5. Вибір конструкції вузла з врахуванням параметрів дп і виду роз’єму

Метою розрахунку є визначення діючих на елементи і ДП перевантажень при дії вібрацій та перевірка їх на віброміцність. При розрахунку частоти вільних коливань в якості розрахункової моделі вузла використовується модель пластини з рівномірним розподіленням маси. Розрахунок проводимо в залежності від кріплення ДП, та заданих формул.

а) Розрахунок механічної міцності.

Початкові дані для розрахунку вузла на віброміцність :

- довжина плати,м:Ι_Д=80 м

- ширина, м:Ι_Ш=50 м

- товщина,м:h_T=2 м

- матеріал друкованої плати:склотекстоліт теплостійкий

- щільність,Кг/м³:ɣ=2,74 Кг/м³

- модуль пружності,Н/м²:Е=3,02 Н/м²

- коефіцієнт Пуассона:μ_м=0,279

- межа міцності,Н/м²:σ₀²=147Н/м²

- маса всіх ЕРЕ на ДП, Кг:0.372 Кг

- віброприскорення,м/с²:а=2м/с²

- віброперенавантаження:

Кріплення ДП в корпусі одностороннє:

1) Власна частота друкованого вузла:

де D-циліндрична жорсткість

де E=3,02∙10¹⁰,Н/м²–модуль пружності для матеріалу плати,

h_T=0,22,мм-коефіцієнт Пуассона,

М-маса плати з елементами визначається

М=М_ДП+М_ел=0,253036,кг

Маса друкованої плати:

М_ДП=

Маси елементів приведені в таблиці 1.

Деm_i- маса і-го елементу

N_i-кількість елементів і-го типу

n-кількість елементів

K_a- коефіцієнт, який залежить від способу кріплення плати і вибирається за ГОСТОм. В нашому випадку одностороннє кріплення плати.

Таким чином, власна частота вузла f=120,1,Гц, що не перевищує діючі на вузол вібрації (4-210,Гц).

Визначимо коефіцієнт динамічності.

Для випадку кінематичного збудження, коли джерело вібрацій знаходиться поза межами елементів коефіцієнт динамічності в такому випадку розраховується за виразом

де =0,01 показник затухання в текстоліті,

- коефіцієнт, який для максимальної частоти вібрацій визначається з виразу

де f_max=210,Гц- максимальна частота діючих вібрацій.

Для решти частот вібрацій коефіцієнт ще ближче наблизиться до 1.

Визначимо для максимальної частоти збудження за виразом

Визначимо віброприскорення та віброзміщення для елементу, який знаходиться в центрі плати ( мікросхема КР140УД6 ) і відповідно несе найбільші навантаження. Знаходимо відносні координати цього елементи

Коефіцієнт передачі за прискоренням визначаємо за слідуючим виразом

де К₁(х)=1,29, К₂(х)=1,28, - коефіцієнт, який залежить від форми коливань

Визначимо віброприскорення

а_в(x,y)=а₀(x,y)_*y(x,y)=2_*1,35=2,7,м/с²

Визначимо віброприскорення в одиницях g

а_в(x,y)=0,28g

Визначимо віброзміщення

S_B(x,y)=ε_0*y(x,y)=2,4∙10^-4∙1,35=3,24∙10^-4,м

Визначимо прогин плати

δ_В=|S_B(x,y)-ε₀|_max=3,24∙10^-4 -2,4∙10^-4=0,84∙10^-4,м

Перевірка виконання умов віброміцності

Діючі на елемент ( мікросхема КР140УД6 ) при максимальній частоті вібрації віброприскорення а_В(x,y)=2,7,м/с² менше допустимого 78,5,м/с² на цей елемент. Відповідно і на всі елементи, так, як він знаходився в найбільш несприятливих умовах.