Приведем расчет коэффициента заполнения объема для корпуса, скомпонованного по первому варианту.

К_з.о.1= V_ап1/V₁100%, (14)

где V_ап1 - объём, занимаемый аппаратурой.

V_ап1 = 1,710⁶ (мм)

К_з.о.1 = (1,710⁶/8820000)100% = 19,3%

Приведем расчет коэффициента заполнения объема для модуля, скомпонованного по второму варианту.

К_з.о.2= V_ап2/V₂100%, (15)

где V_ап2 - объем, занимаемый непосредственно аппаратурой, V_ап2= V_ап1.

Тогда:

К_з.о.2= (1,710⁶/9360000)100% = 18,1%

Следовательно, первый вариант компоновки модуля управления является более оптимальным.

3.6.5 Расчет параметров элементов конструкции печатной платы. Расчет элементов конструкции ПП по электрическим параметрам начинаем с определения минимальной ширины печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

b_min1=J_max/j _доп*t, (16)

где J_max - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках,

J_max=0,2(А);

j_доп - допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода

изготовления, j_доп = 38(А/мм²);

t - ширина проводника, t = 0,15 (мм) по ГОСТ 23751-86.

b_min1=0,2/0,15*38=0,03 (мм).

Расчет на допустимую плотность тока производить не следует, так как ток не превышает 2А.

Определяем минимальную ширину проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

b_min2=*J_max*l/t*U_доп, (17)

где  - удельное объемное сопротивление,  = 0,0175 (Ом*мм²/м);

l - длина проводника, l = 1,6 (м);

U_доп - допустимое падение напряжения, U_доп=0,6(В).

b_min2=0,0175*0,2*1,6/0.15*0,6=0,09 (мм)

Номинальная ширина проводника печатной платы четвертого класса точности составляет [1, т.2]. Стабильная работа проводников будет при b_min10,03 и b_min20,09.

3.6.6 Конструктивно-технологический расчет. Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

D=D_ВЫВ+| d_НО |+_З, (18)

где D_ВЫВ - диаметр вывода, устанавливаемого ЭРЭ;

d_НО - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия: d_НО=0,1 (мм);

_З- разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ: _З=0,3 (мм).

При D_ВЫВ=0,6 (мм):

D=0,6+0,1+0,3=1 (мм)

При D_ВЫВ=0,8 (мм):

D=0,8+0,1+0,3=1,2 (мм)

Определяем минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия:

D_НminН_РАС*, (19)

где Н _РАС - расчетная толщина платы: Н _РАС=1,5 (мм),

 - отношение диаметра отверстия к толщине пластины,   0,33.

D_Нmin1,5*0,33,

D_Нmin 0,495.

Принимаем D_Нmin=0,5 (мм).

Рассчитаем диаметры контактных площадок. Минимальный диаметр контактных площадок:

• для оплавляемого покрытия олово-свинец:

D_min=D_1min+1,5hr (20)

При толщине гальванической меди в отверстиях около 0,025 мм, в силу определенной рассеивающей способности электролитов по поверхности проводников плат средних размеров величина hr=0,05 (мм).

D_min - минимальный эффективный диаметр площадки.

D_1min=2(В_м+D_0max /2+ d+ p), (21)

где В_м - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (гарантийный поясок): В_м=0,05 (мм);

d, p - допуски на расположение отверстий и контактных площадок:

d=0,05 (мм); p=0,15 (мм);

D_0max- максимальный диаметр просверленного отверстия, мм;

D_0max=D₀+d+(0,1 .......0,15), (22)

где d - допуск на отверстие: d=0,05; 0,1 (мм);

D₀- номинальный диаметр металлизированного отверстия;

D_0max=0,8+ 0,05+0,1=0,95 (мм)

D_0max=1,0+0,05+0,1=1,15 (мм)

D_1min=2(0,05+0,95/2+ 0,05+0,15)=1,45 (мм)

D_1min=2(0,05+1,15/2+0,05+0,15)=1,65 (мм)

D_min=1,45+1,5*0,05=1,5 (мм)

D_min=1,65+1,5*0,05=1,7 (мм)

Максимальный диаметр контактной площадки:

D_max =D_min +(0,02 .... 0,06) (23)

D_max =1,5+0,06=1,56 (мм)

D_max =1,7+0,06=1,76 (мм)

Определим ширину проводников.

t_min=t_1min+1,5hr+t, (24)

где t_1min - минимальная эффективная ширина проводника: t_1min = 0,15 (мм)

по ГОСТ 23751-86;

t - допуск на ширину проводника: t = 0,03 (мм).

t_min=0,15+1,5*0,05+0,03=0,26 (мм)

Минимальное номинальное значение ширины проводника в соответствии с ГОСТ 23751-86 по четвертому классу точности равно .

t_max= t_min +(0,02 .... 0,06) (25)

t_max =0,255+0,02=0,28 ₍мм)

Определим расстояние между элементами проводящего рисунка.

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

S_1min = L_Э - [(D_max/2+ p)+ (t_max /2 + l)], (26)

где L_Э - расстояние между центрами рассматриваемых элементов:

L_Э=1,25(мм);

l- допуск на расположение проводников: l = 0,03 (мм).

S_1min=1,25-[(1,56/2+0,15)+(0,28/2+0,03)]=0,15(мм)

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

S_2min=L_Э -(D_max+2 p) (27)

S_2min=2,5-(1,56+ 2*0,15)=0,64 (мм)

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

S_3min=L_Э - (t_max+2l) (28)

S_3min=1,25-(0,275+2*0,03)=0,915 (мм)

Трассировка выполнена с учетом приведенных расчетов, параметры данного печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к печатным платам данного класса точности.

3.6.7 Описание конструкции. Модуль управления ходом испытаний труб относятся ко второму конструктивному уровню, выполнен в виде блока разъёмной конструкции, предназначенного для установки на вертикальной панели стойки.

Блок содержит семь модулей, выполненных в виде ячеек безрамочного исполнения с односторонним расположением элементов. Несущая конструкция является двухсторонней печатной платой, изготовленной комбинированно-позитивным методом из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм.омпоновка платы выполнена в соответствии с требованиями автоматического проектирования и изготовления.

Модули соединены между собой с помощью кросс-платы, на которой установлены ответные части разъемов.

Ячейки устанавливаются в каркас по направляющим. Каркас состоит из панели для крепления разъемов, направляющих для плат, прижимных планок и соединяющих их между собой стоек.

Для защиты от дестабилизирующих воздействий каркас закрыт защитным кожухом в форме параллелепипеда, изготовленного из листового металла.

Разъемы фиксируются с помощью прижимных планок.

Кожух крепится к основанию, на котором установлен каркас с помощью винтового соединения.

Прибор крепится в стойку винтами М6, электрическое соединение с остальными приборами осуществляется с помощью разъемов.

Основной способ электрического соединения ЭРИ на ПП - ‘пайка’.

Разъемы кросс-платы соединяются с внешними разъемами объемным монтажом проводом МПО 0,12 (ГОСТ 26606-85) любого цвета. Соединительные провода связываются в жгут. Защита паяных соединений осуществляется с помощью полихлорвиниловых трубок.

Конструкция прибора представлена на чертеже УИТС.406ХХХ.012СБ, электрическая схема модуля управления - УИТС.406ХХХ.012Э3, печатная плата - УИТС.758726.061

Данный корпус может быть легко собран и разобран для проведения профилактических или ремонтных работ.

4 расчет интегральной передаточной функции

4.1 Вводная теория

В теории систем с распределенными параметрами принято:

- выходная искомая величина, зависящая от четырех аргументов: - трехмерная пространственная координата, - время.

- входное возмущение.

Основное уравнение задачи:

где , - оператор дифференциального уравнения (форма записи выходной функции).

Для каждой задачи существуют два вида условий:

• Граничные условия: ;

• Начальные условия: .

- оператор граничных условий, т.е. значение функции на границе исследуемой области.

- оператор начальных условий, - значение функции в момент времени в области D в каждой точке.

Таким образом, чтобы решить задачу поиска функции в каж­дой точке области D, необходимы два условия: знание функции на границе в каждый момент времени и знание функции в каждой точке области в момент времени .

В общем виде задача решается очень редко. Поэтому вводят в рассмотре

ние так называемую стандартную форму записи задачи, когда граничные условия однородные и начальные условия нулевые:

Функция, которая сводит первую задачу к этой, называется стандартизирующей . Это такое хитрое входное возмущение, которое обнуляет граничные и начальные условия.

Существует и вторая функция, которая стандартизирует за­дачу. Это функция Грина.

С этой функцией задача принимает третий вид:

Если в качестве входного возмущения на СРП действуют ударная пространственная и временная функции, то выходной сиг­нал и будет функцией Грина.

Здесь - координата возмущения в момент времени ; - координата возмущения в области D в момент времени .

Решение задачи при наличии двух этих функций запишется в виде:

(29)

Существуют два частных случая общего решения.

• Статическая задача.

общий вид

нормальный вид

Грин

Решение записывается в виде:

(30)

В статической задаче функция Грина зависит только от про­странственных координат , а нормирующая функция только от .

• Задача, в которой присутствует только время, а значения функции в координатах области не меняются.

общий вид

нормальный вид

Грин

Решение записывается в виде:

(31)

Есть ещё третья функция для решения задачи: континуальная передаточная функция, записываемая в виде:

(32)

Континуальная передаточная функция есть преобразование по Лапласу от функции Грина. Она показывает отношение изображения по Лапласу выходной функции в точке отклика к возмущению точки .

Вводится теория структурного метода, в соответствии с которой:

(33)

где - изображение по Лапласу выходной величины;

- изображение по Лапласу от нормирующей функции.

(34)

где - изображение по Лапласу интересующего нас входного возмущения;

- остатки.

(35)

В большинстве случаев удается вынести за знак интеграла.

(36)

Интегральная передаточная функция (функция Власова) [3]:

(37)

4.2 Расчет передаточной функции Власова.

Дифференциальное уравнение системы:

(38)

Начальные условия:

Нормирующая функция:

(39)

Функция Грина:

(40)

Континуальная передаточная функция:

[4] (41)

Расчет передаточной для функции системы поддержания давления жидкости относится к классу полевых задач, где параметры распределены в пространстве и где координаты входного возмущения и выходного сигнала варьируются. Такие системы, у которых параметры зависят от времени и пространственных координат относятся к системам с распределенными параметрами.

К поставленной задаче применяем структурный метод исследования взаимосвязанных распределенных систем, поскольку этот метод дает наглядное представление сколь угодно сложной взаимосвязанной распределенной системы и позволяет единообразным способом описать распределенные системы с помощью импульсных переходных функций.

- радиальная деформация обечайки пневмогидроаккомулятора.