Расчет собственной частоты печатного узла

Целью расчета является определение действующих на элементы изделия перегрузок при действии вибрации и ударов, а также максимальных перемещений.

Для оценки виброустойчивости необходимо сделать расчёт собственной частоты платы с элементами. Собственная частота платы не должна попадать в диапазон частот, указанных в техническом задании в разделе условий эксплуатации проектируемого изделия, так как в этом случае возникает механический резонанс и может произойти разрушение платы.

Последовательность расчета собственной частоты печатной платы с электрорадиоэлементами включает следующие пункты.

Определяется распределенная по площади платы масса по формуле (10.1)

, (10.1)

где m * -распределённая по площади платы масса, кг/м²;

m - масса пластины печатной платы с элементами, кг;

a, b - длина и ширина пластины, м.

Определяется цилиндрическая жесткость платы по формуле (10.2):

, (10.2)

где: E - модуль упругости; h - толщина пластины; V - коэффициент Пуассона.

Коэффициент Пуассона и модуль упругости определяется в зависимости от материала пластины. Для стеклотекстолита, который имеет наибольшее применение при проектировании печатных плат, E = 3.02 10¹⁰ Па, V =0.279.

Определяется частота собственных колебаний равномерно нагруженной пластины по формуле (10.3):

, (10.3)

где: - коэффициент, зависящий от способа крепления сторон пластины, и выбирается из справочника [ 5 ]. Для пластины, закреплённой в п точках

(10.4)

Таким образом, исходя из полученной расчетной частоты собственных колебаний, можно в дальнейшем сделать вывод, что данная конструкция печатного узла под влиянием вибрационных нагрузок претерпевает резонанс (когда значение частоты попадает в диапазон воздействующих частот), либо резонанс отсутствует, (собственная частота печатной платы лежит за границей воздействующих частот, указанных в техническом задании) и предпринимать меры защиты от механических воздействий нет необходимости.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

КОНСТРУКЦИИ

Технологичность конструкции это сочета­ние конструктивно-технологических требований, которое обеспечивает наиболее простое и экономичное производство изделий при соблюдении всех технических и эксплуатационных требований. Отработка конструкции на технологичность ведется конструкто­рами и технологами на всех стадиях проектирования и изготовления изделия. Стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП), ГОСТ 14.201—83, перед разработкой технологических процессов предусмотрена обязательная отработка конструкций на технологичность с целью повышения производитель­ности труда, снижения материальных затрат и сокращения времени на про­ектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении его высокого качества. Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требованиям тех­нологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологич­ность рассматриваемой конструкции. Для оценки технологичности конструкции используются относитель­ные частные показатели K_i, и комплексный показатель K, рассчитываемый по частным показателям с учетом коэффициентов φ_i, характеризующих ве­совую значимость частных показателей, т. е. степень их влияния на трудо­емкость изготовления изделия. Система этих показателей разработана Н. А. Бородачёвым. Значения K_i, находятся в пределах 0 < K_i ≤ 1, при этом рост показателя соответствует более высокой технологичности изделия. Коэффициент φ_i зависит от порядкового номера основных показателей технологичности, ранжированная последовательность которых устанавливается экспертно, и рассчитывается по формуле

φ_i = i/2 ^i-1, (11.1)

где i - порядковый номер показателя в ранжированной последовательности.

Расчет комплексных показателей технологичности каждой группы из­делий ведут по конструктивным и технологическим базовым показателям, состав которых (не более семи) для каждого изделия согласно ГОСТ 14.201—83 устанавливается отраслевыми документами. В качестве примера рассмотрим состав базовых показателей по весовой значимости и расчетные формулы для серийного производства электронных блоков.

1. Коэффициент использования микросхем

K_имс= Н_имс / Н_эрэ , φ₁ = 1/2 ^1-1=1, (11.2)

где Н_имс - количество микросхем; Н _эрэ - общее количество элементов (ЭРЭ).

2. Коэффициент автоматизации и механизации монтажа

K_ам= Н_ам / Н_м , φ₂ = 2/2 ^2-1=1, (11.3)

где Н_ам - число монтажных соединений, выполняемых механизи­рованным или автоматизированным способом; Н_м - общее число монтаж­ных соединений.

3. Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу

K_{мп эрэ}= Н_{мп эрэ} / Н_эрэ , φ₃ = 3/2 ^3-1=0,75, (11.4)

где Н_{мп эрэ} - количество ЭРЭ, которые подготавливаются к монтажу меха­низированным или автоматизированным способом (в это число включаются ЭРЭ, не требующие специальной подготовки к монтажу - микросхемы, реле, разъемы и т. д.).

4. Коэффициент автоматизации и механизации операций контроля и
настройки электрических параметров

K_мкн= Н_мкн / Н_кн , φ₄ = 4/2 ^4-1=0,5, (11.5)

где Н_мкн - число операций контроля и настройки, выполняемых механизи­рованным или автоматизированным способом; Н_кн - общее число опера­ций контроля и настройки.

5. Коэффициент повторяемости ЭРЭ

K_{повт эрэ} = 1- Н_{т эрэ} / Н_эрэ ,, φ₅ = 5/2 ^5-1=0,31, (11.6)

где Н _{т эрэ} - количество типоразмеров ЭРЭ в изделии.

6. Коэффициент применяемости ЭРЭ

K_{п эрэ} = 1- Н_{т ор эрэ} / Н_{т эрэ} ,, φ₆ = 6/2 ^6-1=0,187, (11.7)

где Н_{т ор эрэ} - количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии.

7. Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

K_мкн= Д_пр / Д, φ₇ = 7/2 ^7-1=0,11, (11.8)

где Д_пр - число деталей, заготовки которых или сами детали получены про­грессивными методами формообразования (штамповкой, прессованием, порошковой металлургией, литьем по выплавляемым моделям, под давле­нием, пайкой, сваркой, склеиванием, из профилированного материала); Д - общее число деталей.

Технологичность конструкции изделия оценивается комплексным по­казателем К, определяемым на основе базовых показателей

(11.9)

где К_i - расчетный базовый показатель соответствующего класса блоков; φ_i - весовой коэффициент; i - порядковый номер показателя; п - число базо­вых показателей.

Уровень технологичности разрабатываемого изделия при известном нормативном К_н оценивают отношением достигнутого комплексного пока­зателя к нормативному. Это отношение должно удовлетворять условию

К/К_н ≥ 1. (11.10)

Нормативный комплексный показатель технологичности электронных блоков

К_н = 0,5-0,8. (11.11)

В качестве изделий-аналогов для определения нормативного комплекс­ного показателя принимают наиболее современные конструкции, разрабо­танные с учетом новейших достижений науки и техники и выпускаемые серийно. К основным способам повышения технологичности конструкции изделий можно отнести:

а) сокращение числа деталей изделия без усложнения их конструкции;

б) максимальное использование деталей и сборочных единиц, ранее ос­
военных в производстве;

в) расчленение изделий на возможно большее число самостоятельно
собираемых и взаимозаменяемых сборочных единиц;

г) соответствие параметров точности изготовления, и качества поверхности деталей эксплуатационным требованиям изделий;

д) компоновку, обеспечивающую удобство и простоту сборки изделия,
а также доступ к его элементам при монтаже и ремонте;

е) широкое внедрение деталей, изготавливаемых из дешевых и недефицитных материалов, а также изготавливаемых прогрессивным методом [9, 19, 25].

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: