Лабораторна робота №5

Тема. Дослідження власних частот і форм коливань друкованих вузлів

Мета: вивчення поведінки монтажної плати при впливі на неї вібраційного навантаження, ознайомитись з методами визначення власних резонансних частот конструкції, впливом параметрів конструкції на їх власні частоти, а також проаналізувати методи захисту від механічного впливу.

1 Короткі теоретичні відомості

Під час захисту РК від механічного впливу необхідно перш за все забезпечити захист найбільш слабого його елемента – друкованої плати. З цією метою потрібно, щоб резонансна частота ДП відповідала умові:

а також резонансні частоти її елементів

знаходились за межами частотного діапазону вхідного впливу F_{0 min}…F_{0 max}, де C, C_i, m i m_i – жорсткість і маса навантаженої ДП і елемента відповідно.

Також можливе розходження як вище, так і нижче діапазону вхідного впливу. Однак, як правило, забезпечують розбіжність "угору", виконуючи правило октави, f₀ > 2 F_max, яке виключає виникнення резонансних явищ.

При цьому враховують відносну простоту конструктивної реалізації умови, а головне – небезпеку виникнення низькочастотних резонансів і супроводжуюче їх різке збільшення амплітуди вібрацій

,

де – величина перевантаження.

З урахуванням реального механічного впливу беруть такі обмеження – ДП з установленими на них ЕРЕ не повинні мати резонансних частот для нормалізованої апаратури нижче 60 Гц, для амортизованої ЕА – нижче 1,5 f_{0 бл}, де f_{0 бл} – найбільша резонансна частота коливань блока на амортизаторах.

Для розрахунку резонансної частоти ДП при рівномірно розподіленій масі ЕРЕ по платі користуються формулою:

,

де т_е – маса підвісних ЕРЕ; т _п – маса ДП; Δ – відношення меншого боку плати до більшого; S – товщина плати; В – більший бік плати; Е – модуль Юнга матеріалу плати (для фольгованого склотекстоліту S = 1,3 мм – 3,2·10¹⁰ H/м³); ρ – густина матеріалу плати (для склотекстоліту – 2,5·10³ кг/м³); λ – коефіцієнт, який залежить від способу закріплення ДП (0,2...0,5 – при закріпленні ДП за допомогою рознімань; 1,0 – при кріпленні в чотирьох точках (по кутах); 2,0 – при кріпленні в шести точках (3х2) та в спрямівних; 2,5 – при кріпленні ДП по кутах і в центрі).

Ступінь захисту РК від механічної дії залежить від міцності ДП і якості її закріплення. З метою підвищення запасу віброміцності можуть бути рекомендовані такі заходи:

- зменшення ДП;

- допоміжна точка закріплення в центральній частині ДП;

- замкнені коробкові НК;

- ребра жорсткості, профілювання листового матеріалу по площині й по периметру у вигляді відбортовок, згинів, пукльовок, витягнень;

- кріплення підвісних ЕРЕ індивідуальними утримувачами, які виключають деформацію виводів;

- допоміжне кріплення ЕРЕ приклеюванням і прилакуванням;

- демпфірування ЕРЕ на ДП за допомогою в’язкопружного компаунда, наприклад КТ-102;

- парні конструкції ДП з прокладками з пінопласту та інших демпфірувальних матеріалів між ними.

Програма роботи

2.1 Виміряти, за осцилографом,значення амплітуди та періоду коливань бази та друкованої плати для обраних частот коливань.

3 Підготовка приладу до роботи

3.1 Увімкнути і підготувати осцилограф до роботи.

3.2 Увімкнути і підготувати до роботи вібростенд.

3.3 Установити та закріпити друковану плату на вібростенді.