Виброзащита ячеек электронно-вычислительной аппаратуры и систем управления высокодемпфированным динамическим гасителем колебаний

• Автор: Акаемов, Денис Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 179 с. : ил

Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ и постановка задач диссертации

1.1 Анализ методов виброзащиты ЭВА

1.2 Методы оптимизации динамического гасителя колебаний

1.3 Анализ свойств демпфирующих материалов, применяемых в ДГК.

1.4 Анализ современного состояния проектирования ячеек ЭВА

1.5 Анализ методов испытаний на воздействие вибрации

1.6 Постановка задач диссертации
2. Разработка математической модели ячейки ЭВА с динамическим гасителем колебаний при случайном вибрационном воздействии
2.1. Принципы моделирования случайного вибрационного воздействия на ячейку ЭВА с ДГК
2.2. Моделирование случайного стационарного воздействия вибрации
на ячейку с ДГК
2.3. Исследование воздействия с постоянной спектральной плотностью виброперемещения на свободно опертую ячейку с ДГКД
2.4. Оптимизация параметров гасителя в случае вибрационного воздействия, характерного для условий эксплуатации ЭВА
2.5. Формализация задач проектирования ячеек ЭВА с ДГКД
2.6. Выводы по главе
3. Разработка методики проектирования ДГКД ячеек электронных
средств с учетом диссипативного нагрева
3.1. Определение величины поглощаемой энергии и тепловой мощности
3.2. Определение перегрева
3.3. Описание экспериментальной методики
3.4. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований

3.5. Методика проектирования ячеек электронной аппаратуры с высо-кодемпфированным динамическим гасителем колебаний
3.6. Выводы по главе
4. Экспериментальные исследования и апробация результатов диссертации
4.1. Разработка автоматизированной системы испытаний ячеек ЭВА
на случайное вибрационное воздействие
4.2. Результаты теоретического и экспериментального моделирования ячейки с ДГК
4.3. Проверка адекватности математических моделей
4.4. Результаты внедрения
4.5. Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложение

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
mQ - масса единицы площади ячейки;
D - цилиндрическая жесткость;
Е - динамический модуль Юнга материала основания ячейки;
Я - толщина основания ячейки;
а - коэффициент Пуассона материала основания ячейки;
Г| - коэффициент механических потерь;
Р(х, у, t) - внешняя сила, действующая на ячейку;
Кг(х,у) - удельная жесткость демпфера гасителя;
2г (Х’ У) ‘ перемещения груза гасителя;
zu (х, у) - перемещения точки платы с координатами (х, у);
хг,уг - координаты установки гасителя;
Wk (х, у) - собственные формы колебаний;
SpiPk (®) взаимная спектральная плотность обобщенных сил;
SPK(x,y,x',у';(О) - временная спектральная плотность возмущающего воздействия;
00max - верхняя частота диапазона случайного воздействия; res /(z) - вычет функции относительно /-го полюса (а,);

S - дисперсия случайного воздействия;
а - положительная константа, характеризующая ширину и закон изменения спектральной плотности;
Р - характерная частота;
Е - модуль упругости вибропоглощающего материала; h - высота демпфирующего элемента;
< > усредненное по времени значение;
a,b,h - длина, высота и ширина демпфирующего элемента соответственно;
чувствительность результатов к отклонениям параметров гасителя от оптимальных значений в данном случае существенно меньше, чем при гармонических колебаниях [5, б].
Параметры гасителя оптимизируются из условия минимума дисперсий колебаний главной массы. При нормальном законе распределения внешнего воздействия минимум дисперсии перемещения соответствует максимуму надежности (вероятности безотказной работы) системы [6, 10]. Поэтому результаты оптимизации гасителя могут быть использованы при повышении надежности и долговечности конструкций, подверженных случайным воздействиям.
Решение указанной задачи достигается рассмотрением перемещений основания z, на котором установлена защищаемая система с ДГК, представляющих собой стационарный случайный процесс со спектральной плотностью аппроксимируемой выражением
sz{po)= 2ао(ао +Ро)//К-ро ~(Ро +aoj)2po ~(Ро “а07’)2.| О-12)
где ад,Ро - некоторые числовые параметры.
Анализ выполняется при учете для защищаемой системы и гасителя частотно-независимого трения в комплексной форме. Дифференциальные уравнения колебаний главной массы и гасителя приводятся к виду 2 2
7У + (»1 +ipvi){x-z)+v^~-у = 0, + /22(м2 + ipv2 у -х)- 0.
dx dx dx
При рассмотрении стационарного режима колебаний множитель Р ~ sign Pq.
После подстановки р~ р0 /му П = а0 /Щ, (3 = (30 / w0, Sz(p)dpQ, АЧХ и дисперсия отклонений главной массы предстанут в виде: