Расчет на воздействие вибрации

 

Целью расчета конструкции РЭА при действии вибрации является определение действующих на элементы изделия максимальных перегрузок и перемещений.

Периодическая вибрация характеризуется спектром (диапазон частот), виброускорением, перегрузкой. Коэффициент перегрузки п, амплитуда виброускорения а, и виброперемещения S, связаны между собой соотношениями:

 

 

Исходными данными при расчете на вибрацию являются: частота вибрации (диапазон частот), Гц; масса блока (части блока); коэффициент перегрузки.

При расчете ПП с ЭРЭ задается (определяется) масса ПП и масса ЭРЭ.

Исходные данные для расчета:

Диапазон вибрационных воздействий: , ;

Коэффициент перегрузки: ;

Длина платы: ;

Ширина платы: ;

Толщина платы: ;

Коэффициент Пуассона материала ПП: ;

Модуль упругости материала ПП:

Удельный вес материала ПП: ;

Плотность материала ПП: .

Последовательность расчета следующая:

1. Определяем частоту собственных колебаний. При условии равномерного нагружения ПП по ее поверхности ЭРЭ:

 

,

 

где:

-ускорение свободного падения;

-длина ПП;

-толщина ПП;

 - удельный вес материала ПП;

 

,

 

где:

-масса ЭРЭ;

 

-масса ПП;

 

где:

-длина ПП;

-ширина ПП;

 - толщина ПП;

-плотность материала ПП;

;

;

-коэффициент, зависящий от способа закрепления ПП;

Для случая защемления платы по контуру:

 

 - цилиндрическая жесткость;

где:

 - модуль упругости материала ПП;

 - коэффициент Пуассона материала ПП;

;

 

.

 

2. Находим амплитуду колебаний (прогиб) ПП на собственной частоте при заданном коэффициенте перегрузки п по формуле:

 

;

 

где:

 - коэффициент перегрузки;

 - частота собственных колебаний ПП.

.

3. Определяем коэффициент динамичности , показывающий, во сколько раз амплитуда вынужденных колебаний на частоте отличается от амплитуды на частоте :

 

;

 

где:

 - показатель затухания колебаний (для стеклотекстолита при напряжениях, близких к допустимым, принимают );

 

 - коэффициент расстройки;

Вычислим при :

 

4. Находим динамический прогиб в геометрическом центре ПП при ее возбуждении с частотой : ; ;

5. Определяем эквивалентную этому прогибу равномерно распределенную динамическую нагрузку :

 

;

 

и максимальный распределенный изгибающий момент, вызванный этой нагрузкой:

 

;

 

где:

C₁ и C₂ - коэффициенты, зависящие от размеров ПП и способа ее закрепления.

Для защемления ПП по контуру на a/ b £3 значения C₁ и C₂ определяются по формулам:

C₁=0,0012+0,04 lg (a/b), C₂=0,0513+0,108 lg (a/b).

; ;

; ;

 

6. Находим максимальное динамическое напряжение изгиба ПП:

 

; ;

 

7. Условия вибропрочности выполняются, если s _mах £ [ s ],

 

;

 

где:

s-1 - предел выносливости материала ПП, для стеклотекстолита,

s-1=105 Мпа;

n _s=1,8 - допустимый запас прочности для стеклотекстолита.

;

Вывод: условие вибропрочности для ПП выполняется, так как s _mах< [ s ]

Вывод

 

В результате выполнения конструкторской части дипломного проекта была разработана оптимальная конструкция модуля, произведены расчеты конструкции на воздействие удара и вибрации. Результаты данных расчетов выявили высокую прочность и стабильность модуля. По результатам расчета конструкции на надёжность среднее время безотказной работы блока составило 19900 часов, а вероятность безотказной работы 86%.

Также в рамках конструкторской части были разработаны следующие чертежи: схема структурная блока и модуля (на основании схем электрических принципиальных и описании принципа функционирования); сборочные чертежи блока, а так же деталировка.

Технологическая часть

 

Введение

 

Технология изготовления РЭС постоянно развивается и жесткая конкуренция на рынке сбыта заставляет модернизировать технологические процессы.

Уровень развития электроники требует все большей автоматизации и роботизации изготовления электронной аппаратуры. Примером этого служит переход на поверхностный монтаж электрорадиоэлементов, т.к. он позволяет полностью автоматизировать процесс сборки печатных плат и соответственно значительно сократить ее трудоемкость.

В процессе изготовления субблока модуля управления мультиплексора передачи сигналов, как и любого РЭС, самой трудоемкой является сборка платы, поэтому в данном дипломном проекте разрабатывается технологический процесс именно для этой операции.

При выполнении технологической части дипломного проекта необходимо: оценить технологичность субблока, разработать технологический процесс сборки платы субблока, произвести аттестацию технологического процесса, разработать методы настройки и контроля на основании перечня контролируемых параметров, рассмотреть вопросы мер безопасности и требования к рабочему месту.