Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 95
Скачиваний: 12
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра ПМИГ
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Прикладная механика»
Тема: “Расчет на прочность несущих конструкций РЭА”
| Студент гр. 1404 | | Сухов Ю.П. |
| Преподаватель | | Исаев Ю.Н. |
Санкт-Петербург
2023
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Студент Сухов Ю.П. Группа 1404
Тема проекта: МОДУЛЬ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
-
Исходные данные к проекту:-
Размеры модуля в мм: Ширина – 30. Высота – 180. Глубина – 240; -
Модуль предназначен для установки в более сложные модули; -
В модуле должны быть размещены:
-
- печатные платы с микросхемами 155-й серии в стандартных корпусах 2102 по 17? массой 2 г;
Способ установки плат: Шарнирный с горизонтальной осью разворота, установленной перпендикулярно передней панели, ось внизу;
- на задней панели – соединители электрических цепей (вилки);
- на передней панели:
- элементы жесткой фиксации модуля (невыпадающие винты)
- ручка для извлечения модуля из блока;
- элементы маркировки, контроля, индикации и управления
-
Материал плат – стеклотекстолит СФ-2-1,5-50 ГОСТ 10316-78 с параметрами:
Плотность – 2000 кг/м3,
Модуль натуральной упругости 30 ГПа.
Предел прочности – 40 МПа,
Коэффициент механических потерь – 0,05;
-
Серийность производства – Массовое; -
Параметры механических воздействий
Вибрация: Диапазон частот 1…50 Гц,
Амплитуда ускорения 10 м/c2.
-
Введение, содержание описание конструкции модуля:
-
Построение расчетной модели печатного узла. -
Определение частоты свободных колебаний печатного узла -
Анализ динамической прочности и жесткости печатного узла при вибрации. -
Заключение, содержащее оценку и предположения по повышению динамической прочности и жесткости печатного узла.
-
Состав конструкторской документации:
-
Спецификация модуля. -
Сборочный чертеж модуля. -
Чертежи основных деталей модуля.
Дата выдачи задания _________________
Дата защиты проекта _________________
Руководитель_________________
-
Построение расчетной модели печатного узла
Определим общую массу микросхем, расположенных на плате:
– длинна краевого поля
м – длинна на которой располагаются микросхемы (высота платы)
– стандартный шаг установки микросхем 155-й серии
3шт. – количество микросхем (округлено в меньшую сторону) 
– масса всех микросхемНайдём массу платы:
– ширина выделенной полоски равная ширине шага между платами по оси х.h=0,002 м
- толщина платы
– плотность стеклотекстолита (материал плат) 
Рассчитаем общую массу микросхем и платы:
Найдем момент инерции сечения:
= 1,17 * 10 -11 м 4Выбранный участок платы рассматривается как стержень закрепленный с двух сторон на подвижный и неподвижный шарнир (рисунок 1)
| |
| Рисунок 1 – Стержень |
В таком случае коэффициент жесткости вычисляется по формуле:
где Е = 30 ГПа – модуль натуральной упругости;
Найдем круговую частоту резонанса:
Тогда,
По заданным начальным условиям выбираем из диапазона частот 1 – 50 Гц, ту частоту, которая наиболее близка к частоте резонанса:
f = 50 Гц
Круговая частота будет иметь значение:
Найдём амплитуду перемещения основания:
где
– амплитуда ускорения, заданная условием.Найдём коэффициент динамичности по формуле:
где
– отношение частот;
– коэффициент механических потерь, из начальных условий.Вычислим значение коэффициента динамичности для полученных ранее частот:
Коэффициент динамичности μ показывает, во сколько раз относительное перемещение массы m превышает заданное перемещение основания.
График зависимости μ(
) представлен на рисунке 2.  |
| Рисунок 2 – График зависимости μ( ) при |
Определим амплитуду перемещения массы m при вынужденных колебаниях:
Определим динамическую силу (максимальное кинематическое воздействие):
где
– прогиб
где
– ранее найденный коэффициент жесткости
Тогда динамическая сила имеет значение:
Определим динамический момент
:Плата рассматривается как стрежень, на который воздействует динамическая сила (рисунок 3). Построим эпюры
для этого запишем уравнения по методу сечений:1ый участок (0 < x < L/2):
2ой участок (L/2 < x < L):
 |
| Рисунок 3 – расчетная модель платы |
Определим динамические напряжения. Для этого найдём момент сопротивления при изгибе:
Тогда
Проверим выполнение условий прочности:
где
– предел допускаемого динамического напряженияНайдем значение предела допускаемого динамического напряжения:
где
– предел прочности (взят из начальных условий);
предел выносливости (зависит от деформации материала)Убедимся, что условия прочности выполняются:
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы был спроектирован модуль радио - электронной аппаратуры. Чертежи деталей и модуля выполнен с использование основ взаимозаменяемости. На чертежах деталей проставлены размеры с
требуемыми основными отклонениями для посадок, и назначены квалитеты, для обеспечения степени точности в местах, где это необходимо.
Также печатные платы модуля были рассчитаны на воздействие вибраций. Выполненные расчеты показали, что несущие конструкции спроектированного электронного модуля обладают достаточной прочностью при динамическом воздействии вибраций в диапазоне 1 – 50 Гц.
Среди возможных способов повышения прочности выделено увеличение толщины плат для увеличения значения частоты резонанса, которое хотя и приводит к увеличению массы, которое негативно сказывается на коэффициенте жесткости, но окупается с ростом момента инерции сечения, который зависит от куба значения толщины.
; 
;
Также можно увеличивать количество осей крепления плат для увеличения коэффициента жесткости с, при этом плата в расчетной модели будет рассматриваться уже не как один стержень, а их большее количество, но меньшей длинны.