ВИЗНАЧНІ ВЛАСНІЙ ЧАСТОТИ КОЛИВАНЬ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

У РЕА несучими елементами конструкції часто є пластини. Для розрахунку власних (резонансних) коливань необхідно привести до моделі пластини елементи конструкцій РЕА: стінки кожухів приладів, панелі шасі, стінки екранів, друковані плати тощо.

Пластиною є плоский елемент конструкції, довжина і ширина якого набагато більше товщини, а поверхня є площиною.

Зі всіх типів коливань пластин найбільш шкідливі коливання в напрямку мінімальної жорсткості. Друкована плата, закріплена в приладі, в умовах вібраційних навантажень (наприклад, при транспортуванні приладу автомобілем), має власні частоти механічних коливань або конструктивні резонанси. Якщо частота вібраційних впливів збігається з власною частотою друкованої плати, вона зазнає максимальних механічних навантажень, які можуть призвести до її руйнування, руйнування елементів, до відриву контактних майданчиків, паяних контактів і проводів. Тому при проектуванні РЕА виникає необхідність виконання розрахунків для визначення вібраційної та ударної міцності конструкцій, обчислення резонансних частот та навантажень.

Для складання розрахункових рівнянь необхідно вибрати спосіб закріплення пластини в РЕА (граничні умови) відповідно до Табл. 2., а потім, використовуючи деякі припущення та спрощення розрахувати необхідні параметри.

Існує три типи класичних граничних умов:

• опертий край (позначається на схемі пунктиром - - - -);
• защемлений край (позначається на схемі штрихуванням////// );
• вільний край (позначається на схемі лінією).

Практика показує, якщо край пластини заданий з натягом, то таке закріплення вважаєтьсязащемленим. Крім того, пластини можуть бути закріплені в окремих точках по периметру, наприклад, у чотирьох кутових точках. Пластина як система з розподіленими параметрами має нескінченну кількість резонансних частот. Найбільш небезпечний перший резонансf0, оскільки він зазвичай викликає максимальні навантаження і амплітуди.

ВИЗНАЧНІ ВЛАСНА ЧАСТОТА КОЛИВАННЯ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ

Вихідними для розрахунку власної частоти коливань друкованої плати ( ) є:

a, b, h–геометричні розміри плати;a– велика сторона, м;

mЕ- маса елементів, встановлених на платі, кг;

E- модуль пружності матеріалу плати, Н/м 2;

- коефіцієнт Пуассона;

- Щільність матеріалу плати, кг/м 3 .

Для пластин з розподіленим навантаженням власна частота коливань обчислюється за такою формулою:

(1)

- Коефіцієнт способу кріплення пластини (див табл.2);

D- циліндрична жорсткість пластини,

(2)

деЕ– модуль пружності матеріалу [Н/м2],

h– товщина пластини [м],

- Коефіцієнт Пуассона (Вибирається з Табл.1.).

m*– наведена маса друкованої плати.

(3)

деP- вага друкованої плати [Н],

- Прискорення вільного падіння ( = 9,81 м / с 2);

mЕ- маса елементів, встановлених на платі, кг;

Для пластин, що закріплені на втулках, з числом точок кріплення n = 4,5,6; власна частота коливань визначається за такою формулою:

(4)

А - коефіцієнт, що залежить від кількості точок кріплення друкованої плати:

при; при; при .

---