Автоматизация проектирования виброзащиты ячеек электронной аппаратуры демпфирующими вставками

• Автор: Кузнецов, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Способы виброзащиты электронной аппаратуры ЭА и методы их автоматизированного проектирования.

1.1. Способы защиты ЭА от воздействия вибрации

1.1.1. Воздействие вибрации на конструкции ЭА

1.1.2. Способы виброзащиты ЭЛ

1.1.3. Вибрационный анализ ячеек ЭА

1.2. Анализ методов расчета колебаний ячеек с демпфирующими вставками

1.3. Системы автоматизированного проектирования виброзащиты электронной аппаратуры.

1.3.1. Универсальные САПР

1.3.2. Специализированные САПР.

Выводы к главе 1
Глава 2. Математическое моделирование ячеек ЭА с демпфирующими вставками ДВ
2.1 Исследование особенностей моделирования конструкций ЭЛ с ДВ в системе конечноэлементного анализа СКЭЛ ЛУ5.
2.2 Разработка алгоритма проектирования и оптимизации конструкций ЭА с ДВ.
2.2.1 Применение ДВ
2.2.2 Критерии оптимальности конструкций ЭА с ДВ
2.2.3 Алгоритм проектирования и оптимизации
2.3 Методика создания регрессионных моделей конструкций ЭА с ДВ для расчета собственных частот и амплитуд резонансных колебаний ячеек с применением СКЭА АЫБУВ
Выводы к главе 2
Глава 3. Исследование и разработка программных модулей для автоматизации проектирования виброзащищенных ячеек ЭА
3.1. Интеграция Комплекса программ анализа механических воздействий на радиоэлектронную аппаратуру и программы проектирования печатных плат i i.
3.1.1 Структура выходного файла САПР i i.
3.1.2 Разработка алгоритма считывания и перезаписи выходного фала САПР i i
3.2 Разработка макроса расчета сложных конструкций ЭА с
ДВ при гармонической и случайной вибрациях
3.2.1 Разработка структуры макроса.
3.2.2 Особенности разработанного макроса при расчете конструкций ЭА в САПР на случайное вибрационное воздействие.
Выводы к главе 3
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Методика экспериментальных исследований.
4.2 Проверка адекватности математических моделей
4.3 Тестирование разработанных модулей для Комплекса программ
4.3.1 При гармонической вибрации.
4.3.2 При случайной вибрации.
Выводы к главе 4
Заключение
Список литературы


Ячейки в блоке располагаются ориентированными таким образом, что максимальный вектор вибрации совпадает с плоскостью их максимальной жесткости. ЭРЭ на ячейках размещают в зависимости от допустимых уровней вибрации, т. Широкое использование рационального размещения и ориентации ЭРЭ и ячеек затруднено из-за низкой ег о эффективности, особенно для ЭА, эксплуатируемой в широком диапазоне частот вибрации и при высоких уровнях виброускорения. Метод увеличения демпфирующих свойств конструкций применяется для уменьшения амплитуды резонансных колебаний ячеек ЭА, работающих в широком диапазоне частот (до Гц) [7, 8, ]. Суть метода заключается в использование специальных элементов, выполненных из материалов с большим внутренним трением. Введение подобных элементов значительно увеличивает потери энергии колебаний ячеек, снижая амплитуды колебаний в области резонанса. Такие элементы получили название «демпферы» []. В качестве демпфирующего устройства могут применяться элементы, выполненные из различных вибропоглощающих (ВП) материалов [7, 8, ]. Наиболее перспективными с учетом всех требований (технологических, эксплуатационных и т. ЭА, являются полимерные материалы. Подобные материалы образованы из длинных молекулярных цепочек органического происхождения, атомы углерода в которых связаны друг с другом и образуют разветвления. Демпфирование происходит при релаксации и восстановлении полимерной цепочки после ее деформирования. Демпферы, изготовленные на основе этих материалов, называют полимерными демпферами (ПД) [7, 8]. Конструктивно ПД могут исполняться в виде распределенных демпферов - демпфирующие слои (ДС) (внешние и внутренние), демпфирующие ребра (ДР), и сосредоточенных демпферов - демпфирующие вставки, динамические гасители колебаний с демпфированием. В разви тие теории и практики полимерных демпферов большой вклад внесли работы J. E. Ruzichka [, , , , , ], A. D. Nashif [2, , , ], Е. М. Kerwin [, ], D. I.G. Jones [3, , , ], E. H. Талицкого [4, 8], Э. Б. Слободника [4] и других авторов [, , -]. Первоначально для виброзащиты конструкций ячеек ЭА использовались ПД в виде внешнего демпфирующего слоя (рис 1. При изгибных колебаниях ячейки в ДС возникают деформации растяжения-сжатия. Рис. При использовании конструкции в виде внутреннего ДС вибропоглощающий материал наносится между несущими слоями ячейки (рис. В работах [, ] показано, что применение ПД в виде внутреннего ДС позволяет значительно повысить эффективность виброзащиты ячеек ЭА без значительного увеличения габаритов и массы конструкции. Рис. Основным отличием механизма работы внутренних ДС является преобладающая роль сдвиговых деформаций. Использование внутреннего ДС уменьшает технологичность конструкций, а также задает новые требования по прогнозированию надежности подобных многослойных ячеек из-за возможности отслаивания несущих оснований. Механизм работы демпфирующих ребер (ДР) аналогичен механизму работы внешнего ДС с той разницей, что ДР устанавливается не по всей поверхности ячейки, а с учетом конкретных форм колебаний (рис. При этом для эффективного подавления резонансных колебаний необходимо, чтобы демпфирующее ребро было расположено вдоль условной геометрической наибольшей кривизны платы, проходящей через точку максимальной амплитуды колебаний при резонансе [2, 8]. Обладая меньшей массой по сравнению с внешним ДС, демпфирующее ребро способно обеспечить эквивалентное уменьшение уровня резонансных колебаний. Рис. ЭРЭ может не оказаться. Одним из наиболее эффективных способов уменьшения резонансных колебаний ячеек ЭЛ в широком диапазоне частот является применение полимерных демпфирующих вставок [2, , , , ]. Они позволяют снизить амплитуды резонансных колебаний Рис. ЭА. Необходимым условием для установки ДВ является наличие параллельно расположенных элементов конструкций - ячеек, стенок корпуса и т. Принцип работы ДВ заключается в том, что при резонансах плоских элементов конструкции ДВ деформируется, что приводит к поглощению энергии колебаний [3, , ], и, как следствие, к уменьшению амплитуд колебаний.