Лекции.ИНФО


Анализ прочности печатного узла при воздействии ударов.



В результате воздействия одиночного удара или последовательности ударов элементы и узлы конструкции приходят в колебательное движение. Напряжения и деформации, возникающие при этом, могут достигать больших значений, что может привести к потере прочности и жесткости.

Проверим прочность платы при воздействии на корпус блока ударного импульса синусоидальной формы.

Исходные данные:

Амплитуда ударного импульса прямоугольной формы – = 150 м/с2

Длительность удара – от 2 до 15 мс

Частота собственных колебаний платы - f0 = 46,2 Гц.

Общая масса платы и микросхем – m = 18,7 г = 18,7۰10-3 кг

Высота платы – L = 174 мм = 0,165 м

Толщина платы – h = 1,5 мм;

Ширина полосы платы – b = 17,5 мм;

Статическая сила - Рст = 0,183 Н

Допускаемое напряжение в опасном сечении - [σ]д = 10 МПа

Решение.

1. Определение коэффициента динамичности.

Коэффициент динамичности достигает максимального значения при τ = 15 мс

μу мах = =1.71

=0.73

2. Определение максимального ускорения.

= μу мах۰ = 1.71۰150 = 256.5 м/с2

3. Определение динамической силы, действующей на плату при ударе.

Рд = m = 18,7۰10-3 ۰256.5 = 4,8 Н

4. Определение полного изгибающего момента от статических и динамических сил.

Му мах = РΣ L / 4 = (Рст + Рд) L /4 = (0,183 + 4,8)۰ 0,165 / 4 = 0,2 Нм

5. Определяем полное напряжение изгиба в опасном центральном сечении платы.

σмах = Му мах / Wу = Му мах۰ 6 / b h2 = 0,2۰6 / 17,5۰10-3۰(1,5۰10-3)2 = 30,5 МПа

Вывод: условие прочности платы при ударе не выполняется, т.к.

σмах = 30.5 МПа > [σ]д = 10 МПа.

 

 

Анализ жесткости печатного узла при воздействии удара.

Необходимо проверить жесткость платы при ударе. Допустимый прогиб

платы в центральном сечении – [w] = 0,01 L = 1,65 мм;

Решение.

1. Определение максимального динамического перемещения середины платы.

Wд = z1 m = μу мах / ω02 =1.71 ۰150 / (2 ۰3,14۰ 46,2)2= 3,05۰10-3 м = 3,05 мм

2. Статический прогиб платы под действием собственного веса и веса микросхем

wст = Рст L3 / 48 E Jy = 0,183۰ 0,1653 / 48۰30۰109۰4,92۰10-12= 0,14۰10-3м=0,12 мм

3. Определение полного прогиба центрального сечения платы

w мах = wст + wд = (0,12 + 3,05)۰10-3 = 3,17۰10-3 м = 3,17 мм

Вывод: условие жесткости при ударе не выполняется, т.к.

w мах = 3,17 мм > [w] = 2 мм.

Заключение.

Выполненные расчеты показали, что несущие конструкции спроектированного электронного модуля обладают достаточной прочностью и жесткостью при статическом нагружении и недостаточной прочностью и жесткостью при динамическом воздействии вибраций и удара.

Общим методом повышения виброударопрочности и жесткости НК

электронных модулей является использование рациональных поперечных

сечений элементов и узлов НК. Критерием рациональности является наибольшее значение удельного момента сопротивления Wуд сечения.

Для повышения значения Wуд целесообразно использовать пустотелые

конструкции и элементы, вытянутые в направлении действия нагрузки, а

также ребра жесткости, отбортовки и выдавки.

При динамических воздействиях наиболее "слабым" элементом модуля является печатная плата, закрепленная в НК. Наибольшие напряжения идеформации возникают в плате при резонансе, когда коэффициент динамичности достигает своего максимального значения.

Одним из способов повышения жесткости является изменение способа крепления платы в НК. Целесообразно использовать в качестве закрепления жёсткое защемление платы в НК, что повышает коэффициент жесткости с в 4 раза. При этом соответственно в 2 раза повышается собственная частота f0 и плата, как правило, выходит из зоны резонанса.

Жесткость платы можно повысить путем установки ребра жесткости, которое должно проходить через центр платы и располагаться параллельно короткой стороне. Тот же эффект может быть получен введением дополнительной центральной точки крепления платы. Однако использование этих прямых конструктивных способов повышения жесткости уменьшает полезную площадь платы и усложняет конструкцию модуля.

Частоту f0 можно повысить путем увеличения толщины платы. Однако переход от стандартной толщины 1,5 мм на большую толщину приводит в ряде случаев к необходимости замены типа микросхем и усложняет изготовление платы.

Повышение частоты fQ путем уменьшения массы микросхем, установленных на плате, малоэффективно. Например, снижение массы (числа) микросхем в 2 раза повышает частоту fo всего на 16 %.

Наиболее эффективным способом снижения коэффициента динамичности является нанесение на плату виброзащитного покрытия с большим значением коэффициента механических потерь γ. Однако использование виб-розащитного покрытия ухудшает теплоотвод от электрорадиоэлементов и делает плату неремонтопригодной.

Использование того или иного способа защиты или нескольких способов одновременно зависит от условий эксплуатации и ремонта, серийности производства, стоимости, требований надежности и выбирается индивидуально для каждого типа изделия.

 

 

Список литературы.

  1. Несущие конструкции РЭА: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Прикладная механика»./ Сост: Ю.Н.Исаев, Г.Ф.Морозов, М.Д.Стерльцова; ГЭТУ – С-Пб 1993.
  2. Несущие конструкции РЭА/ Под редакцией П.И.Овсищева; Радио и связь 1988.
  3. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочное пособие / Э.Т.Романычева и др.; Радио и связь 1984.
  4. В помощь радио любителю вып.109 под ред. М.Е.Орехова; изд. Патриот 1991.
  5. Справочник по сопротивлению материалов. Г.С.Писаренко, А.П. Яковлев, В.В.Матвеев. 1998

 

 









Читайте также:

  1. A. Притяжения и отталкивания, силы отталкивания больше на малых расстояниях, чем силы притяжения. Б. Притяжения и отталкивания, силы отталкивания меньше на малых расстояниях, чем силы притяжения.
  2. Adjective and adverb. Имя прилагательное и наречие. Степени сравнения.
  3. D. Правоспособность иностранцев. - Ограничения в отношении землевладения. - Двоякий смысл своего и чужого в немецкой терминологии. - Приобретение прав гражданства русскими подданными в Финляндии
  4. D. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ГААГСКОМУ СОГЛАШЕНИЮ
  5. F70.99 Умственная отсталость легкой степени без указаний на нарушение поведения, обусловленная неуточненными причинами
  6. F71.98 Умственная отсталость умеренная без указаний на нарушение поведения, обусловленная другими уточненными причинами
  7. I Использование заемных средств в работе предприятия
  8. I. Методические принципы физического воспитания (сознательность, активность, наглядность, доступность, систематичность)
  9. I. О НОВОПРИБЫВШИХ ГРАЖДАНАХ.
  10. I. Предприятия крупного рогатого скота
  11. I. Придаточные, которые присоединяются непосредственно к главному предложению, могут быть однородными и неоднородными.
  12. I. СИЛЬНЫЕ СТОРОНЫ ПРЕДПРИЯТИЯ


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 86;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная