Перейти к публикации

Расчёт электроники на вибрацию и удар


konstant55

Рекомендованные сообщения

Добрый день! Пытаюсь посчитать электрическую плату с установленными на ней электронными компонентами на воздействие синусоидальной вибрации и многократного удара. Есть 3 D модель самой платы. Сами электронные компоненты (микросхемы, резисторы и т.д.) представлены в виде простых геометрических тел. Например, электролитический конденсатор представлен в виде цилиндра на ножках. Масса элементов задана подгонкой плотности в свойствах материалов. Проблема в том, что внутри самих электронных компонентов, например внутри микросхем и конденсаторов, есть элементы, устойчивость которых к указанным внешним воздействиям намного ниже чем у корпусов этих компонентов. Имею ввиду, что по результатам расчёта сам корпус компонента может "выжить" а вот его внутренние элементы выйдут из строя. Прорисовать в 3D внутренние элементы некоторых элекронных компонентов, на мой взгляд, не самая хорошая идея. Поэтому у меня вопрос - как можно учесть воздействие на внутренние элементы компонентов и по каким критериям можно  считать, что элемент "выжил" или вышел из строя?      

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


В паспорте на каждый компонент написано, какие перегрузки он выдерживает. Вот по ним и смотрите. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не всё так просто. Ну во первых не для каждого элемента указаны предельные значения по вибро и ударо устойчивости. А потом найти какие либо нормативные документы по предельным нагрузкам для электронных компонентов оказалось не так то просто...по крайней мере я пока ничего не нашёл. При этом я не совсем понимаю каким образом можно будет фиксировать выход из строя внутренних элементов электронного компонента. Может быть есть смысл нарисовать внутри электронного компонента некое тело, и задать для него такие свойства материала, при которых этот элемент будут выходить из строя при достижении предельной нагрузки, полученной либо из эксперимента, либо из ТУ на электронный компонент?  Господа, если  у кого есть какие либо нормативные документы по предельным нагрузкам для электронных компонентов (например очень интересует ОСТ В 11 0027-84) а еще лучше примеры расчётов электроники буду признателен! 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

для начала:

 

1. Где Вы берете нагрузки?

если в нормативных документах - то там чаще всего спектры ускорений - они для РЕАЛЬНЫХ расчетов совершенно бесполезны

2. Ваши платы - многослойные?
если да - то ЭТО нужно учитывать ОБЯЗАТЕЛЬНО!

многослойные платы , порой имеющие сильную ортотропию - по существу являются композитами, которые имеют свойство модулировать движение по амплитудам, частотам и фазам.... 

3. КАК Вы хотите решать эти задачи?
*** про линейную динамику можете сразу забыть... - точнее даже не вспоминать

 

4. Вероятно возможны два варианта:

а) Вам нужно создать "адекватную" мат.модель (упрощенную с точки зрения детализации) и получить параметры движения интересующих Вас электронных компонентов, и используя эти результаты - изучать их влияние на прочность компонентов

б) на "упрощенной" мат.модели, создавать отдельные кусочки с достаточной степенью детализации и изучать прочность конкретных  элементов

но для начала Вы должны написать критерии прочности для каждого элемента - что само по себе уже весьма не просто
*** производители электронных компонентов (в том числе и иностранные производители) стараются не давать никакой конкретной информации о своей продукции, отчасти потому что многие сами толком не знают ничего о свойствах выпускаемой ими продукции, а отчасти что РЕАЛЬНЫЕ характеристики выпускаемой продукции не соответствуют декларируемым .....
 

 

ну и последнее, Вы либо начните разбираться с РЕАЛЬНОЙ прочностью, либо озадачьтесь вопросом о "соответствии" Вашей продукции нормативным документам....

*** соответствие продукции нормативным документам - никоим образом не гарантирует прочности!

Изменено пользователем Victor_M
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 minutes ago, Victor_M said:

3. КАК Вы хотите решать эти задачи?
*** про линейную динамику можете сразу забыть... - точнее даже не вспоминать

...

...Вы либо начните разбираться с РЕАЛЬНОЙ прочностью, либо озадачьтесь вопросом о "соответствии" Вашей продукции нормативным документам....

Опять общие слова.

По делу что-нибудь скажете?

 

А то выступали-агитировали за эксплисит методы, аж КАПС скрипел..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Victor_M сказал:

для начала:

 

1. Где Вы берете нагрузки?

если в нормативных документах - то там чаще всего спектры ускорений - они для РЕАЛЬНЫХ расчетов совершенно бесполезны

Не моли бы пояснить почему спектры ускорений бесполезны для реальных конструкций? И раз уж вы сталкивались с нагрузками для компонентов, то может подкините какие нибудь подобные документы? Буду признателен!

 

1 час назад, Victor_M сказал:

2. Ваши платы - многослойные?
если да - то ЭТО нужно учитывать ОБЯЗАТЕЛЬНО!

многослойные платы , порой имеющие сильную ортотропию - по существу являются композитами, которые имеют свойство модулировать движение по амплитудам, частотам и фазам.... 

 А нас сколько на практике вообще имеет смысл учитывать многослойность плат? И если это необходимо то как учесть ортотропность в линейной модели (ведь модальник и гармонический анализ работает только с линейщиной)? Может быть можно это как нибудь учесть посредством подбора параметров демпфирования?

 

1 час назад, Victor_M сказал:

б) на "упрощенной" мат.модели, создавать отдельные кусочки с достаточной степенью детализации и изучать прочность конкретных  элементов

 С трудом представляю как можно прорисовать внутренние элементы электролитического конденсатора или ещё хуже элементы микросхемы.

 

Спасибо за ответ, но на самом деле хотелось бы какой-то конкретики. Ну там может каки-нибудь примеры подскажите или ссылки на литературу порекомендуете?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

спектры ускорений - это спектры амплитуд ускорений в зависимости от частот, полученные путем преобразование Фурье из временной области в частотную область

 

как правило частотные спектры "теряются" при написании нормативов в России, поскольку "узаконено" применение спектрального анализа - что сделано было в общем-то давно, когда вычислительной техники в распоряжении инженеров в общем-то не было.

спектральный анализ - это СУММИРОВАНИЕ разложений по всем заданным частотам, без учета знака - т.е. это как бы "верхняя" оценка возможных перемещений....

 

кроме того, при спектральном анализе не учитывается так же сдвиг по фазам, простой пример:

у Вас есть конструкция на которую воздействует несколько гармоник, так вот - Вы можете получить "что угодно" - если будете менять моменты приложения каждой гармоники относительно "нулевой" точки отсчета по времени приложения первой гармоники

 

*** нужно понимать, что линейное решение - подразумевает ЛИНЕЙНОЕ поведение физической модели, что на самом деле для плат электроники почти всегда не годится... - т.е. почти всегда платы с электроникой имеют нелинейные характеристики с точки зрения зависимости "нагрузка- перемещение"

 

кроме того, одно из условий линейности системы - это независимость амплитуд-фаз-частот... - что опять же для подобных конструкций почти никогда не выполняется....

 

т.е. выполнив спектральный анализ - Вы получаете "нечто" - не имеющее никакого отношения к реальной физике...

Вы даже сравнить это "нечто" ни с чем не сможете - по причине, что это "нечто" никак в эксперименте смоделировать нельзя!

 

Вы почитайте учебники по линейной динамике - этот раздел весьма прост и там никаких специальных знаний по физике и вычислительной математике не нужно

 

я не понял Ваш вопрос про какие-то документы?

я не понимаю что Вы имеете ввиду.

Методики проведения расчетов?

или что-то иное?

 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, piden сказал:

Опять общие слова.

По делу что-нибудь скажете?

Присоединяюсь к мнению коллеги)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
31 минуту назад, konstant55 сказал:

 А нас сколько на практике вообще имеет смысл учитывать многослойность плат? И если это необходимо то как учесть ортотропность в линейной модели (ведь модальник и гармонический анализ работает только с линейщиной)? Может быть можно это как нибудь учесть посредством подбора параметров демпфирования?

все зависит от постановки задач - которые Вам нужны....

 

Вот Вы пишите о прочности - я так понимаю Вас не интересуют линейные - упругие колебания...

Вас же интересует пределы прочности конструкции и каких-то элементов в отдельности - что автоматически исключает применение теории линейных колебаний в принципе

 

многослойные платы - штуки хитрые, они не просто ортотропные, они часто имеют "нерегулярную" структуру по слоям, поэтому их чаще всего приходится моделировать "в лоб" - т.е. "склеивать" оболочки задавая какие-то критерии деламинации.... - в общем это отдельная тематика... порой довольно сложная....

 

проблема в том, что часто происходит расслоение плат (совершенно "неожиданно" для изготовителей) и как следствие очень сильно меняются жесткостные характеристики самой платы.... ну и потом - когда в какой-то момент времени часть энергии уходит на разрушение - деламинацию платы - у Вас происходит качественное изменение колебаний, как с точки зрения амплитуд, так и с точки зрения фаз

*** в данном случае нужно понимать частоты , фазы - как "мгновенные" значения характеризующие колебания системы в данный момент времени.

 

подбор параметров демпфирования - это из "другой" плоскости знаний и он тут никак не поможет.....

 

Тем не менее, если Вы уверены что в процессе нагружения Ваша плата не будет разрушаться, Вы про "сложности связанные с деламинацией можете забыть"

 

 

3 минуты назад, konstant55 сказал:

Присоединяюсь к мнению коллеги)

Уважаемый @konstant55

 

поскольку то что я пишу Вам вероятно непонятно и не интересно,
приношу свои извинения за то что отвлекаю Вас от плодотворной работы.

Изменено пользователем Victor_M
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нда, диалог не состоялся. Как обычно..

 

2 hours ago, Victor_M said:

они для РЕАЛЬНЫХ расчетов совершенно бесполезны

2 hours ago, Victor_M said:

Ваши платы - многослойные?
если да - то ЭТО нужно учитывать ОБЯЗАТЕЛЬНО!

2 hours ago, Victor_M said:

Вы либо начните разбираться с РЕАЛЬНОЙ прочностью, либо озадачьтесь вопросом о "соответствии" Вашей продукции нормативным документам...

Остается только замереть в немом благоговении.. :worthy:

 

 

***********

@konstant55 , вообще по вопросу вся сермяжная правда во втором посте)

Cложно придумать какой-либо другой критерий оценки "сломается или нет" при отсутствии экспериментальных данных и инфы от производителя.

 

Советую попробовать поспрашивать гугл на английском, можно найти чтотт такое, можно статьи, и уже смотреть, какие данные и критерии использовали их авторы.

 

Может помочь поиск по форуму (знаю, та еще забава), здесь всплывали темы про вибрацию и вынужденные колебания, где в обсуждении принимали участие люди, сведущие в этом поболе, чем piden или Victor_M...

 

 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Считайте так как считают здания и сооружения на землетрясения и все дела. Спектр  ускорений это по существу коэффициент динамичности. Массы элементов известны, ускорения тоже. Какие могут быть проблемы ?  :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, piden сказал:

Советую попробовать поспрашивать гугл на английском, можно найти чтотт такое, можно статьи, и уже смотреть, какие данные и критерии использовали их авторы.

 

Может помочь поиск по форуму (знаю, та еще забава), здесь всплывали темы про вибрацию и вынужденные колебания, где в обсуждении принимали участие люди, сведущие в этом поболе, чем piden или Victor_M...

 

 

 

Спасибо, буду копать)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Выполним расчет модели здания из раздела 16.5.1 на условный спектр землетрясения, рис. 16.39. Этот

спектр ускорений по своему смыслу является графиком коэффициентов динамичности    http://cnit.ssau.ru/TechFEM/TextBook_Femap_w_N/Part_16_5_3.pdf   :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Fedor , за 5 лет стало много понятней

 

Изменено пользователем Narwhal
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Тут все от частот зависит. Мягкое подрессоривание не пропускает высоких частот. Можно на грубой модели оценить. Но на плохих грунтах обычно динамичность здания растет при сейсмике. Рекомендуется бальность повышать на единицу, а это удваивает ускорения...   А про удары было в книжке Бирбраера  вроде. Да и в сопромате были формулы. Я по ним считал воздействие падающей на перекрытие колонны. Только сосчитал как уронили. Прихожу на работу, а мне звонят и говорят, что правильно все посчитал, не пробила перекрытие. :)

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
18 minutes ago, Fedor said:

Только сосчитал как уронили.

Абсолютно правильный подход. Расчет должен поверяться экспериментом!

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это был не эксперимент , а разгильдяйство. Колонну из мощного двутавра стали поднимать на тряпичных тросах краном, она скользнула и перерезала их. Ну и грохнулась на перекрытие. Хорошо никого не придавило...  

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я так понимаю все микросхемы, резисторы и тд должны выдерживать уровень перегрузок, написанных в ТЗ на плату. Так что это должна быть проблема завода-изготовителя или вашего поставщика. Если же хотите посчитать какие-то компоненты отдельно - без эксперимента совершенно не обойтись.

Нужно определить демпфирование, коэфф. усиления в определенных точках, а потом считать уже отдельно и по частям на амплитуды, умноженные на усиление. 

Если у вас в ТУ спектры, то это похуже. Но все равно можно определить амплитуда ускорения в зависимости от собств частоты и также демпфирования. Все можно в конечном итоге свести к простейшей колебательной системе.

3 часа назад, Fedor сказал:

про удары было в книжке Бирбраера  вроде.

В Батуеве наверное было

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не первый раз платы делаются. Найдите такую которая выдерживала нужные режимы и посчитайте ее. Сделайте так чтобы и в новой были условия не хуже существующей. Подобный подход описан Крыловым для судостроения когда он описывал что такое эксперимент в механике в начале прошлого века был :)

 

https://dwg.ru/dnl/8048  

Изменено пользователем Fedor
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Рома калужский
      это код подключения шпинделя как ось "С" но при этом он не перемещает револьверку, т.е. не работает по программе
    • Горыныч
      Еще совет: строить нужно только половину, если модель симметричная, тогда Солид меньше "косячит". И соглашусь с коллегами, идеальный вариант для гладкого построения - два сечения и две направляющие кривые, т.е. 4 управляющие кривые (кромки). При необходимости можно добавлять не только промежуточное сечение, но и направление. Не нужно пятаться построить всю поверхность одним фичером.  Пусть поверхности будут лоскутами, но соединяются по касанию или кривизне. 
    • ДОБРЯК
      Откуда появится смещение центра масс колеса, если колесо сбалансировано.  Жесткий сбалансированный вал, это условие данной задачи. На 4000 оборотах эти силы будут минимальны. Это разговор ни о чем в данной задаче. :=) Но даже если вы абсолютно точно определите эти частоты, с учетом всех сил. Что дальше с этими частотами делать? На основании чего делать вывод о работоспособности изделия? Это в учебной работе получили число, работу приняли и сдали в архив. Какая практическая ценность всех этих уточнений в данном случае?:=)  
    • Борман
      Если еще не поздно... я и сам погрузился бы. Физика такая, для вала с одним колесом... F - это понятно, центробежное смещение центра масс колеса M - момент от центробежных сил, который не появится, если колесо не повернется при изгибе вала. Обрати внимание, что BW-момент выворачивает ось в сторону действия силы F, т.е. при обратной прецессии они действуют сообща, и в этом опасность.   Отсюда будут разные собственные частоты при прямой и обратной прецессиях.  Теперь осталось понять, что такое прямая и обратная прецессии :), и почему момент при них направлен в разные стороны. По первой части вопроса см. мою картинку в этой теме от 27 августа 2013. По второй части вопроса - нужно включать воображение и усердно рисовать на бумажке. Мне пока сложно.    Физика именно такая. Нужно как то оценить величину этого момента и приложить его в софте, который не умеет ДК. А с тестовыми значениями можно и так порешать, и на выходе должна быть вилка. Т.е. F - задает типа "биссектрису" вилки (престресс-модальник), а момент - угол вилки.  
    • boomeeeer
      @anykeyto Я не оператор. Настраивал работу этой функции на токарно-фрезерном, где нужно было позиционировать шпиндель, для нарезания пазов. Что такое G07 не знаю. Вот такой пример для фрезерного станка нашёл   G108 B0; переключение на ось B для управления положением; G68.2 X10 Y10 Z20 I0 J90 K0 Положение заготовки (10,10,20) Угол Эйлера для определения характеристической системы координат; G53.2 Управление направлением инструмента   G109 B0 - отключит режим
    • anykeyto
      Ага, спасибо... А в связке с G07.1 это как работает? Есть детали ,кольца, на которых надо делать по 4 паза. Сейчас программист написал прогу под шаровую фрезу. Там рабочие движеня происходят через одновременное смещение по оси Х и Z... фреза убивается буквально на третьем кольце, да и обработка получаестя фиговой.. На сколько я понимаю надо стремиться к тому, чтобы на 5ти осном станке фреза всегда была перпендикулярна касательной ли самой поверхности. Мне посоветовал как раз цилндрческую интерполяцию, когда ось С преобразуется в плоскость. В мануале к HNC описано эт криво, но в примерах программ как раз сначала включается CTOS и потом G07.1. но дальше как запрограммировать понимания пока нет...  P.S. хочу добавить, что на 5-снике раньше работал только как оператор по готовым программам  на Хенденхайне. А сейчас на новом предприятии на новой для меня стойке нужно все делать с нуля и самостоятельно. С одной стороны интересно, с другой стороны спросить не у кого, в инете инфы по стойке нет от слова совсем, уж тем более видео....  чем это отличается от просто G0 C180? Или это уже будет шпиндель позиционироваться, а не стол?
    • AlexKaz
      Различают жёсткие и гибкие ротора. В данном случае вал жёсткий. Для него соответствуюшая формула. 4000 об/мин = 66.67 Гц, это ни о чём, эффекты для такой частоты почти не скажутся на жёстком роторе. Но проблема в том, что в лопаточных машинах (а насос на скрине наверное лопаточная?) собственные кратны числу лопаток. Я не разбирался в вопросе чтобы что-то здесь советовать. Лучше не спешить и внимательно почитать про модальный в лопаточных. Заодно проверить, а какое нагружение идёт в деталях насоса чтобы корректно выполнить престресс.
    • ДОБРЯК
      Хотите еще и матрицу масс изменить. :=) И сколько килограмм воды будете присоединять?  Опыт правильного моделирования, опыт расчета таких конструкций накапливается десятилетиями. Маловероятно, что кто-то на форуме будет вам объяснять как правильно моделировать, какие КЭ использовать, какие граничные условия задавать и т. д. Вы же всегда уклоняетесь от разговора на эти темы, даже для простых моделей.  Даже если перейдете на Ансис и не разберётесь в том, что он считает это не поможет вам написать грамотный отчет и объяснить грамотному заказчику, что вы там насчитали. Считает расчетчик, а программа это инструмент. Это только в рекламе пишут, что купите программу трехмерного моделирования, сделайте трехмерную модель, потом нажмите одну кнопку и на обычном игровом компьютере все посчитаете. Только в жизни все немножко иначе...:=)
    • Jesse
      Вот что у Биргера: Центробежные силы и индуцированный гироскопический момент зависят от квадрата частоты вращения вала   Хотя уже сама критическая частота зависит только от момента инерции колеса (альфа, бэта, гамма - это прогибы, углы поворота и прочая шелуха), т.е. частота вращения в формулу не входит, а всё определяется только моментом инерции Jm Ну у него рассматривается простая одномассовая система (фактически грузик на пружинке). Думаю поискать публикации.. мб где то раскопали аналитическую зависимость первой и высшей СЧ от частоты вращения для сложных систем. Хотя если выяснится что зависит,  всё равно обоснование придумывать придётся.  Эхх...
    • Fedor
      https://www.litres.ru/book/v-n-faddeeva/vychislitelnye-metody-lineynoy-algebry-65999878/  Ну и классику жанра :) 
×
×
  • Создать...