Автомат для кормления аквариумных рыб

курсовая работа

4.2 Расчёт вибропрочности

Под вибрацией понимают механические колебания элементов конструкции или конструкции в целом. Вибрация характеризуется виброперемещением, виброскоростью и виброускорением. Проводя проработку компоновки ячейки ЭА, конструктор должен обеспечить вибропрочность, виброустойчивость и отсутствие резонанса ЭРИ в рабочем диапазоне частот.

Вибропрочность - способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах после воздействия вибраций.

Виброустойчивость - способность конструкции выполнять функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия вибраций.

Целью расчета является определение действующих на ЭРИ и ПП перегрузок при действии вибраций, а также максимальных перегрузок и проверка этих ЭРИ и ПП на вибропрочность.

В нашем случае диапазон вибраций будет взят из условий ТЗ Гц, виброускорение

Формулы используемые при расчётах взяты из [1 стр 512-516].

Определим частоту собственных колебаний:

3963 Гц (4)

где:

б = 75 мм - длина пластины

b = 75 мм - ширина пластины

D = 8, 926 - цилиндрическая жесткость

Ка=28,91 - коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины

М = 0, 19075 кг - масса пп с эри

Ка = 28,91 коэффициент зависящий от закрепления сторон пп

Цилиндрическая жесткость:

Таблица 6 Определение цилиндрической жесткости

где:

E= 3,02*1010 H/м2 - модуль упругости для материала платы

h= 1,5 мм - толщина платы

v= 0,22 - коэффициент Пуассона

Масса печатной платы с ЭРИ (данные сведены в таблицу 3):

М= Мпп + Мэри=0, 208 кг (5)

Мпп= p*hab = 2,05*103*1,5*10-3*90*10-3*75*10-3= 0,0207 кг (6)

Где p=2,05*103 кг/м3 - плотность материала платы

Таблица 7 Масса ПП с ЭРИ

Таблица 8 Масса ЭРИ:

Элемент

Количество

Масса, кг

Общая масса

Конденсатор

3

0,001

0,003

Резистор

6

0,00025

0,0015

Светодиод

1

0,034

0,034

Микроконтроллер

1

0,003

0,003

Кварцевый резонатор

1

0,002

0,002

Соединитель

21

0,00025

0,0053

Реле

2

0,017

0,034

Кнопка

3

0,03

0,09

Диод

2

0,003

0,006

Транзистор

2

0,006

0,012

Общая масса

0, 1908

Где: к = 22,37, 0,19 - коэффициенты закрепления сторон

Определим коэффициент динамичности:

(8)

Где = 0,01 - коэффициент затухания для стеклотекстолита

n - коэффициент расстройки n= fmax/f0 = 200/668 = 0,30 (9)

Амплитуда вибросмещения основания

1,241*10-5 м (10)

Определение виброускорения и вибросмещения эри

(11)

Где x и y координаты элемента.

Коэффициент передачи по ускорению:

(12)

Где K1 (x) = 1,29; K1 (y) = 1,28 - коэффициенты формы колебаний

Определим виброускорение:

aв (x,y) =aо (x,y) (x,y), aв (x,y) =19,6 · 1,2 = 23,5 м/с=23,5 /9,81=8,4g (13)

Определим виброперемещение:

Sв (x,y) =E0* (x,y) =1,241·10-5·0,48 = 5,3·10-5м (14)

Определение максимального прогиба ПП:

= |1,5·10-5 - 1,241·10-5| = 0,26·10-5м (15)

Допустимый прогиб ПП определяется по формуле

(16)

Где b сторона параллельно которой установлены эри

Допустимый прогиб равен:

SВ. доп = 0,003*75*10-3=0,000225=2,25*10-4 (17)

Условие выполнения вибропрочности:

д=0,26·10-5м<2,25*10-4 (18)

Максимальный прогиб меньше допустимого, условие выполнено.

Делись добром ;)