Оценка вибропрочности ФЯ

2.3 Оценка вибропрочности ФЯ

Для оценки вибропрочности ФЯ выберем наихудшие условия транспортировки или эксплуатации. Проектируемое устройство может использоваться как в переносных так и стационарных системах, транспортировка осуществляется авиатранспортом.

Авиатранспорт имеет значения перегрузки в диапазоне 0.1…20 и частоту вибрации 5…2000Гц. Вес ячейки 0.4022Н.

Рамка ФЯ выполнена из алюминиевого сплава В95 с константами упругости , коэффициент Пуассона , толщина планок рамки 0.8мм.

Печатная плата крепится к рамке с помощью антивибрационного компаунда КТ-102 по всей поверхности прилегания. Материал платы – стеклотекстолит СФ-2Н-50-0,8, толщиной, соответственно, 0.8мм и , .

Влияние подложек на жесткость ФЯ несущественно, ими пренебрегаем.

Произведем оценку наиболее опасной при воздействии вибрации частоты механического резонанса ФЯ, путём выбора сечений с заведомо малым моментом инерции сечения.

Рассчитаем вибропрочность для поперечного сечения А-А, состоящего из элементарных прямоугольных фигур.

Зная цилиндрическую жесткость ФЯ: , определим жесткость печатной платы:

Для оценки жесткости рамки  вычислим момент инерции сечения А-А. Для этого найдём моменты инерций сечений фрагментов:

 

Для определения момента инерции сечения А-А необходимо предварительно определить координату  центра тяжести сечения А-А и расстояния  между центром тяжести сечения А-А и центрами тяжести фрагментов 1, 2, 3.

Учитываем что фрагменты встречаются несколько раз.

 

Момент инерции сечения А-А:

Цилиндрическая жесткость рамки ФЯ

,

где  - определяющий линейный размер, длина сечения.

Получаем жесткость на изгиб .

Для определения  найдем массу единицы площади ФЯ

Коэффициент закрепления ФЯ при

Частота механического резонанса  ФЯ будет равна

Проверим вибропрочность, принимаем коэффициент динамичности ФЯ , тогда из графика на рис.8 для  найдем допускаемую перегрузку ФЯ.

Допустимая перегрузка ФЯ ›100, что выше значения заданного в ТЗ равное 20.

Теперь проведём расчёт вибропрочности для сечения B-B. Представим сечение В-В состоящим из двух прямоугольных фигур.

Проведём расчёт вибропрочности сечения В-В аналогично сечению А-А

Найдём моменты инерций сечений фрагментов:

 

Центр тяжести фрагмента сечения В-В

Момент инерции сечения В-В:

Цилиндрическая жесткость рамки ФЯ

,

где  - определяющий размер, длина сечения..

Получаем жесткость на изгиб .

Для определения  найдем массу единицы площади ФЯ

Коэффициент закрепления ФЯ при

Частота механического резонанса  ФЯ будет равна

Проверим вибропрочность, принимаем коэффициент динамичности ФЯ , тогда из графика на рис.8 для  найдем допускаемую перегрузку ФЯ, ›100, что выше значения заданного в ТЗ равное 20.

3. Оценка теплового режима

 

3.1 Выбор компоновочной и тепловой схемы ФЯ

Корпус рамки ФЯ выполнен из алюминиевых сплавов, покрытых лаком черным матовым, имеющий степень черноты т  (Л2, П8.2).

При оценивании теплового режима конструкции будем считать, что теплообмен между корпусом и внешней средой осуществляется конвекцией, кондукцией (минимальная) и излучением, а передача тепла от МСБ к корпусу осуществляется кондукцией, излучением через «воздушный» зазор и конвекцией. Поверхность корпуса считаем изотермической. Тепловая схема блока представлена на рис. 10.