Разработка устройства сопряжения для блока обмена информацией специализированного бортового комплекса
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
#183; ((0,496 - 0,003) (0,257 - 0,003) + (0,496 - 0,003) (0,194 - 0,003) + (0,257 - 0,003) (0,194 - 0,003)) = 0,536 м2.
Находим площадь поверхности нагретой зоны:
Sз = 2(lxly + lxlz + lylz), (5.1.12)
Sз = 2(0,20,15+0,20,0109+0,150,0109) = 0,068 м2.
)Определяем средний зазор между корпусом и нагретой зоной:
?= ((Lx+ Ly+ Lz) - (lx+ly+lz))/6, (5.1.13)
? = ((0,496+0,257+0,194)-(0,2+0,15+0,0109))/6 = 0,098 м.
4)Рассчитываем коэффициент теплопередачи в воздушном зазоре:
воз = 0,453 ((tнз - tк )/ ?)0,25, (5.1.14)воз = 0,453((46,759 - 32,253)/0,098)0,25 = 1,581.
)Определяем приведенную степень черноты между корпусом и нагретой зоной:
(5.1.15)
где Sз - площадь поверхности нагретой зоны;
Sк -площадь корпуса.
6)По вышеприведенным расчетам ?лн1=2,524 Вт/(м2*0С), тогда мы можем определить коэффициент лучеиспускания:
?л1 = ?лн1 eпр / 0,8,(5.1.16)
?л1 = 2,524 0,806 / 0,8 = 2,495 Вт /(м2 0С).
)Рассчитываем тепловую проводимость от нагретой зоны к корпусу блока, принимая, что передача тепла от нагретой зоны к корпусу за счет теплопроводности практически отсутствует:
?з = ?з.к.+ ?з.л.= kвоз(Sк+Sз)/2 +?л1Sз, (5.1.17)
?з =1,99(0,068+0,536)/2+2,540,536 = 0,646 Вт / 0С.
)Находим расчетное значение среднеповерхностной температуры нагретой зоны в первом приближении:
tзр1 = tк + Р/?з, (5.1.18)
tзр1 = 32,253 + 10/0,646 = 47,737 0С.
)Находим разность температурных перегревов в первом приближении:
tнз1 - tзр1 =46,759-47,737= 0,978 0С
Проверим условие сходимости
tз1 - tзр1 ?, (5.1.19)
где ? = 2…3 0C.
,978 2 - верно, следовательно можно принять, что температура нагретой зоны tнз= tз2=47,7370С.
.1.3Расчет среденповерхностной температуры в центре нагретой зоны.
Для того что бы рассчитать среденповерхностную температуру в центре нагретой зоны исходными данными являются : длина a = 0,2 м , ширина b = 0,15 м и высота h = 0,0109 м нагретой зоны; среденповерхностная температура нагретой зоны tз= 47,737 0С ; мощность рассеивания P=10 Вт; количество микросхем n по оси x и m по оси у m=n=5, размеры корпусов ИС lx и ly , их высота hk и толщина стенок ?к , толщина печатной платы ?пл = 0.0015 м и фольги ?ф = 18*10-6 м, длина lвыв, ширина bвыв и толщина hвыв выводов ИС.
Температура в центре нагретой зоны находится по формуле :
t0= tз+C*h0 *P/4?0*a0*b0
где за ?0 принимается значение эквивалентного коэффициента теплопроводности нагретой зоны по оси Z
?z = ?зz*a/b*h,
где ?зz =0,646 Вт / 0С - тепловую проводимость от нагретой зоны к корпусу
?z= 79,09
a0=a
b0=b
где ?x и ?y -значения эквивалентного коэффициента теплопроводности нагретой зоны по оси X и Y.
?x = ?зx*h/a*b
?y = ?зy*b/a*h
Принимаем значение ?зx= ?зy= ?зz =0,646 (Вт / 0С), так как они зависят от числа ИС, числа выводов и толщины платы и толщины медного слоя на плате.
?x=0,23
?y=48,5
Отсюда a0=3,7 и b0=0,19.
По графику рис. П6.4 методички [3] определяем значение коэффициента формы C=0,5 нагретой зоны.
Зная все выше вычисленные значения, получаем температуру в центре нагретой зоны:
t0 = 480С
.2Расчет показателей вибропрочности конструкции
Модуль УС в процессе изготовления, транспортировки и эксплуатации подвергается самым разным механическим воздействиям : вибрациям, линейным ускорениям и ударам (непериодическим кратковременным перегрузкам).
Требования по стойкости к механическим воздействиям:
.Плата модуля УС не должна иметь собственных резонансных частот выше 300 Гц.
.Узел должен выдерживать на резонансной частоте конструкции перегрузки до nдоп =10.
Конструкция радиоэлектронной аппаратуры должна быть виброустойчивой и вибропрочной.
Виброустойчивость показывает степень чувствительности аппаратуры к динамическим нагрузкам. Она характеризуется значениями амплитуд ускорений и частот вибраций, при которых не нарушается нормальное функционирование РЭС.
Вибропрочность показывает способность аппаратуры выдерживать без разрушения длительные вибрационные нагрузки. Она характеризуется максимальными амплитудами ускорений, собственными частотами аппаратуры и ее отдельных элементов, демпфирующими свойствами материала конструкции и продолжительностью действия вибрационной нагрузки.
Конструкция считается вибропрочной, если в ней отсутствуют механические резонансы, а допустимая виброперегрузка на резонансной частоте превышает перегрузку, указанную в техническом задании на изделие.
Расчет вибропрочности изделия проводится с целью теоретической проверки соответствия заданным требованиям характеристик стойкости модуля к механическим воздействиям, а также с целью определения перечня критических элементов (деталей) для обеспечения последующей организации усиленного контроля их отработки и качества изготовления, либо принятия решения о доработке конструкции или замене материала.
Расчёт вибропрочности будет производиться для печатной платы, как наименее виброустойчивого компонента конструкции. Расчет частоты свободных колебаний прямоугольных пластин (f0) производится на основе следующих допущений: изгибные деформации пластины по сравнению с ее толщиной малы, упругие деформации подчиняются закону Гука; пластина имеет постоянную толщину, нейтральный слой пластины не подвержен деформациям растяжения сжатия; материал пластины идеально упругий, однородный изотропный.
,
где ? - коэффициент зависящий от типа закрепления платы,
a и b - длина и ширина п?/p>