Методика расчета надежности

4.2. Методика расчета надежности

На практике чаще всего используется эскизный (ориентировочный) полный расчет надежности электронной аппаратуры. Расчет надежности нерезервируемой системы состоит в нахождении общей интенсивности отказов, наработки на отказ Т_ср и вероятности безотказной работы P(t). Эскизный расчет надежности нерезервированной системы можно проводить в следующем порядке :

все элементы системы разбиваются по группам с одинаковыми или близкими интенсивностями отказов и подсчитывается число элементов N в каждой i-той группе;

по таблицам приведенным в /4/ определяют значения интенсивности отказов для элементов i-той группы;

рассчитывают интенсивность отказов системы как сумму произведений N_i, c учетом поправочного коэффициента

,

где

m - общее количество групп

k - поправочный коэффициент, учитывающий изменение средней интенсивности отказов элементов аппаратуры в зависимости от ее назначения (величина обычно табличная);

определяют наработку на отказ

;

рассчитывают зависимость вероятности безотказной работы системы от времени по формуле

;

Таким образом производится расчет надежности.

4.3. Методика определения механической прочности ПП

На ПП, как правило, устанавливается несколько десятков интегральных схем (ИС) и электроэлементов (ЭРЭ)

Пусть на плату воздействует нагрузка Q, ускорение а , необходимо проверить, не приведут ли эти воздействия к возникновению недопустимых напряжений на плате

Величина предельно допустимого напряжения G задана. При воздействии на плату нагрузки с ускорением, на нее будет действовать деформация изгиба и кручения. Для расчета возникающих напряжений плату принято представлять в виде балочной системы, лежащей на опорах.

Для нахождения действующих на плату сил можно предложить следующий алгоритм.

Определяем координаты Х_i ,Y_i, i-х элементов на плате - раастояние от осей до центра тяжести элементов (мм)

Определяем равнодействующую приложенных к плате сил

где

Р_i - сила тяжести i-того элемента, Н;

к - количество элементов, шт.

Находим общий центр тяжести приложенных сил

и (4.5)

где

X_i и Y_i - координаты центра тяжести платы, мм.

Определим силу. Действующюю на плату:

, (4.6)

где

а - ускорение, воздействующее на плату

Рассчитываем реакции в опорах :

(4.7) (4.8)

где

l - расстояние между опорами

Вычисляем максимальный изгибающий момент:

M_max = R_AX_C(4.9)

Определяем крутящий момент крутящий момент :

M_k = Q d, (4.10)

где

d - величина смещения центра тяжести от оси симметрии платы

(4.11)

где

b - ширина платы

Находим напряжение, вызываемое в плате крутящим моментом :

(4.12),

где

h - толщина платы

- коэффициент прочности, равный 0.333.

Проверяем выполнение равенства

(4.13)

где

- максимально доупстимое напряжение в плате

Если неравенство (4.13) выполняется, то следует заключить, что приложенные нагрузки не приведут к повреждению платы. В случае, если неравенство (4.13) не выполняется, нужно предусмотреть меры, необходимые для дополнительного крепления платы.

4.3. Методика расчета собственных колебаний блока

Расчет частоты собственных колебаний блока можно привести, заменив конструкцию его эквивалентной расчетной схемой в виде блочной схемы /5/.

Частоту собственных колебаний прямоугольной пластины для всех случаев закрепления ее краев можно определить следующим образом :

, (4.14)

где

а - длина пластины, м;

D - цилиндрическая жесткость пластины

, (4.15)

Е - модуль упругости;

- коэффициент Пуассона;

q - ускорение свободного падения;

- плотность материала

- коэффициент, значение которого зависит от способа закрепления сторон пластины

Для удобства пользования выражение (4.14) приведем к виду :

, (4.16)

где

В - частотная постоянная, зависщая от способа закрепления пластины

Если пластина не стальная, а выполнена из какого-либо другого материала, то в (4.16) вводится поправочный коэффициент k_M на материал

где

Е и - модуль упругости и плотность применяемого материала;

Е_С и _С - модуль упругости и плотность стали.

Для учета нагрузки при распределенной нагрузке вводят поправочный коэффициент массы элементов

,

где

Q_Э и Q_Э - масса пластины и масса элементов, равномерно распределенных по пластине ;

Таким образом выражение (4.14) для определения частоты собственных колебаний приобретает вид

(4.17)

Важно, чтобы резонансная частота ПП отличалась от частоты вынужденных колебаний на входе, по крайней мере в два раза. При этом исключается вхождение в резонанс, опасный в вибросистеме.

Печатная плата должна обладать значительной усталостной долговечностью при воздействии вибраций, для этого необходимо, чтобы минимальная частота собственных колебаний платы удовлетворяла условию:

, (4.18)

где

j_max - вибрационные перегрузки

b - размер короткой стороны платы

- безразмерная постоянная, числовое значение которой зависит от значений частоты собственных колебаний и воздействующих ускорений.

Похожие работы

Контроллер связываемых объектов

Скачать

112819

1

11

... самом деле включает в себя только данные и их структуру. Таким же образом как и структура OLE клиента, должна выглядеть структурная схема той части контроллера автоматически связываемых объектов, которая отвечающая за взаимодействие с механизмом связывания и внедрения Windows 95. Поскольку, по сути, контроллер должен являться клиентом практически для всех приложений присутствующих в системе, ...