Файл: Горелов, В. А. Механические колебания в радиоэлектронике.pdf

- ioo -

G

опасные трапециевидные импульсы получаются з основной при

низкой температуре (рис.3.15).

- 102 -

данной толщины существует определенное значение статического

давления, уменьшение или увеличение которого приводит к рос­ ту перегрузок на амортизируемом изделии. Физический с?,шел области минимума состоит в следующем. Слева от области ми­ нимума энергии сбрасывания недостаточно для того, чтобы зна­ чительно слать упругую прокладку. В результате прокладка

оказывается слишком жесткой для данного веса груза. Это яв­ ляется причиной возникновения больших перегрузок на изделии. Справа от области минимума энергия сбрасывания настолько ве­ лика, что материал прокладки заметно деформируется и проклад­ ка0 пробивается, а это тоже вызывает появление больших перег­ рузок. Таким образом, область минимума есть граница, слева от которой материал ведет себя как жесткий, а справа - как

розе зона минимума резко сдвигается вправо. Значения самих минимумов в основном зависят от толщины прокладок. Испытаниями на вибрацию установлено, что динамический коэф­ фициент пенополиуретановых прокладок в резонансном режиме работы приблизительно лавен 2. Это указывает на значительную демпфирующую способность пенополиуретана. Поэтому для него, как правило, не проводят расчета на вибрацию.

Другим материалом, обладающим хорошими амортизационными свойствами, является пенополистирол. Этот материал гораздо меньше подвержен температурным изменениям,но области миниму­ ма перегрузок для него заметно сдвинуты в сторону больших значений статического давления. Поэтому пенополистирол целе­ сообразно применять для упаковки приборов, имеющих больший

- 103 - •

объемный вес. К существенным недостаткам его следует отнес­

роены и для картонных элементов, часто используемых для за­ щиты изделий от механического воздействия.

Одним из важнейших требований, которым долины удовлетворять амортизационные материалы, является требование сохранять свои амортизационные свойства при длительном хранении изде­ лий в упакованном виде.

Дело в там, что в процессе длительного хранения упакован-

/

ных изделий возникают дополнительные факторы, влияющие на

свойства материала и сникающие качество защиты изделий. К числу таких нежелательных явлений относятся старение матери­ ала, усадка, ползучесть и др.

Для проверки пенополиуретана ППУ-ЗМІ на длительный срок хранения были проведены специальные эксперименты. С этой целью на прокладки из этого материала был положен груз, соз­ дававший статическое давление, встречающееся в упаковках из­ делий, и периодически в течение длительного времени \ 6 меся­ цев) регистрировалась нарастающим итогом деформация сжатия прокладки. В результате были построены так называемые кривые ползучести материала при различных статических давлениях (рис.3.17).

Они выражают зависимость относительной дефоріации £ матери­ ала от времени "fc действия статической нагрузки ^ .

Для. того чтобы можно было предсказывать деформацию мате­ риала на весьма длительный срок, экспериментальные кривые

- 105 -

При проектировании амортизации расчетная толщина прокладки увеличивается на величину деформации, соответствующую концу срока хранения изделия, т.е. на величину ос= І І Т .

3 заключение заметим, что применение пенопластов для защиты изделий от механических воздействий не ограничивается лишь

использованием их в качестве прокладок. Известны, например,

О

случаи, когда в эти материалы целиком заливаются детали' элект­ ронной аппаратуры, которые необходимо изолировать от воздейст­ вий окружающей среды ( см."Радиоэлектроника за рубежом" й 40, 1964, статья "Применение пенопласта для изоляции электронной аппаратуры спутников от воздействия окружающей среды").

3.7.Общие замечания по расчету систем, предназкаченных для защиты изделий от вибрации и ударов

Как уже отмечалось в гл.П, элементарная теория виброизоляции исходит пз того, что амортизируемый объект обладает одной сте­ пенью свободы, а амортизатор тлеет линейную характеристику , (т.е. реакция амортизатора складывается пз упругой сшщ, про­ порциональной деформации его упругого элемента, и демпфирую­ щей силы, пропорциональной скорости деформации).

В соответствии с этой теорией защитные свойства амортизаторов оцениваются одной величиной - коэффициентом динамичности. причеіл чем ниже его значение, тем выше эффективность защиты нзде-

ЛИЯ.

Теоретическл нетрудно добиться снижения коэффициента ди­ намичности. Так, для того.чтобы защитить изделие от вибрацион­ ных воздействий, согласно линейной теории достаточно умень­ шить собственную частоту системы (снизив,например, жесткость

- 106 -

амортизаторов) так, чтобы выполнить неравенство ^ >\І£ а

также иметь малый коэффициент демпфирования (настолько малый, чтобы он не слишком ухудшал виброзащитные свойства амортиза­ торов (рис.2,10)). Но так как практически жесткость аморти­ заторов и их демпширу мхиие свойства можно сзменять в широких пределах, то и степень защиты изделия, казалось бы, можно улучшать беспредельно.

В отношении ударных воздействий линейная теория дает ана­ логичные выводы. Поэтому оставаясь в рамках линейной теории, можно прийти к заключению, что применение амортизаторов поз­ воляет неограниченно повышать степень защиты изделий от меха­ нических воздействий. Однако в ряде случаев такое утверждение оказывается ошибочным. Действительно, во-первых, уменьшение собственной частоты системы приводит, как известно, к увели­ чению статической деформации амортизатора Х ст в соответст­ вии с Фошулой

Р9

с= Z)1 ' где

вершает значительные перемещения относительно основания дане при небольших изменениях величины или направления линейной' перегрузки, которая, возникает цри маневрах подвижного объекта. И чтобы предотвратить соударение изделия с упором, необходи­

мо расширить габариты системы амортизации, что не всегда ока­ зывается желательным или,,конструктивно выпалнимда.

- 107 -

перегрузит в 6 ^ , то свободный ход амортизаторов должен быть не менее 6 JCcx = 6-2,75 ~ 16,5 см. Вполне понятно,что

конструктор, проектируя такую защиту, встретится с серьезны­ ми трудностями. Аналогичное положение создается и тогда,ког­ да необходимо защитить изделие от ударных воздействий. Дейст­ вительно, в<5соответствии с выражением (2.19) максимальное смещение амортизируемого объекта относительно основания при

коротком импульсе прямоугольной формы равно:

Амортизаторы с таким свободным ходом, конечно,не реальны, и причиной этому являются габаритные ограничения.

Во-вторых,динамнческой моделью в элементарной теории яв­ ляется система с одной степенью свободы, тогда как любой при­ бор представляет собой упругое тела с распределенными пара­ метрами, а такое тело обладает несколькими степенями свободы. Анализ показывает, что строго прибор может считаться абсолют­ но твердым телом только в том случае, когда максимальная из частот вибрационного воздействия значительно Hirse наименьшей