Основы проектирования электронных средств

1. Основы проектирования электронных средств

6 Тепловые и механические
характеристики конструкций

2. Тепловые и механические характеристики конструкций

20
6.3 Защита РЭС от механических
воздействий
Виды МВ:
1) Вибрации
периодич.
случайные
Простейший случай –
периодическая
гармоническая
вибрация:
Коэффициент
виброперегрузки
(виброперегрузка)
с постоянными
параметрами
с переменными
параметрами
A sin 2 ft
2
2 f2) ft
A sin 2 ft
A(sin
W
W
nв
g

3. Тепловые и механические характеристики конструкций

2) Удары
3) Линейные (центробежные)
ускорения
4) Акустический шум
И - интенсивность (уровень
силы) звука,
Р0 = 2∙10-5 Па - пороговый
уровень слышимости
на частотах 800-2000 Гц
5) Невесомость
6) Давление
Wуд
n уд
g
Wл
nл
g
P
И 20 lg
P0
21

4. Тепловые и механические характеристики конструкций

22
В ТЗ, как правило, приводятся характеристики МВ,
действующих на объекте установки РЭС, в виде норм
испытательных воздействий.
Задачи защиты РЭС от МВ:
обеспечить прочность РЭС в условиях МВ, т.е.
отсутствие разрушений и соударений ЭРЭ и
конструктивов при эксплуатации (прежде всего –
вибропрочность);
обеспечить устойчивость РЭС к МВ, т.е.
нормальное функционирование РЭС в условиях
помех и шумов, создаваемых механическими
воздействиями при эксплуатации (прежде всего –
виброустойчивость):
реальные значения характеристик МВ при эксплуатации
РЭС не должны превышать допустимых для ЭРЭ в местах
их установки;
как правило, исключить механические резонансы.

5. Тепловые и механические характеристики конструкций

23
Защита РЭС от МВ обеспечивается:
рациональным выбором ЭРЭ;
повышением прочности и жесткости
конструктивов:
выбором материала;
рациональной формой (ребра жесткости,
отбортовки);
переходом от работы материала на изгиб к работе
на растяжение/сжатие;
дополнительными элементами крепления и др.;
амортизацией (установкой на упругие опоры);
демпфированием (рассеянием механической
энергии).

6. Тепловые и механические характеристики конструкций

24
Колебательная система с одной
степенью свободы
Н/м
кг

7. Тепловые и механические характеристики конструкций

25
Область
эффективной
виброизоляции,
Э=(1-η)∙100%

8. Тепловые и механические характеристики конструкций

26
Расчет резонансных частот изделий низких
конструктивных уровней
ПУ, МЭУ и т.п. сводятся к расчетным моделям балок
или пластин с различными вариантами закрепления.
Балки и пластины имеют ряд форм/частот
собственных колебаний.
Обычно fоэ лежат в пределах 50...800 Гц .

9. Тепловые и механические характеристики конструкций

Вибродемпфирование ПУ, МЭУ
Применяется при широком спектре частот вибрации
объекта установки. Сравните:
возимые РЭС – f = 5...80 Гц;
ракетные РЭС – f = 10…3000 Гц .
Характеризуется величиной
механических потерь (КМП).
КМП демпфированной
конструкции
β′ - коэффициент
КМП исходной
недемпфированной
конструкции
КМП материала
конструктива
КМП демпфирующего материала
27

10.

Тепловые и механические характеристики конструкций
Амортизаторы
28
Характеристики:
номинальная величина статической нагрузки
Рном ;
Р
коэффициенты жесткости
kz, kx = ky ;
силовая характеристика Р(z), Р(x) = Р(y) ;
0
коэффициент динамичности при резонансе ηрез
или коэффициент демпфирования β ;
для равночастотных амортизаторов – fо при Рном .
Соединение:
параллельное
последовательное
Типовые амортизаторы:
- резинометаллические (АП, АКСС...);
- пружинные с воздушным
демпфированием (АД...);
- пружинные с фрикционным
демпфированием (АФД, АПН...)
- цельнометаллические (ДК, АЦП...);
- комбинированные (пружинно-поролоновые
и др.)
Изучить их конструкции!
z

11.

Тепловые и механические характеристики конструкций
28а
Амортизатор
резинометаллический
типа АП

12.

Тепловые и механические характеристики конструкций
28б
Амортизатор пружинный
с воздушным
демпфированием
типа АД

13.

Тепловые и механические характеристики конструкций
28в
Амортизатор пружинный
с фрикционным
демпфированием
типа АПН
f, Гц

14.

Тепловые и механические характеристики конструкций
28г
Амортизатор
цельнометаллический
типа АЦП

15.

Тепловые и механические характеристики конструкций
Системы амортизации
Применяют амортизационные рамы
РЭС устанавливают обычно на
4, 6, 8 амортизаторов,
применяя различные схемы
монтажа (изучить!)
29

16.

29а

17.

Тепловые и механические характеристики конструкций
Системы амортизации
Применяют амортизационные рамы
РЭС устанавливают обычно на
4, 6, 8 амортизаторов,
применяя различные схемы
монтажа (изучить!)
Если схема монтажа определена,
как рассчитать систему амортизации?
29

18.

Тепловые и механические характеристики конструкций
Системы амортизации
Применяют амортизационные рамы
РЭС устанавливают обычно на
4, 6, 8 амортизаторов,
применяя различные схемы
монтажа (изучить!)
29

19.

Тепловые и механические характеристики конструкций
Защита амортизированного РЭС от ударов
Коэффициент
амортизации
удара
«Настройка»
системы
30

20.

Принцип расчета амортизированного РЭС
на воздействие ударов

21. Крепление блока на амортизационной раме

22. Конструкция узла крепления