Автоматизация проектирования виброзащиты электронной аппаратуры методом частотной отстройки

• Автор: Ухин, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 179 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Анализ частотной отстройки как метода виброзащиты электронной аппаратуры

1.1 Сущность и способы частотной отстройки плоских

конструкций

1.2. Анализ способов частотной отстройки с учетом специфики ячеек ЭА

1.2.1. Изменение площади и конфигурации печатной платы

1.2.2. Изменение толщины печатной платы

1.2.3. Влияние способов крепления

1.2.4. Применение ребер жесткости

1.2.5. Сравнение способов частотной отстройки

1.3. Анализ методов расчета СЧК и оптимизации частотной отстройки.
1.3.1. Аналитические методы
1.3.2. Численные методы, реализованные в программных средствах.
1.3.3. Оптимизация частотной отстройки.
1.4. Экспериментальная проверка условия частотной отстройки.
Выводы к главе 1
2. Разработка информационного и математического обеспечения.
2.1. Анализ существующей математической модели
2.2. Зависимость собственной формы колебаний ячейки от места установки ребра жесткости
2.3. Определение координат узловых линий аналитическим методом
2.4. Уточнение существующей математической модели.
2.4.1. Анализ численных методов.
2.4.2. Разработка математических выражений для потенциальной и
кинетической энергии ребра жесткости.
2.5. Разработка алгоритма идентификации ячеек ЭА с ребрами жесткости
2.6. Разработка математической модели для ячейки с ребрами жесткости при четырехточечном способе крепления
Выводы к главе 2.
3. Оптимизация виброзащиты методом частотной отстройки.
3.1. Определение последовательности применения способов частотной отстройки
3.2. Разработка алгоритма оптимизации виброзащиты ЭА методом частотной отстройки
3.2.1. Определение необходимого количества и места расположения ребер жесткости
3.2.2. Оптимизация ячеек с ребрами жесткости.
3.2.3. Алгоритм оптимизации виброзащиты ЭА методом частотной отстройки
Выводы к главе 3
4. Экспериментальные исследования и результаты внедрения.
4.1. Методика экспериментальных исследований
4.2. Проверка адекватности математической модели
4.3. Определение положения узловых линий для размещения ребер жесткости.
4.4. Тестирование программы оптимизации виброзащиты методом частотной отстройки.
4.5. Результаты внедрения работы при проектировании
модуля ППРЧБ.
Выводы к главе 4
Заключение
Список литературы


Основные результаты диссертационной работы внедрены на предприятии Владимирское конструкторское бюро радиосвязи, использованы при выполнении госбюджетной НИР №9/ Владимирского государственного университета и применяются в учебном процессе кафедры «Конструирование и технология радиоэлектронных средств» Владимирского государственного университета. VI Международная научно-практическая конференция «Моделирование, теория, методы и средства», Новочеркасск г. VII Международная научно-практическая конференция «Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике», Новочеркасск г. XII Всероссийская научно-техническая конференция студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании», Рязань г. Раздел содержит анализ способов частотной отстройки ячеек ЭА и методов расчета СЧК, а также проводится экспериментальная проверка условия частотной отстройки. Определяются задачи исследования. На рисунке 1. А2 - амплитуда колебаний точек крепления, / и /2 первая и вторая СЧК конструкции. Если частотный диапазон вибраций от /и Д° /в (Рис- 1*1), в котором находятся / и /2, то возникнут резонансные колебания. В литературе [5-7] на основе анализа систем с одной степенью свободы (СОСС) указано, что для их устранения необходимо выполнить условие /1 ^2/в. Тогда после выполнения частотной отстройки график зависимости р(/) конструкции должен выглядеть так, как показано на рисунке 1. Рис. Рис. СЧК конструкции. СЧК конструкции, ? V-коэффициент Пуассона, Л^, /? СЧК тем меньше их величина [6]. Таким образом, частотную отстройку, можно применять и для уменьшения амплитуд виброперемещений и напряжений при резонансе до допустимого уровня. ИКЭРЭ , (1. Кэрэ- коэффициент, учитывающий массу ЭРЭ; О- цилиндрическая жесткость платы; а, - коэффициент, зависящий от способа крепления пластины, соотношения ее сторон, номера обертона; а- длина платы, р- плотность материала платы; А - толщина платы, следует, что влиять на частоту колебаний ячейки можно через изменение ее геометрических размеров, способа крепления, толщины материала, жесткости, массы. На рисунке 1. Рис. Из него видно, что при замене свободного опирания по контуру на жесткое крепление а, возрастает в 1. На рисунке 1. СЧК прямоугольных плат из эпоксидного стеклопластика размером 2. Показано, что увеличение точек крепления с четырех (случай 2) до семи (случай 6) повышает первую СЧК более чем в три раза. Условие частотной отстройки (/| > 2/в) в этом случаи выполняется для вибраций, не превышающих 0 Гц. Рис. Способы крепления плат. В литературе [4-] нет примеров ячеек ЭА, у которых резонансные колебания с помощью этого способа устранялись в диапазоне частот с верхней границей не ниже 0 Гц, но очевидно, что они будут содержать большое количество точек крепления. ЭРЭ и трассировки. Так же не ясно, где следует распологать точки крепления для получения наибольшего значения СЧК и в каких устройствах ЭА данный способ частотной отстройки допустим. Для оценки влияния площади ячейки на собственные частоты приведем пример из [5], где даны графики, показывающие зависимость СЧК квадратных плат толщиной 1. Рис. Гц. То есть такие преобразования позволяют применять ячейку в диапазоне вибраций до 5 Гц. Таким образом, уменьшая площадь ячейки, мы смещаем весь спектр СЧК в более высокую частотную область. Для плат с ЭРЭ сохраняется примерно та же зависимость СЧК от их площадей, что и рассмотренная выше. Следовательно, при конструировании ячеек с высокими СЧК конструктор сталкивается с нежелательным уменьшением пространства, необходимого для размещения ЭРЭ. В литературе [5-9, ] приведено много частных примеров данного способа частотной отстройки, однако нет четких практических рекомендаций по тому, как следует уменьшать площадь ячейки ЭА с тем или иным способом крепления для получения наибольшего значения частоты, и не показано, с каким коэффициентом заполнения платы ЭРЭ он эффективен. Характер зависимости СЧК ячейки от ее толщины можно проследить из формулы 1.