Расчет механической прочности платы

3 Расчет механической прочности платы

Компоновка конструкции способ размещения в определенном пространстве комплектующих элементов и их связей. Компоновку конструкции можно разделить на два уровня: функционально каскадный и функционально узловой. Необходимо минимизировать объем конструкций и ее вес, при сохранении точности выполнения основных функций. Учитывая то факт, что проектируемое изделие содержит одну плату, выбираем функционально каскадный метод, включающий в себя замену одного или нескольких элементов на плате, то есть низшим звеном компоновки конструкций функционально каскадному методу является ЭРЭ.

Выбираем наиболее приемлемы для условия эксплуатации данного изделия вариант конструкции печатной платы, которая приводится на рисунке ….

S₁’;S₁ -зона внедрения;

S₂’;S₂- зона коммутации и контроля;

S₃- зона функциональная.

Расчет габаритов печатной платы.

Таблица … - типовые размеры, количество ЭРЭ

Определим общую площадь занимаемых элементов.

n- количество элементов

2.Определим площадь платы

Определяем коэффициент заполнения

Габаритные размеры печатной платы лежа в пределах регламентируемых ГОСТ 10317-79.

Соотношение размеров сторон печатной платы не более 3/1. размеры должны быть кратными 2,5 при L=100мм. Диаметр монтажных отверстий должны выбираться из ряда 0,4; 0,5; … через 0,1 до 3-х мм, за исключением 1,9; 2,9мм. Центр отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки.

Печатная плата расположена в корпусе и закреплена в 4-х точках.

a – длина платы 0.1 м;

b – ширина платы 0.06 м;

h – толщина платы 0.0015 м;

ρ – плотность платы 1.83 г/см³;

Е – модуль Юнга 2*10⁹;

ع - коэффициент Пуассона 0.22

Найдем соотношение сторон платы

β=a/b=1

Рассчитаем вспомогательный коэффициент α₁

α₁=9.87· (1+β²)=9.87· (1+1²)=11.87

Рассчитаем цилиндрическую плоскость платы

Определяем массу элементов, установленных на печатной плате

Таблица … масса элементов, располагаемых на печатной плате

8. Определяем массу платы

Определяем приложенную массу к площади печатной платы

Определяем частоту основного тона колебания

Рассчитываем стрелу прогиба

α'₁= α'_доп·a²=0.01·55·10^-3=0.55·10^-3 (м)

где α'_доп=0.01, согласно ГОСТ 10317-79

Рассчитываем реальный прогиб

где - коэффициент, зависящий от способа крепления платы 0.084

q – распределительная нагрузка, которая определяется по формуле

Вывод: так как α’< α’_max, то плата выдержит механические перегрузки.

Надежность РПУ

В настоящее время актуализация задачи повышения качества РТУ диктуется острой конкурентной борьбой на рынке конкурентных товаров.

Одной из основных проблем повышения качества продукции является повышение надежности работы изделия.

Надежность – свойство изделия выполнять все заданные функции в определенных условиях эксплуатации, при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Она зависит от количества и качества, входящих в изделия условий, в которых они эксплуатируются (температура, давление, вибрация, влажность). Надежность включает в себя качественные характеристики, такие как безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость.

При анализе надежности, при выборе показателей, существенное значение имеет решение, которое должно быть принято при отказе изделия. Для показателей надежности характерны две формы представления: вероятная и статистическая.

Для вероятней формы характерны критерии надежности:

вероятность безотказной работы в течении заданного времени P(t);

среднее время на работу и отказ T₀;

интенсивность отказов λ(t);

частота отказа α(t);

При расчете надежности необходимо учитывать:

справедлив экспоненциальный закон надежности;

отказы элементов взаимнонезависимы;

В этом случае расчет надежности изделия осуществляется с учетом таких параметров, как:

коэффициент нагрузки K_н;

коэффициент, зависящий от назначения РПУ (К’=1 – для бытовой аппаратуры, К’=10 – для радиотехнических систем летательных аппаратов);

При экспоненциальном законе распределения времени, возникновения отказов, зависимость между основными характеристиками надежности определяется следующими соотношениями :

P(t)=e ^-λ(t);

T₀=1/ λ(t)

Рассчитаем среднее время исправной работы устройства Т₀ и вероятность отказов его через каждые 2000 часов, при этом полагается, что Т₀ не менее 20000 часов.

Расчет интенсивность отказов проводится по формуле:

где К – количество однородных элементов с одинаковыми размерами;

n_i – количество итых элементов.

Проведем расчет интенсивности отказов с учетом того, что К_н и коэффиециент, характеризующий условия применения, входящее в интенсивность отказов элементов.

Интенсивность отказов каждого ЭРЭ приводится в таблице

Таблица - Наименование ЭРЭ интенсивность отказов

1. Определим общую интенсивность отказов РТУ:

2. Определим среднею наработку на отказ:

T₀=1/λ_Σ=1/9,25*10^-6=80000 (ч)

3. Определим вероятность без отказной работы через 20000 часов:

P(t)=e^-t/To

P(t1)=e^-2000/80000=0.981

P(t2)=e^-4000/80000=0.960

P(t3)=e^-6000/80000=0.941

P(t4)=e^-8000/80000=0.932

P(t5)=e^-10000/80000=0.913

P(t6)=e^-12000/80000=0.946

P(t7)=e^-14000/80000=0.877

P(t8)=e^-16000/80000=0.860

P(t9)=e^-18000/80000=0.851

P(t10)=e^-20000/80000=0.834

4. Рассчитаем вероятность отказа Q(t):

Q(t)=1-P(t)

Q(t1)=1-0.981=0.02

Q(t2)=1-0.960=0.04

Q(t3)=1-0.941=0.06

Q(t4)=1-0.932=0.07

Q(t5)=1-0.913=0.09

Q(t6)=1-0.946=0.054

Q(t7)=1-0.877=0.123

Q(t8)=1-0.860=0.14

Q(t9)=1-0.851=0.15

Q(t10)=1-0.834=0.017

Похожие работы

Разработка конструкции и технологии изготовления измерителя емкости

Скачать

65704

6

2

... ; ·  транзисторы; ·  разьемы; 4)  пайка 5)  очистка ПП; 6)  маркировка; 7)  контроль; 8)  настройка. Разработанная технология сборки приведена в приложении. Заключение В результате работы над курсовым проектом была разработана конструкция прибора измерителя емкости, которая полностью отвечает современным эргономическим, массогабаритным и функциональным требованиям, а также другим ...

Разработка печатной платы устройства управления питания компьютерной системы

Скачать

34672

3

0

устройств вычислительной техники. Задачи проекта: Разработать печатную плату устройства управления питания компьютерной системы, произвести выбор и обоснование технологического процесса изготовления печатной платы, с исходными данными к проекту: схема электрическая принципиальная. Объём и содержание расчётно-пояснительной записки и графических работ произвести согласно техническому заданию. ...

Блок интерфейсных адаптеров

Скачать

183285

12

5

... : ¾   температура, °С +25±10; ¾   относительная влажность воздуха, % 45...80; ¾   атмосферное давление, мм рт. ст. 630...800. Так как блок интерфейсных адаптеров предназначен для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных значений климатических факторов указанные выше принимают нормальные значения ...

Разработка микшерного пульта

Скачать

45132

11

23

... транзисторы типа КТ 361. Это маломощные транзисторы, идеально подходят для включения цепи со светодиодом, которая не потребляет много тока. 3. Разработка конструкции   3.1 Концепция построения конструкции Конструкция микшерного пульта, проектируемого в данном дипломном проекте, представлена одной конструкторской единицей в форме параллелепипеда с наклонной передней панелью для лучшей ...