В процессе эксплуатации радиоэлектронная аппаратура (РЭА) подвергается механическим воздействиям, к которым относятся линейные ускорения, вибрации, удары.
Линейные ускорения характерны для всех объектов, движущихся с переменной скоростью. Влияния линейных ускорений на детали и электрорадио элементы (ЭРЭ) конструкций аппаратуры обусловлено силами инерции, которые могут во много раз превышать силы тяжести. Линейные перегрузки, за исключением кратковременных, практически не поддаются ослаблению. Поэтому обеспечение работоспособности конструкций может быть достигнуто повышением жесткости и прочности элементов, что, как правило, ведет к увеличению массы конструкций устройства.
Возимая РЭА подвергается ударным и вибрационным воздействиям, возникающим при эксплуатации, транспортировки, монтаже и т.д.
Для уменьшения воздействия вибраций и ударов используют различные способы защиты: увеличивают жесткость конструктивных элементов, используют конструктивные элементы с увеличенной степенью демпфирования, а так же используют виброизоляторы [1 - 3].
Как показывает опыт эксплуатации транспортируемой РЭА, наибольшее разрушающее воздействие на конструкцию оказывают вибрации [4 - 6]. Как правило, конструкция аппарата, выдержавшая воздействие вибрационных нагрузок в определенном частотном диапазоне, выдерживает ударные нагрузки и линейные ускорения с большими значениями соответствующих параметров [7].
Вибрации особенно опасны тогда, когда частота вибраций совпадает с собственной частотой механических колебаний элемента, что приводит к возникновению резонансных колебаний элементов конструкций аппаратуры. Вследствие этого происходит увеличение амплитуд колебаний в десятки и даже сотни раз и резкий рост интенсивности отказов ЭРЭ за счет механических разрушений несущих конструкций и ЭРЭ [8-11].
Поэтому устранение негативного влияния резонансных колебаний элементов конструкции РЭА или снижение их до допустимого уровня составляют одну из важнейших задач при её эксплуатации.
Проведение эксперимента
Для экспериментального исследования изменения динамических характеристик объекта были проведены испытания в соответствии с методами ГОСТ 20.57.406-81/
Объектом исследования являлась пластина стеклотекстолита фольгированного длиной 280 мм, шириной 80 мм и толщиной 1,5 мм.
Пластина была размечена на 15 равных отрезков, в узлах (точках) которых производились измерения виброперемещений при помощи индукционного виброметра [12, 13]. Внешние вибрационные воздействия задавались с помощью вибростенда ВС-32.
В ходе первого эксперимента производилось определение резонансных частот пластины в диапазоне от 1 до 500 Гц. Для проведения модального анализа объекта исследования были выявлены следующие резонансные частоты: f1 = 108 Гц, f2 = 234 Гц, f3 = 462 Гц (рис. 2).
Рисунок 2 – Резонансно-частотная характеристика пластины
При проведении модального анализа на первой резонансной частоте (108 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 8-ой точке, значение в которой составляло 6,5 мм.
При проведении модального анализа на второй резонансной частоте (234 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 3-ей, 8-й и 13-ой точках, значения в которых составляли 3,2 мм, 3,6 мм и 3,4 мм соответственно.
При проведении модального анализа на третьей резонансной частоте (462 Гц) был установлен максимальный всплеск величины амплитуды в 4-ой, и 12-ой точках, значения в которых составляли 2,1 и 2,2 мм соответственно.
Вывод
При проведении комплексного анализа полученных результатов (рис. 8) были сделаны следующие выводы:
1. На РЭА максимальное влияние оказывает не столько сама вибрация, сколько совпадение собственных резонансных частот аппаратуры с внешней вибрацией при котором возникает явление резонанса.
2. Максимальная амплитуда перемещения ЭРЭ РЭА находится на первой резонансной частоте.
Таким образом, было принято решение о необходимости проведения анализа существующих методов виброзащиты, позволяющих устранить влияние резонансных частот на H”F.