Расчет полосно-пропускающего фильтра
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
рукции блока
В блоке имеем две функциональные ячейки: плата управления и плата СВЧ переключателя.
Высоту блока примем равной 17 мм, что обеспечивает установку узла в модуль Н303.
.6 Окончательный расчет надежности по внезапным отказам блока
СП4х1
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности изделия по известным характеристикам надежности элементов и условиям эксплуатации.
Расчет надежности выполняется на основе логической модели безотказной работы РЭС [1],[2]. При составлении модели предполагается, что отказы элементов независимы, а элементы и в целом РЭС могут находиться в одном из двух состояний: работоспособном или неработоспособном. Используются две логические схемы надежности: последовательная, когда отказ любого элемента ведет к отказу РЭС, и параллельная, когда отказ элемента не вызывает отказа РЭС. Последовательные логические схемы надежности характерны для не резервированных РЭС, параллельные - для РЭС с резервированием.
Основными количественными характеристиками надежности являются вероятность безотказной работы РЭС и среднее время наработки на отказ T = 1/lэ, где t - время непрерывной работы изделия, lэ - эксплуатационное значение интенсивности отказов РЭС.
Для последовательной логической схемы надежности:
где - эксплуатационное значение интенсивности отказов i-го элемента, учитывающее внешние воздействия, влияние тепловых и электрических нагрузок элементов, n - число элементов.
Расчет производится по формуле:
где - интенсивность отказов элемента в номинальном режиме работы
- поправочный коэффициент на температуру и электрическую нагрузку элемента [1,прил.10.2],- коэффициент, учитывающий влияние механических воздействий - поправочный коэффициент на воздействие климатических факторов (температура, влажность) - коэффициент, отражающий условия работы при пониженном атмосферном давлении [1,прил.10.6].
Значения , , , , приведены в таблице 7.7
Таблица 7.7 - Интенсивности отказа работы элементов РЭА
Элемент ?oi ,10-6 ,1/чаinК1К2К3Транзисторы0,5141,462,51,4Микросхема0,250,54Конденсаторы0,152,315Резисторы0,431,4317Печатная плата0,711Пайка печатного монтажа0,02161
Подставляя данные таблицы 7.7 в вышеуказанную формулу дляlэ, получаем
lэ = 72,510-6,1/ч.
Вероятность безотказной работы изделия
(t) =exp(-lэt),
где t = 1 ч - время непрерывной работы,(t) =0,9999
Среднее время наработки на отказ
Т=1/lэ=1/92 10-6=13793 ч
Сравнивая полученное значение вероятности безотказной работы платы управления и среднего времени наработки на отказ с данными значениями в ТЗ, можем убедиться в том, что поставленные перед нами требования к надежности мы выполнили.
.7 Поверочный конструкторский расчет теплового режима и
вибропрочности блока СП4х1
.7.1 Расчет теплового режима блока
Схематическое изображение конструкции и тепловая схема, отображающая процесс теплообмена, приведены на рисунке 7.2.
Платы управления и СВЧ переключателя (нагретая зона) 2 размещены в корпусе 1 и закрепляются с помощью установочных элементов 3. Основным источником тепла является плата управления. Для теплоотвода тепла от платы, между платой управления и корпусом наносится термопаста. Поверхности корпуса и нагретой зоны приняты за изотермические с температурами tк и tз. Источники тепла в нагретой зоне распределены равномерно. Суммарную мощность источников тепла обозначим P, Вт. Тепло с нагретой зоны конвекцией , теплопроводностью через элементы крепления.
Так как узел залит внутри силикатогелем, то излучения происходить не будет. Передача тепла с корпуса окружающей среде с температурой tс осуществляется за счет конвекции и излучения
Рисунок 7.2- Тепловая модель блока. а- упрощенное изображение конструкции, б- тепловая схема.
Воспользуемся методом последовательных приближений, для нахождения перегрева в центре блока.
Зададим перегрев корпуса относительно окружающей среды равным .
Определим температуру корпуса в первом приближении
,
здесь - максимальное значение температуры окружающей среды
Площадь теплообмена равна площади поверхности корпуса
=2 (5645+5617+4517) 10-6=0.0085 м2
Найдем определяющий размер L эквивалентного куба
Определяем вид теплового потока от корпуса в среду по условию
Так как условие выполняется, то будем расчет проводить по закону степени .
Находим по номограммам коэффициенты конвекции и лучеиспускания от корпуса в среду. Номограммы для первой итерации приведены на рисунке 8.3 и 8.4.
Рис. 7.3. Номограмма для определения
Рис. 7.4. Номограмма для определения
Таким образом определили, что, .
Рассчитываем суммарную тепловую проводимость от корпуса в среду.
Проверяем условие
Так как условие выполняется, то принимаем перегрев корпуса равным , что удовлетворяет требованиям технического задания.
.7.2 Расчёт вибропрочности конструкции
Так как модуль Н303, в состав которого входит согласованный переключатель 4х1 предназначен для установки в контейнер, закрепленный на крыле самолета, то соответственно к данному модулю предъявляются жесткие требования к вибропрочности. Конструкция считается вибропрочной, если в ней отсутствуют механические резонансы, а допустим