Расчёт основных параметров печатной платы и обоснование экономических показателей при её внедрении, страница 13

За амплитуду ударного импульса принимают максимальное ускорение при ударе.

Длительностью ударного импульса является интервал времени, в течение которого действует ударный импульс.

Конструкции всех элементов ЭА, работающие в условиях ударов, в том числе и ПП с ЭРИ, должны отвечать требованиям ударопрочности и удароустойчивости.

Ударопрочность – способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах после воздействия ударов.

Удароустойчивость – способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия ударов.

Конструкция ЭА отвечает требованиям ударопрочности, если перемещение и ускорение при ударе не превышает допустимых значений, а элементы конструкции обладают запасом прочности на изгиб.

Исходными данными при расчёте являются: масса ПП и ЭРИ, геометрические размеры ПП, характеристика материала ПП (плотность, модуль упругости, коэффициент Пуансона), длительность удара , ускорение  или перегрузки при ударе, частота ударов .

Целью расчёта является проверка условий ударопрочности. Условия примера те же, что и при расчёте на вибропрочность, кроме некоторых исходных данных.

Исходные данные: длительность удара мс; ускорение м/с²; частота мин^-1.

Решение.

3.1. Определение условной частоты ударного импульса.

Определяем условную частоту ударного импульса для наихудшего случая:

с^-1.

3.2. Определение коэффициента передачи при ударе.

Коэффициент передачи при ударе для полусинусоидального импульса

где  -коэффициент расстройки;

 = 370,69 Гц – частота собственных колебаний.

3.3. Определение ударного ускорения.

Ударное ускорение рассчитывается по следующей формуле:

м/с², где - амплитуда ускорения ударного импульса.

Выразим ударное ускорение в единицах g:

.

3.4. Определение максимального относительного перемещения.

Максимальное относительное перемещение

м.

3.5. Проверка выполнения условий ударопрочности.

3.5.1. Для ЭРИ.

Минимально допустимая ударная перегрузка для ЭРИ

,

.

Следовательно, условие ударопрочности выполняется.

3.5.2. Для ПП с ЭРИ.

Условие ударопрочности:

В нашем случае

Вывод: ударное ускорение и максимальное относительное перемещение меньше допустимых для ЭРИ и ячейки, таким образом, удовлетворяется требование ТЗ на воздействие удара. Следовательно, дополнительных конструктивных мер защиты от ударных воздействий не требуется.

4. Расчёт теплового режима

Одним из важнейших факторов, определяющих эксплуатационную надежность ЭА, является тепловой режим, обеспечение которого связано с выбором таких конструкций блока, ячейки и ПП, которые бы не препятствовали, а способствовали рассеиванию теплоты в окружающую среду. Это особенно актуально в связи с постоянным ростом функциональной, конструктивной сложности, тепловыделения ЭРИ, отношения выделяемой тепловой энергии к рассеиваемой в окружающее пространство и повышения температуры внутри ЭА, которое способствует увеличению интенсивности отказов ЭРИ за счет превышения допустимого нагрева ЭРИ.

Для электронной аппаратуры наиболее жестким является стационарный тепловой режим, при котором температура и перегрев имеют максимальные значения. Поэтому целью теплового расчета является определение температур нагретой зоны и температуры наиболее критичного элемента, т.е. ЭРИ,  допустимая положительная температура, которого имеет наименьшее значение среди всех ЭРИ, образующих нагретую зону.

Тепловой расчет проводят обычно на уровне блока, в который может входить несколько ячеек, что значительно усложняет и без того громоздкий расчет. Поэтому рассмотрим пример расчета стационарного теплового режима блока при естественной конвекции с целым рядом упрощений, например, что в блоке размещена одна ячейка; вид охлаждения – естественная конвекция и др.

Расчет теплового режима блока условно можно разделить на три этапа: