VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В процессе эксплуатации радиоэлектронная аппаратура (РЭА) подвергается механическим воздействиям, к которым относятся линейные ускорения, вибрации, удары.

Линейные ускорения характерны для всех объектов, движущихся с переменной скоростью. Влияния линейных ускорений на детали и электрорадио элементы (ЭРЭ) конструкций аппаратуры обусловлено силами инерции, которые могут во много раз превышать силы тяжести. Линейные перегрузки, за исключением кратковременных, практически не поддаются ослаблению. Поэтому обеспечение работоспособности конструкций может быть достигнуто повышением жесткости и прочности элементов, что, как правило, ведет к увеличению массы конструкций устройства.

Возимая РЭА подвергается ударным и вибрационным воздействиям, возникающим при эксплуатации, транспортировки, монтаже и т.д.

Для уменьшения воздействия вибраций и ударов используют различные способы защиты: увеличивают жесткость конструктивных элементов, используют конструктивные элементы с увеличенной степенью демпфирования, а так же используют виброизоляторы [1 - 3].

Как показывает опыт эксплуатации транспортируемой РЭА, наибольшее разрушающее воздействие на конструкцию оказывают вибрации [4 - 6]. Как правило, конструкция аппарата, выдержавшая воздействие вибрационных нагрузок в определенном частотном диапазоне, выдерживает ударные нагрузки и линейные ускорения с большими значениями соответствующих параметров [7].

Вибрации особенно опасны тогда, когда частота вибраций совпадает с собственной частотой механических колебаний элемента, что приводит к возникновению резонансных колебаний элементов конструкций аппаратуры. Вследствие этого происходит увеличение амплитуд колебаний в десятки и даже сотни раз и резкий рост интенсивности отказов ЭРЭ за счет механических разрушений несущих конструкций и ЭРЭ [8-11].

Поэтому устранение негативного влияния резонансных колебаний элементов конструкции РЭА или снижение их до допустимого уровня составляют одну из важнейших задач при её эксплуатации.

Проведение эксперимента

Для экспериментального исследования изменения динамических характеристик объекта были проведены испытания в соответствии с методами ГОСТ 20.57.406-81/

Объектом исследования являлась пластина стеклотекстолита фольгированного длиной 280 мм, шириной 80 мм и толщиной 1,5 мм.

Пластина была размечена на 15 равных отрезков, в узлах (точках) которых производились измерения виброперемещений при помощи индукционного виброметра [12, 13]. Внешние вибрационные воздействия задавались с помощью вибростенда ВС-32.

В ходе первого эксперимента производилось определение резонансных частот пластины в диапазоне от 1 до 500 Гц. Для проведения модального анализа объекта исследования были выявлены следующие резонансные частоты: f₁ = 108 Гц, f₂ = 234 Гц, f₃ = 462 Гц (рис. 2).

Рисунок 2 – Резонансно-частотная характеристика пластины

При проведении модального анализа на первой резонансной частоте (108 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 8-ой точке, значение в которой составляло 6,5 мм.

При проведении модального анализа на второй резонансной частоте (234 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 3-ей, 8-й и 13-ой точках, значения в которых составляли 3,2 мм, 3,6 мм и 3,4 мм соответственно.

При проведении модального анализа на третьей резонансной частоте (462 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 4-ой, и 12-ой точках, значения в которых составляли 2,1 и 2,2 мм соответственно.

Вывод

При проведении комплексного анализа полученных результатов (рис. 8) были сделаны следующие выводы:

1. На РЭА максимальное влияние оказывает не столько сама вибрация, сколько совпадение собственных резонансных частот аппаратуры с внешней вибрацией при котором возникает явление резонанса.

2. Максимальная амплитуда перемещения ЭРЭ РЭА находится на первой резонансной частоте.

Рисунок 6 – Обобщенный график зависимостей амплитуд вибраций пластины от места производимого измерения на первой (A1(t1)), второй (A2(t2)) и третьей A3(t3)) резонансных частотах

Таким образом, было принято решение о необходимости проведения анализа существующих методов виброзащиты, позволяющих устранить влияние резонансных частот на H”F.

Используемая литература

1. Техника для спецслужб. Бюро Научно-Технической Информации [Электронный ресурс] Средства криптографической защиты телефонных переговоров /. Режим доступа: http://www.bnti.ru/des.asp?itm=2661&tbl= 04.03.07.01.

2. Юрков, Н.К. Основы теории надежности электронных средств : учеб. пособие / Н.К. Юрков, А.В. Затылкин, С.Н. Полесский, И.А. Иванов, А.В. Лысенко. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. – 100 с.

3. Лысенко, А.В. Анализ особенностей применения современных активных систем виброзащиты для нестационарных РЭС / А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 155-158.

4. Затылкин, А.В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А.В. Затылкин // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А. А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012.

5. Лысенко, А.В. Анализ современных систем управления проектами / А.В. Лысенко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 371-372.

6. Божко А. Пассивная и активная виброзащита судовых механизмов / А. Божко / Судостроение, 1987. -176 с.

7. Затылкин, А.В. Алгоритм проведения проектных исследований радиотехнических устройств опытно-теоретическим методом / А.В. Затылкин, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Надежность и качество: тр. Междунар. симп. Том 1 / под ред. Н. К. Юркова. – Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2012. – С. 365-366.

8. Лысенко, А.В. Анализ особенностей применения современных активных систем виброзащиты для нестационарных РЭС / А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 155-158. Лысенко, А.В. Особенности разработки типологии устройств амортизации радиоэлектронных средств на основе фасетной структуры / А.В. Лысенко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 151-155.

9. Затылкин, А.В. Алгоритм и программа расчета статически неопределимых систем амортизации бортовых РЭС с кинематическим возбуждением / А.В. Затылкин, А.В. Лысенко, Г.В. Таньков // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2013. Т. 1. С. 223-225.

10. Затылкин, А.В. Архитектура ИКОС с внешним объектом изучения / А.В. Затылкин, Н.К. Юрков, И.Д. Граб, В.Б.Алмаметов, В.А.Трусов // Надежность и качество: Труды международного симпозиума. Том 1./ Под ред. Н.К. Юркова – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2010, с. 31-33.

11. Кочегаров, И.И. Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных средств / И.И. Кочегаров, И.М. Трифоненко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396-399.

12. Затылкин, А.В. Индукционный виброметр с датчиком сейсмического типа / А.В. Затылкин, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Инновационные информационные технологии. 2013. Т. 3. № 2. С. 135-143.

13. Затылкин, А.В. Моделирование изгибных колебаний в стержневых конструкциях РЭС / А.В. Затылкин, Г.В. Таньков, // Надежность и качество: Труды международного симпозиума / Под ред. Н.К. Юркова – Пенза: ИИЦ ПГУ, 2006, с. 320-323.

Код для цитирования: Скопировать