Расчёт расстояния между элементами проводящего рисунка

а) наименьшее номинальное расстояние между элементами проводящего рисунка(между двумя проводниками) S определяют по формуле:

S = S_{min D} + ∆t_в.о.+ Т₁/2,

где Т₁=0,15 мм – позиционный допуск расположения печатных проводников;

∆t_в.о.= 0,15 мм – верхнее предельное отклонение ширины проводника;

S_{min D}= 0,45 мм -минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка.

Тогда:

S = 0,45+0,15+0,15/2 =0,675 мм.

б) наименьшее номинальное расстояние для размещения двух КП номинального диаметра в узком месте в зависимости от размеров и класса точности ПП равно 2,55 мм;

в) наименьшее номинальное расстояние для размещения печатного проводника номинальной ширины между двумя КП в узком месте в зависимости от размеров и класса точности ПП равно 3,55 мм;

г) наименьшее номинальное расстояние для прокладки n проводников между двумя отверстиями с контактными площадками диаметром D₁ и D₂ определяют по формуле:

l=tn+ S(n+1)+T₁+(D₁+D₂)/2,

Здесь t = 0,55 мм – наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника.

Примем n=2 – число проводников; S = 0,675 мм; Т₁=0,15 мм; D₁=D₂=1,8 мм, тогда:

l = 0,55·2+0,675(2+1)+(1,8+1,8)/2= 4,925 мм.

3.3 Поверочный конструкторский расчет пп устройства

3.3.1 Расчет на действие вибрации

Боковые стороны ПП расположены в направляющих, считаем их опёртыми. На третьей стороне ПП расположена вилка разъёма, на четвёртой – панель, будем считать, что эти края ПП жёстко защемлены. Расчётная модель представлена на рис.2

Рис.2 Расчётная модель ячейки

Считаем, что вибрации действуют в плоскости, перпендикулярной плоскости ячейки. Возбуждение системы – кинематическое, так как источник вибраций внешний.

Диапазон действующих вибраций ∆f=10…70 Гц; вибрационное ускорение а₀=39,2 м/с².

Определение частоты собственных колебаний.

Считаем, что ячейка равномерно нагружена. Частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пластины вычисляем по следующей формуле:

,

Где а=76,2 мм – длина пластины;

b=76,2 мм – ширина пластины;

D – цилиндрическая жёсткость:

=8,926 Н∙м.

Здесь Е=3,02∙10¹⁰ Н/м² – модуль упругости материала платы;

h = 1,5 мм – толщина платы;

υ=0,22 – коэффициент Пуассона;

М – масса пластины с ЭРИ, кг:

М = M_пп + M_эри = 5,9*10^-3+44,6*10^-3=50,5*10^-3 кг

где M_пп – масса ПП:

M_пп=ρ_ппhab = 2,05∙10³∙1,5∙10^-3∙76,2∙10^-3∙35,4∙10^-3 =5,9*10^-3 кг;

ρ_пп=2,05∙10³ кг/м³ – плотность материала платы СФ;

М_эри - масса ЭРИ (см. табл.2.2.1).

= 44,6*10^-3 кг ,

где m_i – масса i-го ЭРИ i-го типа;

N_i – количество ЭРИ i-го типа;

К_α – коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по формуле:

Здесь k=9,87, α=1, β=3,57, γ=5,14 – коэффициенты, соответствующие заданному способу закрепления сторон ПП.

Таким образом собственная частота ПП:

Собственная частота f₀ = 306,97 Гц, что значительно превышает частоты действующих на конструкцию вибраций (∆f=10…75 Гц).

3.3.2 Рассчет на удар

Проверим выполнение условий ударопрочности.

Длительность удара τ = 5…10 мс; ускорение а = 100 м/с²; частота υ=40…120мин^-1.

Определение условной частоты ударного импульса

Определяем условную частоту ударного импульса для наихудшего случая (τ = 5 мс):

ω=π/τ= π/0,005 = 628,319 с^-1.

Определение коэффициента передачи при ударе

Коэффициент передачи при ударе для полусинусоидального импульса

где υ – коэффициент расстойки;

f₀=306,97 Гц – частота собственных колебаний.

Определение ударного ускорения

Ударное ускорение рассчитывается по следующей формуле:

а_у = | аК_у |=|100·(-0,528)|=52,8 м/с²,

где а – амплитуда ускорения ударного импульса.

Выразим ударное ускорение в единицах g:

а_у=5,38g.

Определение максимального относительного перемещения

Максимальное относительное перемещение

Проверка выполнения условий ударопрочности

1. Для ЭРИ.

Минимально допустимая нагрузка для ЭРИ (см.табл. 1)

а_доп=20g,

а_доп=8g>а_у=5,38g.

Следовательно, условие ударопрочности выполняется.

2. Для ПП с ЭРИ

Условие ударопрочности:

Z_мах<0,003b

В нашем случае Z_мах= 0,14∙10^-6 м < 0,003b = 2,2910^-4 м.

Следовательно, условие ударопрочности выполняется.

Ударное ускорение и максимальное относительное перемещение меньше допустимых для ЭРИ и ячейки, таким образом, удовлетворяется требование ТЗ на воздействие удара. Следовательно, дополнительных конструкционных мер защиты от ударных воздействий не требуется.