Результаты расчета занесены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Суммарный поправочный коэффициент
Элемент
Коэффициенты
αΣ
α1,2
α3
α4
α5
Конденсатор
0,45
1,07
1
0,4815
Конденсатор электролитический полярный
Стабилизатор напряжения
0,6
0,642
Микросхема
0,8
0,856
Предохранитель
Индикатор сегментный
Реле
0,7
0,749
Резистор постоянный
0,5
0,535
Резистор переменный
Тактовый переключатель
Трансформатор
Диод, диодный мост, светодиод
Транзистор
Разъем, клемная колодка
Резонатор
Провод монтажный
Соединение пайкой
0,4
0,428
Плата печатная
2. Суммарная интенсивность отказов элементов с учетом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы в составе устройства [11]:
, (3.43)
где λ0j – справочное значение интенсивности отказов элементов j-й группы, j = 1,…, k.
, (3.44)
где λj(ν) – интенсивность отказов элементов j-й группы с учетом электрического режима и условий эксплуатации;
nj – количество элементов в j-й группе; j=1,…, k;
k – число сформированных групп однотипных элементов;
Результаты расчета занесены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Определение суммарной интенсивности отказов элементов с учетом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы
Наименование
Позиционное обозначение
λ0j×10-6, 1/ч
λj(v)×10-6
1/ч
nj
λj(v)•nj
×10-61/ч
C1,C2,C3,С5,C7C8,С10,С12,С16
0,48
0,05
0,024
9
0,216
Конденсатор электролити-
ческий полярный
C4,C6,С9,С11,
С13-С15
0,55
0,5885
7
4,1195
DA1,DA2
0,64
0,352
2
0,704
λj(v)×10 -6, 1/ч
×10- 6
DD1-DD3
0,85
0,425
3
1,275
FU
5,4
4,59
HG1,HG2
1,7
K1
0,75
Резистор постоянныйP<0,5Вт
R1-R11,R13,
R15-R23
0,53
0,0265
21
0,5565
Резистор постоянный P<10Вт
R14,R24,R25
0,212
0,636
R12
0,24
SA1-SA4
0,74
0,3
0,222
4
0,888
T1
0,9
0,765
Диод
VD1-VD11
0,2
0,17
11
1,87
Диодный мост
VD12-VD19
1,1
0,935
Светодиод
HL1
0,595
VT1-VT4
0,34
1,36
VT5-VT10
0,51
6
3,06
XP1,XP2,XT1
0,148
0,444
ZQ1
0,37
0,3145
Провод монтажный (шлейф)
0,192
12
2,304
0,42
0,04
0,0168
304
5,1072
0,106
Итого
33,5
λΣ (v)= 3,35·10-5 1/ч.
3. Рассчитываем значение времени наработки на отказ:
, (3.45)
ч.
4. Вычисляем вероятность безотказной работы устройства P(tз) в течении заданного времени tз = 5000 ч:
, (3.46)
Т.е. с вероятностью 0,846 данный блок РЭС будет функционировать безотказно в течение 5000 часов.
5. Среднее время безотказной работы устройства (средняя наработка на отказ):
Тср = Т0 = 29850 ч.
6. Вычисляем гамма-процентную наработку до отказа при :
, (3.47)
Рисунок 3.1 – Зависимость вероятности безотказной работы от времени
3.6 Расчет на механические воздействия
В данном расчёте были использованы следующие величины:
- возмущающая частота f, 10…30 Гц;
- толщина платы h, 0,0015 м;
- модуль упругости Е, 3,2·1010 Па;
- коэффициент Пуассона ν, 0,28;
- декремент затухания Λ, 500;
- виброускорение а0(f), 9,8 м/с2
1. Найдем частоту собственных колебаний равномерно нагруженной пластины (печатной платы), закрепленной в четырех точках. [3]
Цилиндрическая жесткость пластины, Н·м:
, (3.48)
Н.м;
Общий коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины:
(3.49)
где k, a, b, g - коэффициенты, учитывающие способ закрепления сторон пластины (для пластины, жестко закрепленной с большей стороны и закрепленной в трех точках k=15,42, a=0, b=0,34, g=1 [3]);
a, b – длинна и ширина пластины соответственно (0,16×0,08), м;
;
Частота собственных колебаний пластины, Гц:
, (3.50)
где Μ — масса пластины с элементами, кг (около 0,32 кг.);
, Гц;
2. Коэффициент расстройки:
(3.51)
где f — частота возбуждения, Гц;
3. Показатель затухания:
(3.52)
где Λ - декремент затухания;
4. Коэффициент передачи по ускорению является функцией координат и может быть определен по формуле:
(3.53)
где Κ1(x), Κ1(y) - коэффициенты для различных условий закрепления краев пластины (для пластины с одним опертым краем и одним защемленным Κ1(x),=Κ1(y)=1,3 в точке максимального прогиба - по центру пластины);
5. Амплитуда виброперемещения основания, м:
, (3.54)
м;
6. Амплитуда виброперемещения, м:
, (3.55)
, м;
7. Амплитуда виброускорения, м/с2:
, (3.56)
м/с2;
8. Максимальный прогиб пластины относительно ее краев. Для кинематического возбуждения, м:
, (3.57)
9. Проверяем выполнение условия вибропрочности. Оценка вибропрочности производится по следующим критериям: для ИС, транзисторов, резисторов и других ЭРЭ амплитуда виброускорения должна быть меньше допустимых ускорений для данной элементной базы [3] т.е.:
, м/с2 (3.58)
73,5 м/с2;
Для ПП с радиоэлементами должно выполняться условие:
, м (3.59)
где b — размер стороны ПП, параллельно которой установлены элементы, м;
Таким образом, условия вибропрочности соблюдены. В данной конструкции не требуется применение дополнительных средств защиты от вибрации, усложняющих и удорожающих устройство.
Расчет на воздействие удара.
Ударные воздействия характеризуются формой и параметрами ударного импульса. Следует отметить, что максимальное воздействие на механическую систему оказывает импульс прямоугольной формы [3]. Исходя из этих соображений расчет проведен для импульса прямоугольной формы.
Исходные данные:
- длительность ударного импульса, τ = 10 мс;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11