Файл: Лекции Грачева (лично его) РС-71.doc

41

Основные понятия.

В процессе эксплуатации и транспортировки РЭА подвергается воздействию следующих механических сил:

1. Вибрация - периодические колебания элементов или конструкции в целом;

2. Удар - кратковременное воздействие внешней силы;

3. Центробежные и линейные ускорения;

4. Акустические воздействия.

Наиболее распространены 1 и 2 виды воздействий; 3-й вид воздействий может быть оценен путем статического расчета за счет суммирования существующих уже статических усилий (вес, ….) и возникающих за счет них ускорений.

Так как в случае 3 все сводится к статическому расчету, в данном курсе эти виды ускорений не рассматриваются. Если при расчете оказывается, что больше критического значения необходимо принимать соответствующие меры.

Акустические воздействия характерны для ракетной и бортовой РЭА, иногда для военной аппаратуры. Способы защиты от них особые и решаются индивидуальным порядком. В данном курсе не рассматриваются.

В связи с наличием данных воздействий, к РЭА предъявляются следующие требования:

1. Вибропрочность - способность противостоять разрушительному действию вибраций в заданном диапазоне частот и ускорений и сохранять свои параметры в пределах нормы после окончания длительного действия вибрации.

2. Виброустойчивость - способность РЭА сохранять свои параметры в пределах нормы во время действия вибрации в заданном диапазоне частот и ускорений.

3. Ударопрочность - способность сохранять свои параметры в пределах нормы после воздействия ударов.

4. Удароустойчивость - способность сохранять свои параметры в пределах нормы во время воздействия ударов.

Упрощенная схема усилий в конструкциях рэа при механических воздействиях.

При наличии механического воздействия, усилие от основания, проходя через опору 2 (через элемент 3) достигает чувствительного элемента, в данном случае печатного узла.

В том случае, если усилия на чувствительном элементе превышают допустимые, этот элемент может выйти из строя.

Для того, чтобы РЭА сохраняла свою работоспособность, устройство необходимо спроектировать таким образом, чтобы усилия на чувствительном элементе не превышали допустимых значений. Коэффициент передачи усилий от основания к элементу зависит от конструкций различных узлов аппарата и от его компоновки, например:

1. жесткая опора 2 не позволяет снизить усилие, передающееся от основания; мягкая опора позволяет существенно снизить эти усилия.

2. Рациональный выбор точек крепления печатной платы снижает эффективность воздействия внешних усилий.

Круг вопросов, связанных с защитой печатных узлов и подобных блоков внутри РЭА будет рассматриваться в курсе "Машинное проектирование". В данном курсе основное внимание уделяется вопросам защиты РЭА в целом от внешних механических воздействий:

1. выбор и расчет опоры;

2. компоновка блока.

Параметры вибрационных и ударных воздействий.

Вибрация

- виброскорость V, - амплитуда виброскорости

- виброускорение a, - амплитуда виброускорения.

Удар

Для оценки РЭА в расчетах принимают:

для вибраций - либо чисто гармоническое воздействие с одной частотой, либо воздействие гармонических колебаний в диапазоне частот.

для ударных импульсов расчет ведут для некоторых типовых форм импульсов (типовые:sin, cos, )

Типовые значения параметров механических воздействий.

Примечание:

1. чем ближе расположена РЭА к источнику вибрации, тем больше высокочастотных составляющих в спектре вибрационных воздействий; элементы конструкции (обшивка, корпус) демпфируют эти ВЧ составляющие.

Принципы защиты рэа от внешних воздействий.

- возмущающая частота - частота колебаний основания, на котором стоит блок.

- частота собственных колебаний системы

Рассмотрим варианты расположения собственных частот по отношению к воздействующим:

1. Резонанс - усиление колебаний

А_бл > А_осн, этот случай недопустим, поэтому необходимо сдвинуть частоты системы.

2. Увеличение собственной частоты системы

А_бл А_осн. Для увеличения необходимо либо увеличить жесткость системы С, либо уменьшить массу системыm.

Увеличение жесткости достигается 2-мя средствами:

1. Соответствующим выбором материалов.

2. Рациональным конструированием.

Рассмотрим эти пути подробнее:

1. Жесткостные свойства конструктивных материалов характеризуются их модулями упругости Е. Для того, чтобы повысить С без увеличения веса, необходимо выбирать материалы с максимальным отношением , где- плотность материала.

2. Рациональное конструирование - комплекс мер, используемых при конструировании РЭА, которые обеспечивают максимальную жесткость конструкции без увеличения ее веса.