Расчет на механические воздействия "Блока представления информации"

Целью расчета является подтверждение требования технического задания (ТЗ) по пункту обеспечение стойкости к механическим воздействиям, возникающим в процессе эксплуатации изделия.

Методика расчета

Определение устойчивости к механическим воздействиям проводилось:

• расчетом статической прочности по критерию Мизеса при нагрузках: статической силы тяжести 1g и перегрузках 10g, 20g в направлениях вдоль осей X, Y, Z.
• по методу расчета критических частот колебаний, возникающих в узлах и деталях конструкции.

Расчет статической прочности и критических частот колебаний деталей и узлов изделия "Астериск" проводился в программном комплексе "MSC.visualNastran 4D". Данный программный комплекс сертифицирован по международной системе качества ISO 9001.

Проводились определения первых 9 мод при воздействии максимальной нагрузки взаимодействия элементов в конструкции.

Принятые допущения

В расчете проводилось моделирование изделия без учета люфтов, амортизаторов и других элементов, оказывающих демпфирующее действие, уменьшающее воздействие колебаний в конструкции.

Результирующие критические частоты колебаний изделия будут определяться совмещением критических частот колебаний составляющих узлов и деталей, их взаимовлиянием и компенсацией.

Исходные данные для расчета

Геометрия изделия представлена на рис. 1, рис. 2
Закрепление: по местам крепления амортизаторов блока отображения информации (рис. 3)
Нагрузки – сила тяжести 1g , 10g, 20g, приложенная для различной ориентации прибора в пространстве (вдоль осей x, y, z)

Результаты расчета

В результате расчета получены значения напряжений по критерию Мизеса.
- для силы тяжести 1g, приложенной вдоль оси Х (рис. 4 - рис. 6): 6.07 МПа;
- для силы тяжести 10g, приложенной вдоль оси Х (рис. 7 - рис. 9): 60.7 МПа;
- для силы тяжести 20g, приложенной вдоль оси Х (рис. 10 - рис. 12): 121 МПа;
- для силы тяжести 20g, приложенной вдоль оси Y (рис. 13 - рис. 15): 135 МПа;
- для силы тяжести 20g, приложенной вдоль оси Y (рис. 16 - рис. 21): 279 МПа.
В результате расчета получены значения собственных критических частот колебаний БОИ:
- для силы тяжести 1g, приложенной вдоль оси Х (рис. 22 - рис. 27): 195 Гц, 217 Гц, 243Гц, 270 Гц, 321 Гц, 380Гц, 424 Гц, 440 Гц, 546 Гц.

Расчет собственных критических частот колебаний

Расчет проводился для 6 первых мод по модели предыдущего расчета

Заключение

Исходя из полученных результатов, с учетом принятых допущений, краткости и переменного характера времени приложения возмущающих воздействий, демпфирующих свойств амортизаторов, изделие «Блока предоставления информации» стойко к механическим воздействиям:

• с перегрузкой 20g в направлении оси х - с коэффициентом запаса kσ=3; вдоль оси y (рабочее положение): kσ=2,78; вдоль оси z: kσ=1,4.
• отсутствие увеличения амплитуды перемещения при транспортировке в диапазоне частот 5…40 Гц - первая собственная критическая частота изделия - 195Гц.

т.е. отвечает требованиям ТЗ.

*Мода, вид колебаний, возбуждающихся в сложных колебательных системах. мода характеризуется пространственной конфигурацией колеблющейся системы, определяемой положением её узловых точек (линий или поверхностей), а также собственной частотой. Каждой моде соответствует определённая собственная частота