Анализ прочности и жесткости при растяжении (сжатии).

Проверка прочности несущих конструкций при статическом нагружении.

Необходимо выполнить проверку несущих конструкций электронного модуля РЭА в момент его извлечения из блока.

Исходные данные:

Материал направляющих – алюминиевый сплав АЛ2 (предел прочности σ _вр = 150 МПа)

Суммарная площадь поперечного сечения направляющих – 450 мм² .

Материал соединительных винтов – А12 (σ _вр = 450 МПа)

Суммарное усилие расчленения контактов разъема Р = 75 Н.

k_з = 2 – допускаемый коэффициент запаса прочности.

Расчетная схема.

 

F₁- суммарное поперечное сечение ручки (F₁ = 5۰ 30 =150 мм² )

F₂ – суммарное поперечное сечение винтов М3

F₂ = 2 ۰ π d₁²/4 = 2۰ 3, 14۰ 2, 579²/4 = 11.19 мм²

где d₁ = 2, 579 мм – внутренний диаметр резьбы М3.

F₃ - суммарное поперечное сечение винтов М4

F₃ = 4 ۰ π d₁²/4 = 4۰ 3, 14۰ 3, 299²/4 = 34.17 мм²

где d₁ = 3, 299 мм – внутренний диаметр резьбы М4.

F₄ = 450 мм² - суммарная площадь поперечного сечения направляющих.

Наименьший запас прочности имеют винты М3, для которых действительное поперечное сечение F₂=11.19 мм².

Максимальное напряжение в сечении F₂

Па = 6.7 МПа.

Коэффициент запаса в этом сечении

.

Значение во много раз превышает общепринятое значение коэффициента запаса, следовательно, НК удовлетворяет требованию прочности при растяжении силой P.

Проверка жесткости несущих конструкций при статическом нагружении.

Необходимо проверить жесткость направляющих модуля РЭА, т.к. изменение осевых размеров направляющих может привести к нарушению работы всего модуля. Допускаемое относительное удлинение [ ε ] = 10^-4.

Нормальные напряжения в направляющих

Па = 0, 17 МПа

Относительное удлинение направляющих

.

Фактический коэффициент запаса жесткости

,

что также удовлетворяет требованию жесткости.

 

Анализ прочности и жесткости печатной платы модуля при изгибе.

Проверка прочности печатной платы при плоском поперечном изгибе.

В рабочем положении весь модуль с печатной платой располагается вертикально. Плата прикреплена к направляющим модуля винтами. При ремонте и перемещении модуль может располагаться горизонтально. В этих случаях плата будет прогибаться под действием собственного веса и веса микросхем.

Исходные данные:

Толщина платы h = 1, 5 мм;

Высота платы L = 165 мм;

Материал платы – Стеклотекстолит СФ-2-50-1, 5 (σ _вр = 40 МПа, плотность

ρ = 2000кг/м³ , модуль упругости Е = 30 ГПа);

Масса микросхемы m _мс = 2г;

Шаг расположения микросхем t_x ۰ t_y = 17, 5۰ 27, 5 мм.

Расчетная схема.

 

В плоскости хОz плата нагружена собственным весом и весом микросхем. Эти внешние нагрузки можно рассматривать как равномерно распределенную нагрузку интенсивностью q по длине платы.

 

Определение интенсивности нагрузки.

а) Число микросхем, расположенных по длине направляющей с учетом краевых полей.

где ∆ X = 5 мм – длина краевого поля

N_мс = (165 – 2۰ 5)/ 27, 5 =5, 63 принимаем N_мс = 5

б) Общая масса платы и микросхем.

m = ρ ۰ h۰ b۰ L + m_мс۰ N_мс

b = t_x = 17, 5 мм – ширина рассматриваемой полосы.

m = 2000 ۰ 1, 5 ۰ 10^-3 ۰ 17, 5 ۰ 10^-3 ۰ 0, 165 + 2 ۰ 10^-3 ۰ 5 = 18.7۰ 10^{-3 кг = 18, 7 г}

в) интенсивность нагрузки

q = m۰ 9, 81 / 0, 165 = 18.7۰ 10^-3 ۰ 9, 81 / 0, 165 = 1, 1 Н/м = 1, 1۰ 10^-3 Н/мм

 

 

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.

 

Проверка жесткости платы при изгибе.

Жесткость платы обеспечена, если максимальный прогиб не превышает допустимого значения.

Допустимое значение прогиба - [w] = 0, 01L = 0, 01۰ 165 = 1, 65 мм.

Т.к. балка нагружена симметрично, максимальный ее прогиб будет в центральном сечении.

Прогиб определяется двойным интегрированием уравнения изогнутой оси.

Из источника [1] для заданной схемы нагружения определим расчетную формулу для определения максимального прогиба:

Jy = b۰ h³ / 12 = 17.5۰ 10^-3۰ 1.5³۰ 10^-9/12 = 4.92۰ 10^-12 м⁴

w_мах = 5qL⁴ / 384 ЕJ_y = 5 ۰ 1, 15۰ 10^-3 ۰ 165⁴ /384۰ 30 ۰ 10³ ۰ 4, 92= 0, 075 мм

w_мах = 0, 075 мм < [w] = 1, 65 мм

Следовательно, условие жесткости при изгибе платы выполняется с большим запасом.

 

Определение частоты собственных колебаний печатного узла.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Притяжения и отталкивания, силы отталкивания больше на малых расстояниях, чем силы притяжения. Б. Притяжения и отталкивания, силы отталкивания меньше на малых расстояниях, чем силы притяжения.
2. Adjective and adverb. Имя прилагательное и наречие. Степени сравнения.
3. D. Правоспособность иностранцев. - Ограничения в отношении землевладения. - Двоякий смысл своего и чужого в немецкой терминологии. - Приобретение прав гражданства русскими подданными в Финляндии
4. D. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИСОЕДИНЕНИЯ К ГААГСКОМУ СОГЛАШЕНИЮ
5. F70.99 Умственная отсталость легкой степени без указаний на нарушение поведения, обусловленная неуточненными причинами
6. F71.98 Умственная отсталость умеренная без указаний на нарушение поведения, обусловленная другими уточненными причинами
7. I Использование заемных средств в работе предприятия
8. I. Методические принципы физического воспитания (сознательность, активность, наглядность, доступность, систематичность)
9. I. О НОВОПРИБЫВШИХ ГРАЖДАНАХ.
10. I. Предприятия крупного рогатого скота
11. I. Придаточные, которые присоединяются непосредственно к главному предложению, могут быть однородными и неоднородными.
12. I. СИЛЬНЫЕ СТОРОНЫ ПРЕДПРИЯТИЯ