Разработка влагомера для блока отображения информации бортового радиолокационного комплекса, страница 4

Условие динамической и статической прочности выполняются, следовательно, примененный способ крепления обеспечивает работоспособность радиоэлемента в заданных условиях эксплуатации.

4 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Печатный узел обладает собственной резонансной частотой колебаний f₀, зависящей от таких параметров, как габариты, масса, способ крепления и т. д.

При расчете собственной частоты колебаний печатный узел уподобляем пластине (т. к. размеры сторон печатной платы приблизительно равны) с равномерно распределенной нагрузкой и точечным способом креплением.

Общее количество ЭРЭ  n=31

        Толщина печатной платы H_п=1мм.

Длина печатной платы, а = 60 мм.

Ширина печатной платы, b = 68 мм.

1. Определяем массу печатной платы по формуле:

, где

 – плотность материала основания (для стеклотекстолита )

2. Определяем суммарную массу навесных элементов печатного узла:

кг

3. Определяем распределенную по площади массу:

 кг/м²

4. При точечном способе крепления печатного узла и равномерно распределенной нагрузке собственная частота колебаний пластины определяется по формуле:  

, где

 - коэффициент, зависящий от способа крепления,

Е= - модуль упругости материала основания.

5. Рассчитываем коэффициент расстройки  ν:

По полученному значению собственной частоты колебаний, определив ν, проверим выполнение условия:

Условие не выполняется, следовательно, печатный узел не работает в резонансной зоне.

6. Определяем амплитуду смещения платы на собственной частоте колебаний:

 

7. Вычисляем показатель затухания для стеклотекстолита, приняв логарифмический декремент колебаний =0,1:

,

          тогда коэффициент передачи η будет равен:

8. Амплитуда смещения платы на максимальной частоте вибрации составит:

Считая печатную плату балкой по короткой стороне b, выберем расчетную модель. Нашему способу крепления соответствует случай, показанный на рис. 7.

Рис.7. Расчетная модель печатного узла

9. Вычислим допускаемые напряжения в опасном сечении из условия статической прочности, приняв коэффициент запаса n=5 (принимается от 3 до 5);

10. Вычисляем допускаемый прогиб платы, приняв коэффициент k_A=0,021

Проверяем выполнение неравенства:

А [А_ст]

Это условие выполняется.

11. Из условия динамической прочности, приняв      

σ_-1=0,3σ_в,

k_σ=1,5,

n=2,

вычисляем допускаемые напряжения:

12. Определяем допускаемый прогиб платы:

Проверяем выполнение неравенства для условия динамической прочности:

А [А_дин]                                   

Условие выполняется. Исходя из того, что условие прочности для печатной платы выполняется, можно сделать вывод, что выбранный способ крепления платы соответствует тем условиям, в которых будет эксплуатироваться данный прибор. И нет необходимости в повышении жесткости и прочности узла.

5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Выполним расчет тепловой характеристики блока при естественной конвекции.

Исходные данные:

L₁ = 120 мм = 0,12 м – длина корпуса;

L₂  = 85 мм = 0,085 м – ширина корпуса;

L₃ = 0,035 м – высота корпуса;

L₄= 2 мм = 0,002 м – толщина стенок корпуса;

h₁ = 25 мм = 0,025 м – расстояние от верхней стенки корпуса до нагретой зоны;

h₂ = 6 мм= 0,006 м – от нижней стенки;

h₃ = 5 мм = 0,005 м – высота нагретой зоны;

Все внутренние и наружные поверхности устройства окрашены черной глифталевой эмалью, степень черноты которой ε = 0,92. Температура окружающей среды  t_с = 20 ^оС. Мощность, потребляемая устройством от сети
Р =4,5 Вт.

1. Предварительно рассчитываем геометрические размеры влагомера:

Площадь крышки (дна) влагомера:

S_в = S_н =L_1*L₂ = 0,12*0,085=0,0102м²

Площадь боковой поверхности зарядного устройства:

S_б = L_{3 *}2(L₁+L₂) = 0,035_*2(0,12+0,085) =0,01435 м²

Площадь поверхности нагретой зоны в области 1 и 2: