Руководитель Подпись С.К.Степанов

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Руководитель Подпись С.К.Степанов

Студент гр.6134 Подпись М.Ю.Воробей

2007 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Группа 6134 Студент Воробей М.Ю.

Руководитель: Степанов С.К.

Тема проекта: Модуль РЭА

1. Исходные данные к проекту

1.1 Габаритные размеры в мм: Ширина: 80 Высота: 210; Глубина: 180 (вар 22).

1.2 Модуль предназначен для установки в более сложные модули.

1.3 В модуле должны быть размещены

Печатные платы с микросхемами 155-ой серии в стандартных корпусах 2102 по ГОСТ 17467-79 массой 2 г. Способ установки плат: Шарнирный, с вертикальной осью разворота, установленной у задней панели (вар.22 табл. З);

- На задней панели – соединители электрических цепей (вилки);

- На передней панели: 2 контрольных гнезда, резистор СП4 с ручкой, розетка приборная СР-50

- элементы жесткой фиксации модуля (невыпадающие винты или фиксаторы);

Ручки для извлечения модуля из блока;

Элементы контроля, маркировки, индикации и управления.

1.4 Материал плат. Стеклотекстолит СФ-2-1, 5-50 ГОСТ 10316-79 с параметрами: плотность ρ = 2000 кг/м³, модуль нормальной упругости Е= 30 ГПа, предел прочности [σ _вр] = 40 МПа, коэффициент динамических потерь – 0, 05

1.5 Параметры механических воздействий

1.5.1 Вибрация: Диапазон частот: 1..150 Гц

Амплитуда ускорения: 40 м/с²

^1.5.2Удар: Пиковое ускорение: 150 м/с²

Длительность ударного импульса 2..15 мс

Форма ударного импульса –синусоидальная.

Дата выдачи задания:

Дата защиты проекта:

Студент: Воробей М.Ю. Руководитель: Степанов С.К.

Вар.	Шир. мм	Выс. мм	Глуб. мм	Кол.ПП, способ их уст. (табл.3)	Парам. механ. возд. (табл.2)	Оборудование лицевой панели
				1, А 2, А 2, А	МЗ М2 МЗ	2 контрольных гнезда, резистор СП4 с ручкой, держатель со светодиодом
				2, А 1, А 2, А	М2 М4 МЗ	2 контрольных гнезда, переключатель ПГ2 (3-секц.) с ручкой, кнопка КМ1
8 9			210 180	2, А 2, А 2, А	МЗ М2 МЗ	2 контрольных гнезда, переключатель ПГ2 (2-секц.) с ручкой, розетка приборная СР-50
				2, А 2, А 2, А	М2 М4 МЗ	2 контрольных гнезда, переключатель ПГ2 (1-секц.) с ручкой, микротумблер МТ1
13 14 15				2, А 1, А 1, А	МЗ МЗ М2	2 контрольных гнезда, резистор СП4 с ручкой, держатель со светодиодом
			180 200 190	2, Д 2, Б 2, Г	М4 М2 МЗ	2 контрольных гнезда, переключатель ПГ2 (3-секц.) с ручкой, микротумблер МТ1
19 20				1, Д 2, Б 2, А	МЗ МЗ М2	2 контрольных гнезда, переключатель ПГ2 (2-секц.) с ручкой, кнопка КМ1
				1, Б 1, В 1, Г	М4 МЗ МЗ	2 контрольных гнезда, резистор СП4 с ручкой, розетка приборная СР-50

Варианты заданий на курсовой проект Таблица 1

Вар.	Вибрация	Механический удар
Диапазон частот, Гц	Амплитуда ускорения, м/с²	Пиковое ускорение, м/с²	Длительн. удара, мс	Форма ударного импульса
М1 М2 МЗ М4 М5	1…50 1…80 1…100 1…150 1…200			2…15 2…15 2…15 2…15 2…10	Прямоуг. Синусоид. Прямоуг. Синусоид. Синусоид.

Параметры механических воздействий Таблица 2

Вариант

Способ установки плат

А Б В Г Д

Неподвижный, крепежными деталями к корпусу. Шарнирный, с вертикальной осью разворота, установленной у задней панели. Шарнирный, с вертикальной осью разворота, установленной у передней панели. Шарнирный, с горизонтальной осью разворота, установленной перпендикулярно передней панели, ось вверху. Шарнирный, с горизонтальной осью разворота, установленной перпендикулярно передней панели, ось внизу.

Способ установки плат Таблица 3

СОДЕРЖАНИЕ

1 Задание на курсовой проект……………………………………………………………...2

2 Таблица…………………………………………………………………………………… 3

3 Введение…………………………………………………………………………………..5

4 Анализ прочности и жесткости при растяжении (сжатии)………………….. … … 6-7

5 Анализ прочности и жёсткости печатного узла при изгибе………………………...7-9

6 Определение частоты собственных колебаний печатного узла…………………..10-11

7 Анализ прочности и жёсткости печатного узла при воздействии вибраций…….11-13

8 Анализ прочности и жёсткости печатного узла при воздействии ударов………..13-15

9 Заключение……………………………………………………………………………16-17

10 Список литературы………………………………………………………………………18

Введение.

Несущие конструкции радиоэлектронной аппаратуры предназначены для размещения элементов электрической схемы и защиты их от дестабилизирующих факторов внешней среды. Комплектующие элементы электрической схемы устанавливают стандартными способами на печатных платах в модулях первого уровня сложности.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к конструкции модулей, считается технологичность конструкции, под которой понимается совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающая оптимизацию затрат при его производстве, эксплуатации и ремонте с учетом заданного уровня качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Основную механическую нагрузку в конструкции электронных модулей воспринимают детали каркаса: рамы, шасси, стойки и направляющие, изготавливаемые литьем под давлением, штамповкой, прессованием из пластмасс и обработкой резанием. Основными признаками технологичности конструкции является простота формы, максимальный уровень стандартизации и унификации, а также обоснованный уровень точности размеров.

Комплектующие элементы электрической схемы, установленные на печатной плате, образуют сборочную единицу в составе электронного модуля. Электрорадиоэлементы устанавливаются на платах стандартными ортогональными рядами.

На передней панели располагаются ручки, элементы маркировки, а также устройства для отображения информации, контроля, сигнализации, регулировки и фиксации.

Анализ прочности и жесткости при растяжении (сжатии).

Анализ прочности и жесткости печатной платы модуля при изгибе.

Проверка прочности на изгиб

Т.к. балка нагружена симметрично, опасное сечение расположено в центре балки. Максимальное значение изгибающего момента

= 1, 1۰ 0, 165² / 8 = 4, 2۰ 10 ^-3 Н м = 3, 7 Н мм

k_з = 2 - принимаем коэффициент запаса прочности стеклотекстолита при изгибе;

Условие прочности при изгибе:

Па = 20 МПа

W_y = bh² / 6 - момент сопротивления изгибу сечения в плоскости наименьшей жесткости

=0, 56 МПа

Окончательно имеем

= 0, 56 МПа < = 20 МПа,

Следовательно, условие прочности платы в наихудшем ее расположении выполняется с большим запасом.

Энергетическим способом.

Приближенный энергетический способ основан на простых энергетических соображениях.

Форма упругой линии изогнутой оси стержня при колебаниях описывается уравнением z(x) = A sin (π x/L)

Проверим выполнение начальных условий:

В опорных точках балки прогиб оси равен нулю, т.е.

При х = 0 z(0) = 0

При х = L z(L) = 0. Начальные условия выполняются.

Определяем круговую частоту свободных колебаний по формуле:

ω ₀ = π ²۰

ω ₀ = 3, 14²۰ = 413.3 рад/с

Определяем частоту свободных колебаний

f₀ = ω ₀/ 2π = 413.3 / 2۰ 3, 14 = 65.8 Гц.

Значение частоты свободных колебаний f₀, полученное приближенным энергетическим способом, совпадает с точным ее значением, так как выбранная форма упругой линии изогнутой оси

z(x) совпадает с точной формой прогиба оси для заданной расчетной схемы.

Заключение.

Выполненные расчеты показали, что несущие конструкции спроектированного электронного модуля обладают достаточной прочностью и жесткостью при статическом нагружении и недостаточной прочностью и жесткостью при динамическом воздействии вибраций и удара.

Общим методом повышения виброударопрочности и жесткости НК

электронных модулей является использование рациональных поперечных

сечений элементов и узлов НК. Критерием рациональности является наибольшее значение удельного момента сопротивления W_уд сечения.

Для повышения значения W_уд целесообразно использовать пустотелые

конструкции и элементы, вытянутые в направлении действия нагрузки, а

также ребра жесткости, отбортовки и выдавки.

При динамических воздействиях наиболее " слабым" элементом модуля является печатная плата, закрепленная в НК. Наибольшие напряжения идеформации возникают в плате при резонансе, когда коэффициент динамичности достигает своего максимального значения.

Одним из способов повышения жесткости является изменение способа крепления платы в НК. Целесообразно использовать в качестве закрепления жёсткое защемление платы в НК, что повышает коэффициент жесткости с в 4 раза. При этом соответственно в 2 раза повышается собственная частота f₀ и плата, как правило, выходит из зоны резонанса.

Жесткость платы можно повысить путем установки ребра жесткости, которое должно проходить через центр платы и располагаться параллельно короткой стороне. Тот же эффект может быть получен введением дополнительной центральной точки крепления платы. Однако использование этих прямых конструктивных способов повышения жесткости уменьшает полезную площадь платы и усложняет конструкцию модуля.

Частоту f₀ можно повысить путем увеличения толщины платы. Однако переход от стандартной толщины 1, 5 мм на большую толщину приводит в ряде случаев к необходимости замены типа микросхем и усложняет изготовление платы.

Повышение частоты f_Q путем уменьшения массы микросхем, установленных на плате, малоэффективно. Например, снижение массы (числа) микросхем в 2 раза повышает частоту f_o всего на 16 %.

Наиболее эффективным способом снижения коэффициента динамичности является нанесение на плату виброзащитного покрытия с большим значением коэффициента механических потерь γ. Однако использование виб-розащитного покрытия ухудшает теплоотвод от электрорадиоэлементов и делает плату неремонтопригодной.

Использование того или иного способа защиты или нескольких способов одновременно зависит от условий эксплуатации и ремонта, серийности производства, стоимости, требований надежности и выбирается индивидуально для каждого типа изделия.

Список литературы.

Несущие конструкции РЭА: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Прикладная механика»./ Сост: Ю.Н.Исаев, Г.Ф.Морозов, М.Д.Стерльцова; ГЭТУ – С-Пб 1993.
Несущие конструкции РЭА/ Под редакцией П.И.Овсищева; Радио и связь 1988.
Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочное пособие / Э.Т.Романычева и др.; Радио и связь 1984.
В помощь радио любителю вып.109 под ред. М.Е.Орехова; изд. Патриот 1991.
Справочник по сопротивлению материалов. Г.С.Писаренко, А.П. Яковлев, В.В.Матвеев. 1998