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 |
|
|||
|
должность, уч. степень, звание |
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (ПРОЕКТУ) |
Блок питания для любой конструкции |
|
по дисциплине: |
Основы конструирования электронно-вычислительных средств |
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ(А)
|
СТУДЕНТ(КА) ГР. |
1445 кс |
|
|||
|
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2007
Перечень разделов пояснительной записки
а) Формулы, используемые для расчета:
Вероятность
безотказной работы р(t) = 
, 
;
Среднее время безотказной работы
Тср
= 
;
Интенсивность отказов
.
б) Исходные данные:
Рабочая температура: 40 град.
Температура перегрева: 35 град.
Время безотказной работы: 10000 ч.
Таблица элементов и их коэффициенты нагрузки:
|
Тип элемента |
R МЛТ |
Потенц. |
Перекл. |
VT |
C Керам. |
Пай ки |
Разьем |
VD |
|
Коэф-нт нагрузки |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.6 |
|
Кол-во |
4 |
2 |
5 |
3 |
3 |
46 |
2 |
10 |
в) Расчет:
*** РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ РЭА НА ЭВМ ***
ИСПОЛНИТЕЛЬ: Davlechin
Thursday, 7- 2-2008
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА:
-------------------------------------------------------------N НАИМЕНОВАНИЕ КОЛ-ВО К/НАГР ИНТ/ОТК
-------------------------------------------------------------1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ........ 0 0.00 0.000E+00
2. РЕЗИСТОРЫ МЛТ.................. 4 0.40 6.400E-08
3. РЕЗИСТОРЫ ПЭВ.................. 0 0.00 0.000E+00
4. ПОТЕНЦИОМЕТРЫ.................. 2 0.20 4.800E-07
5. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ КНОПОЧНЫЕ........ 5 1.00 3.500E-06
6. ТРАНЗИСТОРЫ.................... 3 0.40 6.000E-07
7. ДИОДЫ.......................... 10 0.60 9.420E-07
8. КОНДЕНСАТОРЫ КЕРАМИЧЕСКИЕ...... 3 0.20 6.000E-08
9. КОНДЕНСАТОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ. 0 0.00 0.000E+00
10. ПАЯНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.............. 46 1.00 1.840E-07
11. РАЗ"ЕМЫ........................ 2 1.00 1.240E-07
-------------------------------------------------------------ТАБЛИЦА ОБЩИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЯ РЭА
ПРИ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРЕ Ts=40 И ПЕРЕГРЕВЕ Tp=35
---------------------------------------------------ЗН/ПОК Lams (1/час) To (час) P°Ѓв™а†°
---------------------------------------------------MIN 1.3200E-06 82662 0.886055977
MDL 6.4623E-06 154744 0.937420909
MAX 1.2098E-05 757581 0.986886832
---------------------------------------------------ЗАВИСИМОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ ОТ ВРЕМЕНИ
--------------------------------------------------------ЗН/ЧАСЫ 0 2500 5000 7500 10000
--------------------------------------------------------MIN 1.00000 0.97021 0.94131 0.91326 0.88606
MDL 1.00000 0.98397 0.96820 0.95269 0.93742
MAX 1.00000 0.99671 0.99342 0.99015 0.98689
--------------------------------------------------------Вывод:
Из результатов
проведенных расчетов получили что, интенсивность отказов устройства лежит в
пределах от 
до 
1/час (в
зависимости от степени эксплуатации), при этом время работы лежит в пределах от
82662 до 757581 часов, безотказность в среднем равна 0.9374, что вполне
приемлемо для конкретного устройства.
2. Расчет теплового режима:
а) Формулы, используемые для расчета:
Поверхность корпуса блока
;
Коэффициент заполнения блока
;
Поверхность нагретой зоны
;
Удельная мощность корпуса
;
Удельная мощность нагретой зоны
;
Удельная мощность критического элемента
;
Перегрев корпуса
;
Перегрев нагретой зоны
;
Коэффициент учета внешнего давления
;
Коэффициент учета внутреннего давления
;
Перегрев между нагретой зоной и корпусом блока
;
Перегрев нагретой зоны с учетом давления
;
Средний перегрев воздуха в блоке
;
Перегрев корпуса критического элемента
.
б) Исходные данные:
Размеры блока: 89х41х40 мм.
Мощность рассеивания: 5 Вт.
Размеры платы: 79х31х1.5 мм.
Тип корпуса: перфорированный.
Рабочая температура среды: 40 град.
в) Расчет:
Вывод:
Хотя плата и обладает большой теплонагрузкой (0,14 Вт/ см2), но по полученным данным можно сделать вывод о том, что ее тепловые характеристики находятся в пределах нормы и ни жидкостного, ни испарительного охлаждения разработанная конструкция не требует.
3. Расчет радиатора.
а) Формулы, используемые для расчета:
Величина теплового потока
;
Коэффициент теплопередачи
;
Температурный перепад по высоте
;
критерий Нуссельта
при GrL/D<7;
при 
;
при 
;
Перегрев места соединения прибора и радиатора
;
Средний перегрев основания радиатора
;
Комплексы подобия
и 
.
б) Исходные данные:
Предельная температура рабочей области: 75 град.
Температура окружающей среды: 40 град.
Мощность рассеиваемая элементом: 15 Вт.
Площадь контакта
радиатора и элемента: 36 мм
.
Площадь основания
радиатора: 6 см.
Вывод:
По полученным характеристикам полученный радиатор удовлетворяет предъявленным требованиям, так как расчетная площадь не превышает предполагаемую, перегрев радиатора в пределах нормы.
4. Расчет частоты свободных колебаний платы функционального узла:
а) Формулы, используемые 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: 79 х 31 мм.
Отношение сторон 
,
следовательно согласно таблице значение частотной постоянной С=343.7.
Материал платы:
стеклотекстолит, плотность 
, модуль упругости 
,
коэффициент Пуассона 
.
На плате установлено 75 ЭРЭ, средняя масса компонентов: 0,4г.
в) Расчет:
Вывод:
Выбранная конструкция достаточно удачна, так как полученная резонансная частота (около 20000Гц) вполне приемлема для применения в нашем изделии (блоке питания).
5. Расчет амортизаторов для виброизоляции блока:
а) Формулы, используемые для расчета:
нагрузка, приходящаяся на амортизатор
, где m – масса блока; g - гравитационная постоянная; 
– количество
амортизаторов;
 |
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: 0,4 кг.
Габаритные размеры: 89 х 41 х 40 мм.
Координаты амортизаторов: Y1=Y2=45 мм, Y3=Y4=20 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 меньшей жесткостью.
6. Расчет оценки удароизоляции блока:
а) Формулы, используемые 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: 0,4 кг.
Параметра
амортизатора: 
.
Амплитуда синусоидального импульса: 6g.
Длительность импульса: 10 с.
в) Расчет:
Вывод: Выбранный тип амортизатора нам не подходит
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
