21149

МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИИ СВТ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Наибольшее разрушающее воздействие на конструкцию СВТ оказывают вибрации. Он в свою очередь приводит к увеличению амплитуды колебаний СВТ. Введение амортизаторов между СВТ и объектом в качестве среды уменьшающей амплитуду передаваемых колебаний и ударов снижает действующие на СВТ механические силы но не уничтожают их полностью.

Русский

2013-08-02

38.5 KB

5 чел.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИИ СВТ

Основной особенностью СВТ, относящейся к группе возимой и носимой ЭА, является повышенное воздействие на нее механических факторов, таких как вибрации, удары, ускорения. Механические воздействия имеют место и в работающей стационарной ЭА. Все виды ЭА подвергаются воздействию внешних механических нагрузок, которые передаются к каждой детали, входящей в конструкцию.

Вибрации характеризуются частотой, амплитудой и ускорением.

Ударные нагрузки характеризуются числом одиночных ударов или их серией (обычно оговаривают максимальное число ударов), длительностью ударного импульса и его формой, мгновенной скоростью при ударе, перемещением соударяющихся тел.

Линейные ускорения характеризуются ускорением, длительностью, знаком воздействия ускорения.

Наибольшее разрушающее воздействие на конструкцию СВТ оказывают вибрации. Как правило, конструкция аппарата, выдержавшая воздействие вибрационных нагрузок в определенном частотном диапазоне, выдерживает ударные нагрузки и линейные ускорения со значительно большими значениями соответствующих параметров.

Возникающие при вибрациях, ударах и ускорениях перегрузки оценивают соответствующими коэффициентами.

Если система состоит из груза с массой m, пружины с жесткостью k и демпфера с коэффициентом демпфирования β, то демпфирование δ0 – параметр, пропорциональный коэффициенту демпфирования, вычисляется по формуле:

.

Частота собственных колебаний системы вычисляется по формуле:

.

С увеличением массы частота уменьшается, а с увеличением жесткости пружины – увеличивается.

Любая реальная система имеет демпфирование в пределах 0,02-0,25.

Установившееся под воздействием внешней гармонической силы колебания называют вынужденными. Амплитуда таких колебаний зависит не только от параметров системы и возмущающей силы, но и от ее частоты ω. Если частота ω возмущающей силы совпадает с собственной частотой системы ω0, то наблюдается явление механического резонанса. Он в свою очередь приводит к увеличению амплитуды колебаний СВТ.

Вибрационная устойчивость – свойство объекта при заданной вибрации выполнять заданные функции и сохранять значения своих параметров в пределах нормы.

Вибрационная прочность – прочность при заданной вибрации и после прекращения ее.

Введение амортизаторов между СВТ и объектом в качестве среды, уменьшающей амплитуду передаваемых колебаний и ударов, снижает действующие на СВТ механические силы, но не уничтожают их полностью.

Жесткость конструкции есть отношение действующей силы к деформации конструкции, вызванной этой силой.

Под прочностью конструкции понимают нагрузку, которую может выдержать конструкция без остаточной деформации или разрушения. Повышение прочности конструкции СВТ связано с усилением ее конструктивной основы, применением ребер жесткости, контровки болтовых соединений и т.д. Особое значение имеет повышение прочности несущих конструкций и входящих в них узлов методами заливки и обволакивания. Заливка пенноматериалом позволяет сделать узел монолитным при незначительном увеличении массы.

Нельзя допускать образования механической колебательной системы. Это касается крепления монтажных проводов, микросхем, экранов и других частей, входящих в СВТ.

Эффективный способ повышения надежности СВТ при механических воздействиях – это виброизоляция. При этом энергия механических колебаний поглощается или отражается специальными приспособлениями – амортизаторами. Энергия в них поглощается за счет трения, а отражение части механической энергии происходит в случае, если частота собственных колебаний амортизированной механической системы меньше нижней границы диапазона воздействующих колебаний, т.е. ω0<ω.

Качество амортизации характеризуется коэффициентом виброизоляции, равным отношению виброускорения, воздействующего на объект, к виброускорению основания или шасси, на котором он установлен, в функции от параметра

α= ω/ω0.

Для большинства систем  амортизации α>2, коэффициент виброизоляции описывается выражением:

.

Эффективная амортизация обеспечивается при условии 2ω0≤ω, т.е. собственная частота системы должна быть минимум в 2 раза меньше нижней граничной частоты воздействующих виброускорений. Тогда можно вычислить необходимую собственную частоту системы:

.

Суммарная жесткость амортизаторов системы, Н/м, определяется:

,

где m – масса амортизированной системы.

По основным параметрам амортизаторов выбирают их тип и размеры. К таким параметрам относят:

- жесткость,

- номинальную нагрузку,

- диапазон собственных частот,

- относительный коэффициент демпфирования,

- допустимые условия эксплуатации,

- массогабаритные показатели.

Различают следующие типы амортизаторов:

1. Резинометаллические. Они просты в изготовлении, защищают от вибрации в любом направлении, имеют довольно низкий коэффициент демпфирования, но требуют защиты от разрушающих резину воздействий (масла, бензин, солнечная радиация). В них при понижении температуры упругость ухудшается и возрастают собственная частота и жесткость.

2. Пружинные. Такие амортизаторы защищают от вибраций только в одном (основном) направлении, хорошо противостоят внешним воздействиям, диапазон воздействующих виброускорений в общем случае равен 5-5000 Гц. Но в таких амортизаторах может возникнуть явление механического резонанса.

3. Пневмогидравлические. Применяют для исключения возможности возникновения резонанса, т.к. собственные частоты таких амортизаторов составляют не более 3 Гц.

Классификация амортизаторов:

1 - по принципу действия делятся на фрикционные или механические (сухого трения), гидравлические (вязкостного трения) и реласакционные;

2 - по характеру действия сил трения делятся на амортизаторы одностороннего и двустороннего действия (с сопротивлением на прямом и обратном ходах);

3 - конструктивно гидравлические амортизаторы делятся на рычажно-лопастные, рычажно-поршневые и телескопические (двух- и однотрубные) с газовым подпором или без него;

4 - по характеру изменения силы сопротивления, в зависимости от перемещения катков, скорости и ускорения этого перемещения амортизаторы подразделяются на:

- амортизаторы с примерно постоянной силой трения;

- амортизаторы с силой трения, зависящей от перемещения, при этом сила трения может быть как пропорциональна перемещению, так и иметь нелинейную зависимость;

- амортизаторы с силой трения пропорциональной скорости перемещения катка (подавляющее большинство современных гидравлических амортизаторов);

- амортизатор, сопротивление которого меняется пропорционально ускорению.