где f – частота собственных колебаний;
k - поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;
km - поправочный коэфицент на материал
B - частотная постоянная, зависящая от вида закрепления платы;
h - толщина платы;
a - длинна платы;
Выбранные способы(способы 2,3,6) закрепления платы показаны на рисунке 3.1
2 3 6
Рисунок 3.1 Способы крепления плат
Выбираем значения частотной постоянной B для выбранных способов крепления и отношения сторон платы.
Так как соотношения сторон a и b равно 1, то значение B для данных способов крепления равны:
Способ 2 – B=336
Способ 3 – B=181
Способ 6 – B=62
Поправочный коэфицент на материал определяется по формуле (3.2).
km = (E/Ec)*(pc/p) (3.2)
где - поправочный коэфицент на материал;
E и р - модуль упругости и плотность применяемого материала;
Ec и pc - модуль упругости и плотность стали;
Так как плата не стальная, а выполнена из фольгированного диэлектрика, то поправочный коэфицент на материал равен km = поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке рассчитывается по формуле (3.3).
k = 1/ 1+Qэ/Qn (3.3)
где k – поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;
Qэ - масса элементов, равномерно размещенных на плате;
Qn - масса платы;
В данном случае, поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке равен k =0.6
Толщина платы h= 0.5
Длинна платы a= 95
Подставляем полученные значения в формулу (3.1), и определяем частоту собственных колебаний f0
f02 =(0.54*0.6*336*05*104)/952=0.07
f03 =(0.54*0.6*181*05*104)/952=0.03
f06 =(0.54*0.6*62*05*104)/952=0.01
На основании расчетов получены частоты собственных колебаний платы. Из трех выбираем наименьшее. Исходя из условий прочности, вынужденная частота колебаний должна быть более чем в два раза меньше частоты собственных колебаний. Поэтому данная плата должна применяться в устройствах, где вынужденные колебания не выше
3.2 Оценка уровня унификации блока
Оценить уровень унификации блока путем расчета коэфицентов применяемости и повторяемости .
Коэффициент повторяемости показывает долю элементов в модуле, которые применялись в производстве. Он рассчитывается по формуле (3.4):
(3.4)
где кпр - коэфицент применяемости;
nст - количество стандартных изделий, применяемых в блоке;
nун - количество унифицированных изделий, применяемых в блоке;
nнорм - количество нормализованных изделий, применяемых в блоке;
nп - количество покупных изделий, применяемых в блоке;
nор - количество оригинальных изделий, применяемых в блоке;
Эти значения приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1
|
Наименование |
Количество |
ГОСТ, ТУ |
Примечание |
|
1.Плата(печатнй рисунок) |
1 |
АКВТ.230101.КП.04ПП |
Оригинальне |
|
2. Конденсатор КМ-5 |
3 |
ГОСТ |
Стандартное |
|
3. ИМС |
5 |
ТУ |
Унифицированное |
|
4.Плата(заготов) |
1 |
По чертежу |
заимствовное |
Подставляем значения и рассчитываем коэфицент применяемости по формуле (3.4):
(3.4)
Коэфицент повторяемости находится из отношения общего количества составных частей к общему количеству типоразмеров. Коэфицент применяемости рассчитывается по формуле (3.5):
kn = Nобщ / Nнаим (3.5)
где - коэфицент повторяемости;
Nобщ- общее количество применяемых изделий, применяемых в блоке (Nобщ =nст+nун+nнорм+nп+nор);
Nнаим - количество наименований(типоразмеров) изделий;
Подставляем значения и рассчитываем коэфицент повторяемости по формуле(3.6)
(3.6)
Выполнив расчеты, можно сделать вывод о том, что данный блок является технологичным, так как knр >0.7 и kn >1.
3.3 Оценка надежности блока
Надежность — это свойство объекта выполнять заданные функции в заданных условиях в пределах, оговоренных в ТУ.
К основным показателям надежности относятся вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, среднее время безотказной работы.
Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа. Расчет вероятности безотказной работы ячейки производится по формуле
P(t)=eАt
где P(t) - вероятность безотказной работы;
e — основание натурального логарифма;
A- суммарная интенсивность отказов;
t - требуемое время безотказной работы.
Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов по отношению к общему количеству исправно работающих элементов в среднем выходит из строя в единицу времени. Интенсивность отказов ячейки определяется по формуле (3.7):
= 22.59*10-6 (3.7)
где A0 - интенсивность отказов ячейки;
Д,-э - интенсивность отказов в реальных условиях эксплуатации;
Nj — количество элементов с интенсивностью отказов Ул.
Наработка на отказ То - среднее значение наработки восстанавливаемого объекта между отказами. Среднее время безотказной работы определяется по формуле (3.8):
(3.8)
где То - среднее время безотказной работы; A0- интенсивность отказов ячейки.
Электрический режим использования ЭРЭ характеризуется коэффициентом нагрузки, который определяется по формуле (3.9):
(3.9
где Кн - коэффициент нагрузки;
Npa6 - нагрузка на элемент в рабочем режиме;
Nном номинальная или допустимая по ТУ нагрузка.
Расчет надежности представлен в таблице 3.2
Таблица 3.2
Расчет надежности
|
Наименование и тип элемента |
Интенсивность отказов iн*10-6ч-1 |
Кн |
Кт |
= KнKт* *10-6ч-1 |
Ni |
Ni*10-6ч-1 |
|
Микросхема К 1533 ИП3 |
0,1 |
0,55 |
0,1 |
0,0055 |
4 |
0,01 |
|
Микросхема К 1533 ИП4 |
0,1 |
0,55 |
0,1 |
0,0055 |
1 |
0,01 |
|
Конденсатор КМ-5 |
0,01 |
0,2 |
- |
0,002 |
3 |
0,06 |
|
Переходные отверстия |
0,001 |
- |
- |
- |
54 |
0,054 |
|
Пайки выводов микросхем |
0,0001 |
- |
- |
- |
5*16=80 |
0,080 |
|
Пайки выводов конденсаторов |
0,0001 |
- |
- |
- |
2*3=6 |
0,0006 |
где H - интенсивность отказов в нормальных условиях;
Кн - коэффициент нагрузки;
-коэффициент учета температурного режима;
Kн - интенсивность отказов в реальных условиях эксплуатации;
Ni - количество элементов с интенсивностью отказов .
Подставляем значения и рассчитываем интенсивность отказов ячейки по формуле (3.7):
(3.7)
Подставляем значения и рассчитываем среднее время безотказной работы по формуле (3.8):
T0= 6,4*106ч (3.8)
Рассчитываем вероятность безотказной работы ячейки при разных значениях времени безотказной работы по формуле (3.6):
а) вероятность безотказной работы ячейки при t1=1000ч:
Р1 (1000) = 1 -
0,0001565 = 0,9998435
б) вероятность безотказной работы ячейки при t2=5000ч:
P2 (5000) = 1 - 0,0007325 - 0,9992175
в) вероятность безотказной работы ячейки при t3=10000ч;
Р3 (10000) = 1 - 0,001565 = 0,998435
г) вероятность безотказной работы ячейки при 14=20000ч:
P4 (20000) = 1 - 0,003195 = 0,996805
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
