Лекции.Орг


Поиск:




Повышение резонансных частот конструкции




Известно, что для полного устранения резонансных явлений в конструкции необходимо, чтобы резонансные частоты деталей, печатных плат и электрорадиоэлементов в 2-3 раза превосходили верхнюю границу частотного спектра вибрации, воздействующей на блок.

Способы повышения резонансных частот вытекают из анализа формул для их расчета.

Расчет собственных колебаний элементов и узлов реальных конструкций (корпусов, печатных плат, ЭРЭ и др.) обычно является трудоемкой задачей. Поэтому на практике конструкции заменяют эквивалентными расчетными схемами, для которых известны расчетные зависимости. Наиболее распространенным способом приближенного расчета собственных колебаний является замена реальной конструкции балочными схемами и пластинами. К таким конструкциям относятся ЭРЭ на платах, укрепленные на выводах, корпуса, кронштейны, печатные платы и другие детали.

Частоты собственных колебаний балочных конструкций могут быть определены по формуле:

                                                                       ,                             (14)  

где j - безразмерный коэффициент, значение которого зависит от вида конструкции и способа закрепления;

l - длина конструкции;

Е - модуль упругости материала конструкции;

J - момент энерции сечений конструкции;

m - погонная масса конструкции.

   Собственные частоты прямоугольных пластин постоянной толщины, состоящие из упругого однородного материала (монтажные платы, крышки и др.), определяются по формуле:

                                           f0 = (ch/a2)104 ,                               (15)

где f0 - собственная частота, Гц;

  с - коэффициент, зависящий от способа закрепления платы, соотношения сторон и  материала платы;

  а - длина пластины, см;

  h - толщина пластины, см.

   Многослойную пластину, неоднородную по толщине (печатную плату), приводят к однородной однослойной пластине.

   Очевидно, что для повышения резонансной частоты f0, конструктор может менять конструктивные характеристики конструкций и материалы элементов.

В частности повысить резонансную частоту поперечных колебаний печатных плат можно следующими способами:

n применить более жесткое закрепление краев платы (например, рамочную

конструкцию с приклеиванием краев печатной платы);

n уменьшить размеры печатной платы или применить квадратную конфигурацию;

n увеличить толщину печатной платы;

n применить материал основания печатной платы с большим модулем упругости

(например, вместо гетинакса - стеклотекстолит, вместо стеклотекстолита - дюралюминий);

n сделать дополнительное крепление центра печатной платы к шасси блока;

n применить ребра жесткости и т.д.

Наибольшую опасность представляет собой поперечные колебания печатных плат, так как их резонансная частота значительно ниже, чем продольных. Оценим влияние различных вариантов закрепления ПП в конструкциях ЭС.

Различают точечное закрепление печатной платы и сплошное.

При точечном закреплении (рис.7.9) печатная плата крепится винтами в нескольких точках.

Рис. 7.8. Точечное закрепление печатных плат.

При сплошном закреплении крепится одна или несколько сторон платы целиком.

Различают следующие случаи сплошного закрепления сторон печатной платы: зажатый край (или жесткое защемление), опертый край (или шарнирное опирание) и свободный край. Эти три случая являются идеализацией реальных способов закрепления. Так, закрепление сторон платы в направляющих блока принимают за шарнирное опирание. Зажатым краем считается край платы с многоконтактным разъемом с жесткими выводами.

 

Рис. 7.9. Обозначение способов сплошного закрепления сторон печатной платы.

Для повышения значения резонансной частоты f0 для ПП необходимо выбирать при точечном варианте пяти - или шеститочечный случай, а при сплошном - зажатый по периметру вариант закрепления.

Для повышения резонансной частоты электрорадиоэлементов существует два способа:

n уменьшение длины выводов;

n приклеивание электрорадиоэлемента к печатной плате.

При установке электрорадиоэлементов на клей резонансная частота определяется только собственными колебаниями выводов, и поэтому в вибропрочных конструкциях их длина должна быть минимальной.  

В завершении следует указать, что повышение резонансной частоты конструктивных элементов позволяет лишь исключить резонанс, но не предотвращает воздействия на элемент внешней механической энергии.

7.4.2.Применение вибропоглощающих материалов в конструкции ЭС

В случае невозможности вывода резонансной частоты f0 конструкции за пределы диапазона воздействующих частот необходимо уменьшить коэффициент передачи энергии.

Известно, что коэффициент передачи колебаний печатной платы на резонансной частоте обычно пропорционален коэффициенту механических потерь g. Для увеличения коэффициента механических потерь (КМП) и, следовательно, для уменьшения резонансных явлений в конструкции используют полимерные вязкие компаунды с большим КМП.

Наиболее часто используют следующие варианты (рис.7.10):

n приклеивание электрорадиоэлементов к плате вибропоглощающим компаундом;

n заливка платы;

n применение многослойных печатных плат, слои которых склеены

вибропоглощающим компаундом.

Рис. 7.10. Заливка платы вибропоглащающим материалом.

   Варианты структур, указанные на рис.7.11, имеют свои достоинства и недостатки. Выбор осуществляется в каждом конкретном случае, исходя из соответствующих требований.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 420 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Есть только один способ избежать критики: ничего не делайте, ничего не говорите и будьте никем. © Аристотель
==> читать все изречения...

767 - | 729 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.