Расчёт основных параметров печатной платы и обоснование экономических показателей при её внедрении, страница 12

 кг, где  m_i – масса i-го ЭРИ i-го типа;

N_i – количество ЭРИ i-го типа;

K_a – коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по формуле

.

Здесь k = 22,37, = 1,  = 0,48,  = 0,19 – коэффициенты, соответствующие заданному способу закрепления сторон ПП.

Таким образом, собственная частота рассматриваемого элемента конструкции

ƒ₀ = 370,69 Гц, что значительно превышает частоты действующих на конструкцию вибраций.

2.2. Определение коэффициента динамичности.

Для случая кинематического возбуждения, когда источник вибрации находиться вне ЭА, коэффициент динамичности рассчитывают по следующей формуле:

, где  = 0,01 показатель затухания для стеклотекстолита;

 - коэффициент расстройки.

Найдём  для максимальной частоты действующей вибрации:

.

Здесь  = 200 Гц – максимальная частота действующей вибрации.

Для остальных частот действующей вибрации коэффициент расстройки будет меньше и соответственно коэффициент динамичности будет ближе к 1.

2.3. Определение амплитуды вибросмещения основания.

Найдём амплитуду вибросмещения основания для максимальной частоты возбуждения по следующей формуле:

м.

2.4. Определение виброускорения и виброперемещения ЭРИ.

Виброускорение и виброперемещение определим для элемента К2 – реле РЭС80, расположенного практически в центре ПП, и, следовательно, нагрузки на который будут максимальны.

Найдём относительные координаты центра элемента К2.

;                       .

Коэффициент передачи по ускорению рассчитывается по следующей формуле:

, где = 1,29; = 1,28 – коэффициенты формы колебаний.

Подставляя численные значения, получим:

.

Определим виброускорение:

 м/с².

Выразим виброускорение в единицах g:

= 3,2g, где g = 9,81 м/с².

Определим виброперемещение:

м.

2.5. Определение максимального прогиба ПП.

Будем считать виброперемещение элемента К2 максимальным по ПП. Тогда максимальный прогиб ПП определяется по следующей формуле:

м.

2.6. Проверка выполнения условия вибропрочности.

2.6.1. Для элемента К2.

Действующее на элемент К2 при максимальной частоте вибраций виброускорение

= 3,2g меньше допустимого на этот элемент. Следовательно, условие вибропрочности выполняется.

Поскольку рассматриваемый элемент К2 находиться в наихудших условиях (в условиях максимальной нагрузки), можно считать, что условие вибропрочности выполняется и для остальных ЭРИ.

2.6.2. Для печатной платы с ЭРИ.

Допустимы прогиб ПП определяется по формуле

.

Для обеспечения вибропрочности ПП необходимо выполнение следующего условия:

, где b = 240 · 10^-3 м – сторона ПП, параллельно которой установлены ЭРИ.

Допустимы прогиб равен

м.

Подставляя числовые значения, получим:

.

Максимальный прогиб ПП меньше допустимого, следовательно, условие вибропрочности выполняется.

Вывод: виброускорение и максимальное относительное перемещение меньше допустимых для ЭРИ ячейки, и таким образом, удовлетворяются требования ТЗ на вибропрочность ячейки. Следовательно, дополнительных конструктивных мер по повышению жесткости ПП на данном этапе расчёта не требуется.

Управлять жесткостью ПП можно выбором способа закрепления ПП, геометрических размеров, соотношения сторон, применением ребер жесткости, обечаек, рамок. Повышение жесткости ПП ведёт к смещению частоты свободных колебаний за верхнюю границу диапазона частот внешних воздействий и позволяет исключить резонансные явления.

3. Расчёт на действие удара

ПП в составе ячейки и блока может подвергаться ударным воздействиям при эксплуатации, транспортировке, монтаже и т.д. При ударе ПП и ЭРИ испытывают нагрузки в течение малого промежутка времени и больших значениях ускорений, что может привести к значительным их повреждениям. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного импулься.

Форма реального ударного импульса определяется зависимость ударного ускорения от времени. При расчётах реальную форму заменяют эквивалентной: например, прямоугольной, треугольной и т.д.