Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю

пользуют размещение типа г, либо д, они являются некой разновидностью варианта в.

Размещение типа е используется в стоечной аппаратуре, когда высота РЭА значительно больше глубины и ширины стойки. Чтобы ослабить колебания стойки вокруг осей х и y, ставят дополнительно два амортизатора сверху стойки.

После того, как окончательно определены тип амортизатора и схема его расположения, необходимо провести статический расчет, в результате чего будут получены данные о нагрузках и типоразмерах амортизаторов.

Возможно проявление механического резонанса на отдельных элементах блока, при воздействии разного рода нагрузок на всю конструкцию радиоэлектронной аппаратуры, то есть при условииω ≈ ρ амплитуда колебаний таких элементов увеличивается [1]. Резонанс не проявляется, если частота возмущающих колебаний изменяется с большой скоростью. Чтобы амплитуда колебаний достигла своего пикового значения, должно пройти определенное количество времени, которое напрямую зависит от уровня амортизирования системы. Если показатель демпфирования приравнивается к нулю, то время раскачки должно стремиться к бесконечности.

Если z = Bsinρt, а декремент затухания мал и имеет место резонанс, т.е. ρ = ω ≈ ω, тогда

Из уравнения видно, что при небольших значениях tамплитуда колебаний по оси z имеет небольшое значение. Увеличение амплитуды осуществляется в зависимости от уменьшения e , соответственно скорость увеличения амплитуды будет вычисляться на основании амортизирования системы, это может осуществляться при длительном совпадении собственных частот всего блока или элемента конструкции

Если в системе присутствует демпфирование элементов и резонанс начинается на относительно низкой частоте, то вероятность возникновения усталостных явлений крайне мала, соответственно данный резонанс не опасен.

96

Рассмотрим блок, который установлен на резинометаллических амортизаторах с эквивалентной жесткостью и коэффициентом демпфирования γ (рис. 7) [2]. Центры тяжести и масс соответственно, лежат на одной вертикали. Основание, которое устанавливается на блок, совершает гармонические колебания с амплитудой Б и частотой ρ.

Рис. 7. Модель устройства на амортизаторах

Дифференциальное уравнение, описывающее движение такой системы координат:

mz̈+(1+jγ )(z −z )C = 0.

Пусть z = Bcosρt, тогда

mz̈+ (1+jγ )C = (1+jγ )CBcosρt.

Представим правую часть уравнения в показательной

форме

mz̈+(1+jγ )C = (1+jγ )CBe .

Будем искать частное решение в виде:

z = Ae

Подставим это решение в указанное дифференциальное уравнение и, сократив обе части на e , найдем комплексную амплитуду колебаний

97

CB+jγ CB А = C−mρ +jγ C

Переходя к модулю, имеем:

C +γ C

А = B (C −mρ )+γ C

Разделив числитель и знаменатель подкоренного выражения на C ., учитывая, что γ = ρ/ω, получаем:

А = B

1+γ

(1 −γ ) +γ

В условиях механического резонанса γ ≈ 1 (ω ≈ ρ), т.е.

Если уровень демпфирования в системе недостаточно высок, т.е. γ 1и γ 1, то выражение амплитуды колебаний в момент резонанса упрощается:

Арез ≈ B/γ

Рис. 8. Форма ударных импульсов: а – синусоидальная; б – прямоугольная; в – трапецеидальная; г – треугольная

98

Находим коэффициент виброизоляции:

Зная собственную частоту системы и параметры возмущающего колебания на основании, находим амплитуду колебаний блока и с помощью выражения:

J = 4π f Арез/9810, вычислить перегрузки на блоке. (Здесь – в миллиметрах, а f – в герцах).

Для проектирования амортизаторов предлагается методика, позволяющая значительно сократить количество доработок, усовершенствовать проектирование амортизаторов, исключая ошибки при изготовлении опытных образцов. Это позволяет сократить время и затраты на проектирование. Подобный подход продемонстрирован на других конструкциях [5-7].

В алгоритме, представленном ниже, используются результаты испытаний опытных образцов для более точной оценки механической надежности амортизаторов, с учетом максимальных значений статических нагрузок амортизаторов, выполненных из разных материалов.

Возможно осуществление лабораторных испытаний тестовых образцов амортизаторов согласно ГОСТ РВ 20.39.30498. Данный документ устанавливает характеристики технических требований к аппаратуре и оборудованию, их классификацию и значения, параметры стойкости и устойчивости к внешним воздействующим факторам в соответствии с условиями их применения.

99

Рис. 9. Алгоритм комплексного анализа механических характеристик амортизаторов в составе радиоэлектронной аппаратуры

100