Файл: Мои лекции по Грачеву. РС-71.docx

Тема 2 «механические воздействия и защита эвс».

Упрощенная схема усилий в конструкциях ЭВС при механических воздействиях.

Основные понятия.

Во время эксплуатации на аппаратуру воздействуют следующие факторы:

1. Вибрация– механические колебания. Вибрация бывает периодическая и случайная. Периодическая вибрация бывает полигармоническая и гармоническая.

2. Случайная– стационарная, нестационарная, узкополосная, широкополосная.

Параметры вибрационных и ударных воздействий.

Гармоническое колебание:

, где

S_r- размах виброперемещения;

- начальная фаза гармонического колебания;

T- период колебания;

- частота воздействия;

S- амплитуда перемещения основания.

–коэффициент вибропергрузки.

Удар:

Задается функция ударного ускорения от времени а(t)

Типовые значения параметров механических воздействий.

Примечание:

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

Принципы защиты ЭВС от внешних воздействий.

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

, где - частота собственных колебаний системы.

Рассмотрим варианты расположения собственных частот по отношению к воздействующим:

1. Резонансная область. Резонанс - усиление колебаний

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

2. Дорезонансная область. Увеличение собственной частоты системы

А_блока= А_осния(амплитуда основания равна амплитуде блока). Для увеличениянеобходимо 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,E– модуль упругости.

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

А) Выбор профиля элементов несущей конструкции (каркасов, обшивок)

Б) Установка различных кронштейнов в углах каркасов.

3. Сдвиг собственных частот системы в область . При этом возможно А_бл< А_осн. Этот вариант наиболее приемлем для качественной защиты ЭВС. Собственная резонансная частота меньше.

Для уменьшения собственных частот системы необходимо либо уменьшить жесткость, либо увеличить массу. Увеличение массы - неприемлемый путь, следовательно необходимо уменьшить жесткость системы.

Уменьшение жесткости системы достигается за счет выполнения жесткого блока и мягкой опоры. При этом С_систС_оп(при С_оп<< С_бл). Таким образом, работа в областиобеспечивается установкой виброизоляторов (мягких опор) между вибрирующим основанием и блоком. При этом жесткостные параметры системы будут полностью определяться жесткостями амортизаторов, а инерционные параметры системы инерционными параметрами блока.

Жесткость блока, больше жесткости опоры, то жесткость системы, определяется жесткостью опоры.

Системой виброизоляциициибудем называть систему, состоящую из амортизаторов, блока и опоры.

Рекомендации по защите эвс от вибрационных воздействий:

1. Уменьшение внешних вибрационных воздействий возможно только при виброизоляцииции блока. При этом параметры вибрации блока могут быть снижены на 1...2 порядка по сравнению с возмущающим воздействием.

2. Устанавливать блок без виброизоляторов целесообразно при действии вибрации в течении 10…20% времени от общего времени эксплуатации устройства.

Виброизоляция ЭВС.

Число степеней свободы определяется количеством координат, необходимых для однозначного задания положения объекта в пространстве.

Для реальной системы предполагаем:

1. Массивные элементы не деформируются и деформируемые элементы не имеют массы.

2. Деформируемые элементы системы не имеют массы.

Классификация сил в системе виброизоляции.

Существует 3 вида сил, действующих внутри и вне системы:

1. Восстанавливающие силы.

2. Диссипативные (рассеивающие) силы.

3. Вынуждающие силы.

Восстанавливающие силы.

1. Статическое нагружение.

Восстанавливающие силы системы виброизоляцииции- это силы, возникающие в связи с отклонением системы от положения равновесия и стремящиеся вернуть систему в это положение равновесия. Для системы амортизации типичным видом таких сил являются силы упругости, возникающие при деформации амортизаторов. Для определения этих сил используются соответствующие характеристики амортизаторов.

Для определения сил упругости используются статические характеристики амортизаторов.

При установлении блока на амортизаторы, каждый из них испытывает определенную номинальную нагрузку и эта номинальная нагрузка Р_номвызывает определенную номинальную деформацию амортизаторов, соответствующая точка на кривой - рабочая точка амортизаторов.