Разработка конструкции пульта оперативной связи (ПОС), страница 15

Масса платы определяется по формуле:

                           М = М_пп + М_эрэ (3.1.),

 Где М_пп - масса пластины

                             М_пп = а х b х h х r( 3.2.),

Где    а - длинная сторона платы,

          b - короткая сторона платы,

          h - толщина платы h = 1,5 х  

         r - удельная плотность материала платы r = 1,8 х   

Расчет вибропрочности ( виброустойчивости ) начинается с расчета собственной частоты колебаний элемента конструкции ( в данном случае - платы ). Расчет производится по соответствующей выбранной расчетной модели.

Собственная частота рассчитывается по формуле:

  (3.3)

                                                         Д=0,09хЕх                  

                                                              (3.4)

                                                                            (3.5),

где  - распределенная масса.

Если собственная частота платы окажется за пределами диапазона воздействующих виброчастот с необходимым запасом (больше в 2 раза), то можно сделать вывод о вибропрочности платы, а, следовательно, и всего блока, так как плата является наименее вибропрочным элементом всей конструкции. Дальнейшие расчеты можно не проводить.

Если же собственная частота платы находится в диапазоне воздействующих виброчастот, в данном случае возможен резонанс.

В таком случае либо меняют конструкцию элемента, либо (если конструкцию изменить невозможно) производят расчет напряжений, возникающих в элементе конструкции в условиях резонанса. Если это напряжение меньше предельно-допустимого для данного материала, то также можно сделать вывод о вибропрочности конструкции.

Чтобы рассчитать напряжение в материале элемента, нужно рассчитать перемещения этого элемента под действием вибрации.

Перемещение под действием вибрации при резонансе рассчитывается по формуле:

  ( 3.6. )

Статистический прогиб  

                                      (3.7. ),       где

 - коэффициент, зависящий от способа крепления платы,

 Р – распределенная по площади нагрузка,

 Е - модуль Юнга.

При ускорении а = ng, А = nА^рез

Напряжение    в    элементе    под   действием    вибрации    в    условиях    резонанса рассчитывается по формуле:

 (3.8.)

К = К ( а/в )

                                                      

По соответствующим формулам произведем расчет:

 По (3.2.) рассчитаем:

М_пп = а х b х h х р = 0,2 х 0,16 х 1,5 х х 1,8 х 10³ = 0,1152

Рассчитанная масса по ( 3.5.)

 = 0,3402 / 0,032 = 10,63125

Д = 21,6

По ( 3.3.) собственная частота:

     Собственная частота платы не привышает более чем в два раза верхнюю границу    диапазона    вибраций.    Следовательно    печатная    плата    не    является вибропрочной, поэтому мы меняем конструкцию платы путем дополнительного крепежа (добавляем 3 винта ).