Устройство "Автомобильный сторож". Проведение расчетов на безотказность

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА (ПРОЕКТ)
ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ

РУКОВОДИТЕЛЬ

Профессор				Д.К. Шелест
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (ПРОЕКТУ)

Автомобильный сторож

по дисциплине:

Основы конструирования электронно-вычислительных средств

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ(А)

СТУДЕНТ(КА) ГР.	1445 кс				Д.А. Сорока
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург
2007

Перечень разделов пояснительной записки

1. Расчет надежности.

2. Расчет теплового режима.

3. Расчет радиатора.

4. Расчет частоты свободных колебаний платы функционального узла.

5. Расчет амортизаторов для виброизоляции блока.

6. Расчет оценки удароизоляции блока.

7. Расчет условий ударопрочности конструкции монтажного основания.

4. Расчет частоты свободных колебаний платы функционального узла.

а) Применяемые формулы для расчета:

Отношения сторон платы:

,      ;                                     

цилиндрическая жесткость пластины

;                                                                                         

масса платы

;                                                                                                     

площадь платы

;                                                                                                      

приведенная к площади масса платы

 ;                                                                                       

частота свободных колебаний основного тона

  ;                                                                                

поправочный коэффициент на материал платы

 ;                                                                                                

коэффициент на нагрузку платы микросхемами

 ;                                                                                       

частота свободных колебаний

              

б) Исходные данные:

Плата жестко закреплена со всех четырех сторон, размеры платы: 78 х 54 мм.

Отношение сторон , следовательно согласно таблице значений частотной постоянной С=141,4.

Материал платы: стеклотекстолит, плотность , модуль упругости , коэффициент Пуассона .

На плате установлено 3 микросхемы и 33 ЭРЭ, средняя масса компонентов: 0,52 г.

в) Расчет:

Вывод:

Выбранная конструкция достаточно удачна, так как полученная резонансная частота (около 1600Гц) вполне приемлема для применений устройства сигнализации в предназначенных условиях эксплуатации.

5. Расчет амортизаторов для виброизоляции блока.

а) Применяемые формулы для расчета:

нагрузка, приходящаяся на амортизатор

,

     где m – масса блока; g - гравитационная постоянная;   – количество амортизаторов;

система уравнений для расчёта статических характеристик, с учётом симметричности   расположения амортизаторов относительно плоскости YOZ  (P1=P2, P3=P4):

где P1…P4 – реакции амортизаторов; Y1…Y4 – координаты расположения амортизаторов;

статические прогибы амортизаторов

    ;                                                                                

толщина компенсирующих прокладок

;                                                                                                                    

частота свободных колебаний блока на амортизаторах вдоль оси Z

            ;                                                                                            

частотная расстройка

;                                                                                                   

коэффициент передачи вибраций

;                                                                                

эффективность виброизоляции

;                                                                                          

амплитуда возбуждающего колебания

;                                                                                          

амплитуда перемещения блока

 ;                                                                                                        

вибрационная перегрузка

;                                                                                        

максимальное ускорение при вибрации равно

         .     

б) Исходные данные:

Масса блока: 0,7 кг.

Габаритные размеры: 90 х 70 х 40 мм.

Координаты амортизаторов: Y1=Y2=60 мм, Y3=Y4=50 мм.

Диапазон частот: 3 – 100 Гц.

Виброускорение: 10 м/с².

Параметры материала амортизатора: ,

в) Расчет:

Вывод:

По полученным расчетным значениям (в частности, эффективности виброизоляции) можно сделать вывод о том, что данный амортизатор нам не подходит. Для обеспечения  эффективности  нужно применить амортизаторы с более меньшей жесткостью.

6. Расчет оценки удароизоляции блока.

а) Применяемые формулы для расчета:

условная частота возбуждения

;                                                                                                  

частота свободных колебаний системы удароизоляции

;                                                                                          

частотная расстройка

 ;                                                                                                

коэффициент передачи при ударе

;                                                                                

максимальное ускорение блока

;                                                                                       

максимальное смещение при ударе

             

б)  Исходные данные:

Масса блока: 0,7 кг.

Параметра амортизатора: .

Амплитуда синусоидального импульса: 6g.

Длительность импульса: 10 с.

в) Расчет:

Вывод:

Выбранный тип амортизатора не подходит, так как по полученным расчетам величина максимального смещения при ударе равна 0,5 мм, то есть амортизации практически не происходит.

7. Расчет условий ударопрочности конструкции монтажного основания.

а) Используемые формулы для расчета:

       Амплитуда ускорения при ударе

;

       Начальная скорость в момент удара                                                 

; 

Масса пластины                          

      Мп= Lx*Ly h1/1000;           

Масса диэлектрического слоя                        

      Мэ= Lx*Ly *h2;

Частота свободных колебаний основания                                            

      ;

Жесткость пластины

      ;

Статический прогиб пластины