусинусоидальной, треугольной формы.

Рис 16

Для исследования системы возможно также исследование последовательности удароподобных возбуждений.

Частоты возбуждения (частоты вынужденных колебаний) и собственные частоты колебаний механических систем лежат в области от 0 до 10⁶ Гц (рис.). Для примера можно указать диапазоны частот колебаний для некоторых характерных процессов: колебания грунта и зданий 10^-2 — 10^-1 Гц; колебания, различимые с помощью осязания, 10^-1 — 10² Гц; собственные колебания большинства конструктивных элементов — от 10 до 10³ Гц; колебания, слышимые человеком,— от 16 до 1,6-10⁴ Гц; ультразвуковые колебания — от 2∙10⁴ до 10⁶ Гц.

Рис 12

В табл. Приведены собственные частоты f₀ и добротность Q некоторых конструктивных элементов и узлов. Знание этих параметров важно для расчетов, измерений и проверки параметров колебаний. При этом следует помнить, что эти значения действительны только для дискретных колебательных систем и только для одного направления колебаний. Как показывает опыт, отношение собственных частот колебаний во взаимно перпендикулярных направлениях составляет 0,5—2.

Табл.13 Собственные частоты f₀ колебаний и добротность Q некоторых конструктивных элементов и узлов

Конструктивные элементы и узлы	f0, Гц	Q	Длина лепестка для пайки, мм
1	2	3	4
Резисторы, припаиваемые к печатным платам	200—500	250; 60—120	10—30; 1—8
Конденсаторы, припаи-ваемые к печатным платам	80—600	40—60; 20—40	15—20; 1—8
Электролитические конден-саторы (корпус прикреплен к конденсатору, колебания направлены перпендикулярно корпусу)	50—140	—	—
1	2	3	4
Транзисторы и диоды, припаиваемые к печатным платам	100—400; 50	200	20; 35
Электронные лампы	100—200	—	—
Реле на печатных платах: корпус контактная группа	120 350	— —	— —
Провода (припаиваемые): неизолированные лакированные	200—1200 600	200 90	50—100
Кабели, многопроволочные гибкие провода	30—60	2—3	—
Охлаждающие и экранирующие пластины (алюминиевые толщиной 2 мм, устанавливаемые на печатных платах)	40—80	—	—
Печатные платы на направляющих (массой 60—220 г)	40—80	—	—
Винтовые пружины в приборах	10—100	—	—
Плоские пружины в приборах	50—500	—	—
Резиновые амортизаторы	30—300	—	—
Пьезоэлектрические резонаторы	Несколько сотен килогерц	20 000	—
Конструктивные элементы, узлы в приборах	(10—1000) 50—500	(2—300) 20—200