Расчет печатной платы на механические воздействия

 

a) Определяем частоту собственных колебаний отдельных конструкционных элементов РЭА [1]

 

,

 

где f₀ – собственная частота колебаний печатной платы, закрепленной в 4-х точках; а – длина пластины; b – ширина пластины; М – масса пластины; D – цилиндрическая жесткость.

 

 [1],

где Е – модуль упругости; h – толщина пластины; n - коэффициент Пуассона.

 

а=160 мм; b=70 мм; Е=3,3*10¹⁰ Па; n=0,22;

h=1,5 см; М=150 г=0,15 кг: М=М_пл+М_эл+М_пр

(см. табл. 4.16 [1]): М_пл=60 г, М_эл=70 г, М_пр=20 г.

 

 

По таблице 3.1 [1] возмущающая частота f=2000 Гц.

 

; .

 

Определением виброустойчивости печатной платы и максимальное виброускорение.

n_в – коэффициент виброперегрузки

 

 [1].

 

где f – возмущающая частота; а₀ – виброускорение; x₀ – амплитуда виброперемещения.

По табл. 3.1 [1] для самолетной РЭА, работающей в штатных условиях а₀=196 м/с²; f=2000 Гц;

 

;

 [1].

 

где  - декремент затухания;  - коэффициент расстройки; Е – показатель затухания.

По табл. 4.16 [1] определяем .

 

 

Для силового возбуждения пластины:

 - коэффициент динамичности;

 

 [1]

; [1].

 

где - виброускорение пластины; k_(x) и k_(y) – коэффициенты формы, зависящие от точки, для которой рассчитывается возбуждение.

 

x=0,5b_x

y=0,5b_y

 

По графику 4.31 [1] определяем k_(x) и k_(y)

 

k_(x) = k_(y) =1,3

 

 - амплитуда вынужденных колебаний

 

 - максимальный прогиб пластины относительно ее краев

Для кинематического возбуждения пластины:

 - коэффициент динамичности

 

, где j – коэффициент передачи ускорения

 

 [1]

 

 и  - меньше допустимых значений а_доп ЭРЭ. а_доп для самого ненадежного элемента условия вибропрочности для конденсатора

 

К503= 257,9 м/с² [3]

 

Для ПП с радиоэлементами должно выполняться условие , где b – размер стороны пластины, параллельно которой установлены ЭРЭ.

 

Расчет на действие удара

1) Определяем условную частоту ударного импульса: , где  - длительность ударного импульса.

 

 (табл. 3.1 [1])

 c^-1

 

2) Определяем коэффициент передачи при ударе:

Для прямоугольного импульса:

 

 [1];

 

где  - коэффициент расстройки; ;

f₀ – частота собственных колебаний механической системы

 

;

;

;

 

3) Рассчитаем ударное ускорение импульса

 

, где

 - амплитуда ускорения ударного импульса

По таблице 3.1 [1] определяем :

 

 

 

4) Определяем максимальное отношение перемещение:

a) Для прямоугольного импульса:

 

b) Для получения полусинусоидального импульса:

 

Должно выполняться условие:

 

;

;

 

Частным случаем ударного воздействия является удар при падении прибора.

a) Определяем относительную скорость соударения:

 

, где

 - скорость прибора в момент соударения; Н – высота падения прибора; V_oт – скорость отскока;

 

,

 

где  - коэффициент восстановления скорости.

По табл. 4.18 [1] определяем :

 

;

 

b) Вычислим действие на прибор ускорения:

 

[1] (см. табл. 3.1)

 

Конструкция ПП удовлетворяет условиям удара и виброустойчивости.