Тема 5.1 Вибро- и ударопрочность

       Разнообразные условия эксплуатации ЭС (стационарные, транспортируемые, носимые) создают механические воздействия в виде вибраций, ударов, линейных ускорений, которые негативно сказываются на стабильности выходных параметров и надежности аппаратуры.

Свойство ЭС противостоять влиянию вибрации характеризуется виброустойчивостью и вибропрочностью.

Виброустойчивость определяет способность ЭС выполнять заданные функции во включенном состоянии в условиях воздействия вибраций.

Вибропрочность характеризует качество конструкции ЭС, т.е. способность противостоять разрушающему воздействию вибрации в нерабочем состоянии и продолжать нормально работать после снятия вибрационных нагрузок.

Параметрами вибрации являются амплитуда (А, мм), частота (f, Гц), ускорение, выражаемое в единицах ускорения свободного падения (g). Ударное воздействие чаще всего характеризуется величиной ускорения. Ударные нагрузки менее опасны (при равных g), чем вибрации.

Ударом называют кратковременное воздействие, длительность которого примерно равна двойному времени распространения ударной волны через объект, подвергшийся удару. В момент удара происходит колебание системы на вынужденной частоте, определяемой длительностью удара, а после него – на собственной частоте конструкции. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного импульса.

Механическое воздействие характеризуется перегрузкой n, которая кратна ускорению силы тяжести g.

Для вибрационных перегрузок

 

 

где х – амплитуда вибраций, мм; f – частота колебаний, Гц.

При ударе

 

 

где S – перемещение соударяющихся тел с учетом амортизации, мм;  – мгновенная скорость в момент удара, мм/с.

Влияние вибраций сводится к тому, что при совпадении частоты возмущений силы и частоты собственного резонанса конструкции ЭС возникает явление механического резонанса, при котором усилия возрастают настолько, что могут привести к механическим разрушениям изделия.

Удары и ускорения наиболее опасны для хрупких напряжённых деталей особенно из керамики, стекла и ферритов. При ударах возможно разрушение деталей и узлов в местах крепления.

 В результате механических воздействий в виде ударов и вибрации в ЭС могут наблюдаться следующие повреждения:

- полное разрушение корпуса или его частей вследствие удара или механического резонанса;

- отрыв монтажных связей и выводов электрорадиоэлементов;

- временный или окончательный выход из строя разъемных и неразъемных электрических контактов (в соединителях, реле);

- смещение положения органов настройки и регулировки;

- отслоение печатных проводников и расслоение многослойных печатных плат;

- выход из строя механических узлов (зубчатых пар, подшипников, крепежа);

- изменение параметров конденсаторов переменной емкости, катушек индуктивности вследствие смещения и изменения геометрических размеров;

- смещение частотного диапазона приемных устройств.

 

 

Лекция 2