Методика выполнения прочностных расчетов электрорадиоэлементов и элементов конструкций радиоэлектронной аппаратуры
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
>
Рис.3 Расчетная модель ЭРЭ, закрепленного на плате
Изгибающие моменты для характерных сечений А, В, С определяются из соотношений :
(2)
Таблица 3 Значение частотной постоянной
Номер варианта схемыОтношение сторон платы0,10,20,511,522,534123,123,828,645,874,4114,5166,0228,9389,3223,32430,25598,8160,9241,2339,4589,7335,936,540,25581,8120,7171,5234,1394423,223,932,167,6131,1221,4337,9480,5843,655252,455,367,390,9127,6176,9238,8396,7635,836,641,463,1104,7165,7245,4343,2593,1752,152,556,274,1102,5170,6248,5345,1592,8835,936,742,274,1135,4224,6340,6482,8845,8952,152,657,283,8141,4228,7343,7485,4847,6100,81,64,18,212,316,420,524,632,8110,20,95,722,951,591,6143,1206,1366,412232323232323232323131,53,19,427,356,296,3147,9210,9371,21422,923,124,127,33237,643,850,363,9158,49,318,356,2120,9211,7328,6471,4834,91651,952,152,956,162,572,987,9107,7162,2178,38,610,617,327,942,460,883,8140,618525252525252525252190,52,112,951,9116,8207,6324,4467,1816,6208,28,28,28,28,28,28,28,28,2210,80,32,048,218,432,65173,5130,62235,835,835,835,835,835,835,835,835,8230,41,48,935,880,5143,1223,6321,9572,4248,49,115,541,485,9148,4228,9327,2577,62535,835,937,141,449,561,878,7100,1155,8268,28,49,613,117,422,129,931,841,82712,075,513,123,938,537,178,6136,92851,95252,654,557,661,766,57284,4291,73,915,454,5119,4210,3327,1469,8833,23035,83637,341,447,655,163,472,391,1312,14,413,841,486,4149,1229,6328,1578,5
- Расчет прочности печатных плат
В соответствии с общей методикой прочностных расчетов для оценки прочности печатной платы необходимо в первую очередь рассчитать основную частоту собственных колебаний платы.
Частота собственных колебаний пластин определяется соотношениями (1) (4). Для упрощения расчета преобразуем формулу (1) к следующему виду
(3)
где h толщина пластин, м ; а длина пластины, м ; частотная постоянная, соответствующая различным вариантам закрепление стальной пластины, изображенным в табл. П.3, при разных соотношениях сторон а/в (табл. 3). При расчете собственной частоты пластины с соотношениями сторон а/в, не несовпадающими с табличными, значение частотной постоянной можно найти интерполяцией табличных данных. Поскольку основание печатной платы выполняется не из стали, то в формулу (3) вводится поправочный коэффициент на материал
(4)
где E и ? модуль упругости применяемого материала основание печатной платы ; Eс и ?с модуль упругости и плотность стали, Eс = 2,1• 1011
Н/м2 ; ?с =7,85 • 103 кг/м3.
Характеристики материалов печатных плат толщиной 1 мм приведены в табл.4
Таблица 4
Материал основаниямодуль
упругости
Е• 1010 Н/м2Плотность
? • 103 кг/м3Коэффициент Пуассона Гетинакс Гф 1
Стеклотекстолит СТЭ
" СТЭФ
" НДФ
" СТЭФ1
" СФ 22,7
3,5
3,3
3,45
3,02
5,71,45
1,98
2,47
2,32
2,05
2,670,21
0,214
0,279
0,238
0,22
0,24
Данные табл. 4 приведены для нагруженных пластин. Если плата равномерно нагружена, то формулу (3) вводят поправочный коэффициент на массу ЭРЭ :
(5)
где m масса платы ; M масса ЭРЭ.
С учетом (4) и (5) формула для приближенного определения собственной частоты основного тона колебаний равномерно нагруженной печатной платы пример вид :
(6)
По формуле (6) можно оценить и собственную частоту колебаний любой равномерно нагруженной пластины.
Пример 2. Определить собственную резонансную частоту печатной платы, защепленную по короткой стороне и пертую по остальным сторонам .
Исходные данные :
габаритные размеры платы, м : а = 0,1 ; в = 0,1 ; h = 110-3 ;
материал платы стеклотекстолит СТЭФ 1 с параметрами :
Е =3,02 1010 Н/м2 ; ? = 2,05103 кг/ м3 ; ? = 0,22 ;
масса элементов М = 0,1 кг.
РЕШЕНИЕ :
- Находим массу платы
кг,
2. Рассчитываем поправочный коэффициент
3. Из табл. 4 (вариант 3) находим С = 55 ;
4. По формуле (4) рассчитываем коэффициент
- Подставляя полученные данные в формулу (6), определяем частоту собственных колебаний платы
Гц.
2.2 Расчет частот собственных колебаний многослойных печатных плат
При расчете частоты собственных колебаний многослойной печатной платы неоднородную по толщине пластину приводят к однородной следующим образом .
- Рассчитывают коэффициент поперечного сжатия
(7)
где эффективный модуль упругости i го слоя ; Еi модуль упругости материала i го слоя ; ?i коэффициент Пуассона i го слоя ; hi толщена i го слоя ; n количество слоев многослойной платы.
- Определяют приведенную изгибную (цилиндрическую) жесткость платы
(8)
где z0 расстояние нейтральной поверхности платы от верхней граничной поверхности,
(9)
- Определяют приведенную плотность платы
(10)
где ?i плотность материала i го слоя .
- Определяют приведенное значение модуля упругости
(11)
где толщина платы.
- По (4) определяют поправочный коэффициент на материал.
- Определяют частоту собственных колебаний платы по (6) : частотная постоянная находится для пластины с параметрами a, в, h коэффициент массы рассчитывается по (5) , в которой
масса платы.
Пример 3. Рассчитать собственную резонансную частоту двухсторонней печатной платы, изготовленной из стеклотекстолита СФ250, установленной в конструкции РЭА с замещением по короткой стороне (вариант 20).
Исходные данные :
габаритные основания платы, м : а = 0,1 ; в = 0,1 ; h2 = 910-4 ;
материал основания платы стеклотекстолит СТЭ с параметрами Е2 = 3,51010 Н/м2 ; ?2 = 1,98103 кг/м3 ; ?2 = 0,214 ;
материал плакировки медная фольга, толщиной h1 = h3 =510-5 м с параметрами Е1 = Е3 = 13,21010 Н/м2 ; ?1 = ?3 = 8,9103 кг/м3 ; ?1 = ?3 = 0,3 ; масса элементов m = 0,1 кг.
РЕШЕНИЕ
- Рассчитаем значение эффективных модулей упругости
Н/м2 ;
Н/м2 .