<Определение частоты собственных колебаний печатных плат

Конструктивные способы защиты ЭПиУ от механических

 воздействий

Для устранения резонансных явлений необходимо, чтобы первая собственная частота колебаний была не менее чем на октаву выше максимальной частоты возмущающих колебаний, т.е должно выполняться условие:

fo≥2fв

Повышение жесткости элементов конструкции ЭПиУ необходимо для смещения спектра собственных частот колебаний в более высокочастотную область.

Повысить жесткость можно путем изменения способов крепления и установкой дополнительных опор. Однако для бортовой РЭА спектр частот вибрационных воздействий достигает нескольких килогерц и требования к минимизации габаритных размеров и массы более жесткие.

Узлы и блоки такой аппаратуры заливают пеноматериалами (рис.22.), но при этом ухудшается тепловой режим и снижается ремонтопригодность изделия.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для снижения резонансных колебаний в платах применяют специальные демпфирующие слои из вибропоглощающих материалов.

При этом резонансные колебания могут быть снижены в широком диапазоне частот при незначительном увеличении массы и габаритов конструкции. Применение вибропоглощающих слоев снижает коэффициент передачи при резонансе  в восемь раз.

В табл.7. приведены данные по логарифмическому декременту затухания для некоторых материалов.    

Материал	Напряжение σ∙107Н/м2	Λ∙10-2
Текстолит	1-4	3-8
Гетинакс	1-4	3-8
СТФ	0,5-4	2-10,2
АЛ-9	2-10	0,4-0,85

Табл.7

Λ=lnA_n/A_n+1 – логарифмический декремент затухания,

где,

A_n и A_{n+1  –} амплитуды затухающих колебаний, соответствующие началу n и концу (n+1)-го цикла.

 Для повышения жесткости печатной платы наибольшее применение находит изменение способов крепления, площади и толщины печатной платы.

Применение ребер жесткости

Ребра жесткости эффективны только при правильном их использовании. Ребра жесткости должны крепиться не только к плате, но и к опорам конструкции, так как ребра жесткости сами могут вызвать резонансные явления.

 

Другие способы повышения жесткости конструкции

При конструировании микросборок предусматривают вибро- и удароизоляцию компонентов. Для уменьшения коэффициента передачи механических воздействий компоненты закрепляют на подложке с помощью вибропоглощающнго клея ( КВК-68, ВК-9, МК-400).

 

Длину гибких выводов радиоэлементов следует ограничивать, так как вывод радиоэлемента можно представить моделью балки круглого сечения с жестким защемлением на концах. При уменьшении длины пролета балки жесткость возрастает. Допустимая длина вывода l ≤ 100d, где d – диаметр вывода.

При компоновочных работах необходимо учитывать принцип равнонагруженности элементов  и стремится к равномерному их размещению по площади платы, тогда печатная плата будет «равнонадежной» по всей площади.

Существенное влияние на условия эксплуатации РЭА оказывает ее ориентация относительно главного вектора воздействия, т.е относительно направления максимальных линейных  и вибрационных перегрузок (рис.28.).

 

Рис.28. Ориентация блока относительно вектора воздействия

Под действием инерционных сил плата будет иметь статический прогиб и отклонение из-за вибровоздействия, равное амплитуде колебаний.

Результирующий прогиб платы будет определяться как сумма прогиба за счет линейных сил (wл) и прогиба за счет вибрации (wв).

wmax = wл +wв

 С учетом прогиба платы должны собираться с промежутком, равным или более 2wmax.

Наиболее оптимальным является такое расположение плат, при котором главный вектор воздействий лежит в плоскости плат.

Вибрация на подвижных объектах является пространственной, поэтому выбрать предпочтительное расположение платы относительно вектора вибровоздействиий затруднительно.

Влияние способов крепления, толщины и способа крепления на жёсктость печатных плат>