41

Защита РЭС от механических воздействий

Литература.

• М.Д. Токарев, Е.Н. Талицкий, В.А. Фролов. "Механические вохдействия и защита радио-электронной аппаратуры" М. Радио и связь, 1984.

• В.С. Ильинский "Защита РЭА и прецензионного оборудования от механических воздействий". М. Радио и связь,1982.

• Ю.А. Суворовцев "Амортизация радиоэлектронной аппаратуры". М. Советское радио, 1974.

• В.Б. Карпушин "Вибрация и удары в радиоаппаратуре". М. Советское радио, 1972.

 

Основные понятия.

В процессе эксплуатации и транспортировки РЭА подвергается воздействию следующих механических сил:

1. Вибрация - периодические колебания элементов или конструкции в целом;

2. Удар - кратковременное воздействие внешней силы;

3. Центробежные и линейные ускорения;

4. Акустические воздействия.

Наиболее распространены 1 и 2 виды воздействий; 3-й вид воздействий может быть оценен путем статического расчета за счет суммирования существующих уже статических усилий (вес, ….) и возникающих за счет них ускорений.

Так как в случае 3 все сводится к статическому расчету, в данном курсе эти виды ускорений не рассматриваются. Если при расчете оказывается, что больше критического значения необходимо принимать соответствующие меры.

Акустические воздействия характерны для ракетной и бортовой РЭА, иногда для военной аппаратуры. Способы защиты от них особые и решаются индивидуальным порядком. В данном курсе не рассматриваются.

В связи с наличием данных воздействий, к РЭА предъявляются следующие требования:

1. Вибропрочность - способность противостоять разрушительному действию вибраций в заданном диапазоне частот и ускорений и сохранять свои параметры в пределах нормы после окончания длительного действия вибрации.

2. Виброустойчивость - способность РЭА сохранять свои параметры в пределах нормы во время действия вибрации в заданном диапазоне частот и ускорений.

3. Ударопрочность - способность сохранять свои параметры в пределах нормы после воздействия ударов.

4. Удароустойчивость - способность сохранять свои параметры в пределах нормы во время воздействия ударов.

Упрощенная схема усилий в конструкциях рэа при механических воздействиях.

Основание Опора Кронштейн - элемент несущей конструкции корпуса Чувствительный к механическим воздействиям элемент конструкции Корпус РЭА

При наличии механического воздействия, усилие от основания, проходя через опору 2 (через элемент 3) достигает чувствительного элемента, в данном случае печатного узла.

В том случае, если усилия на чувствительном элементе превышают допустимые, этот элемент может выйти из строя.

Для того, чтобы РЭА сохраняла свою работоспособность, устройство необходимо спроектировать таким образом, чтобы усилия на чувствительном элементе не превышали допустимых значений. Коэффициент передачи усилий от основания к элементу зависит от конструкций различных узлов аппарата и от его компоновки, например:

1. жесткая опора 2 не позволяет снизить усилие, передающееся от основания; мягкая опора позволяет существенно снизить эти усилия.

2. Рациональный выбор точек крепления печатной платы снижает эффективность воздействия внешних усилий.

Круг вопросов, связанных с защитой печатных узлов и подобных блоков внутри РЭА будет рассматриваться в курсе "Машинное проектирование". В данном курсе основное внимание уделяется вопросам защиты РЭА в целом от внешних механических воздействий:

1. выбор и расчет опоры;

2. компоновка блока.

Параметры вибрационных и ударных воздействий.

Вибрация

Гармоническое колебание

Sr - размах виброперемещения - начальная фаза гармонического колебания T - период колебания - частота воздействия S - амплитуда перемещения основания

- виброскорость V, - амплитуда виброскорости

- виброускорение a, - амплитуда виброускорения.

Удар

Задается функция ударного ускорения от времени а(t)

Для оценки РЭА в расчетах принимают:

для вибраций - либо чисто гармоническое воздействие с одной частотой, либо воздействие гармонических колебаний в диапазоне частот.

для ударных импульсов расчет ведут для некоторых типовых форм импульсов (типовые:sin, cos, )

Типовые значения параметров механических воздействий.

№	Вид РЭА	Вибрация		Удар		Центробежное ускорение	Причина возникновения
		F1 Гц	J "g"	, мс	"g"
1	Передвижная наземная	10…120	6	40…60 1…10	5 75		Вибрация механизмов, неровности дороги, взрывы.
2	Стационарная	До 80	До 4	-	-		Вибрация при перевозке, взрывы, маневрирование.
3	Корабельная	5…120	2	5…10	15		Сотрясение корпуса (двигателями, винтами), взрывы, маневрирование.
4	Авиа и ракетная	3…500 2…2000	До 10	5…10	15

Примечание:

1. чем ближе расположена РЭА к источнику вибрации, тем больше высокочастотных составляющих в спектре вибрационных воздействий; элементы конструкции (обшивка, корпус) демпфируют эти ВЧ составляющие.

g = 9.8