УДК 681.3 Володин П.Н., Бростилов С.А., Бекбаулиев А.О

УДК 681.3
Володин П.Н., Бростилов С.А., Бекбаулиев А.О., Юрков Н.К.
ЗАЩИТА РЭА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПУТЕМ
ВИБРОДЕМПФИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И
СОПУТСТВУЮЩИЕ ЭТОМУ НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ
ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»
Аннотация
В данной статье рассмотрены такие негативные воздействия на РЭА как вибрации, а
также проанализированы основные пути борьбы с ними. Приведены основные виды
амортизаторов, а также перспективные на сегодняшний день. Сделан вывод о
необходимости вибродемпфирования конструкций перевозимых РЭС. Приведены
негативные последствия применения такого метода борьбы с вибрациями.
Ключевые слова: механические воздействия, вибрации, элементы конструкции,
колебания, виброизоляторы, амплитуда, вибродемпфирование, амортизаторы.
Volodin P.N., Brostilov S.A., Bekbauliev A.O., Yurkov N.K.
PROTECTION OF ELECTRONICS AGAINST MECHANICAL IMPACTS BY
VIBRODISPLACEMENT LOAD-BEARING STRUCTURES AND THE
CONCOMITANT NEGATIVE FACTORS
FGBOU VPO «Penza state University»
Abstract
In this article we considered the negative impact on REA as vibration, as well as analyzes the
main ways of dealing with them. The main types of shock absorbers, as well as promising to
date. The conclusion about the necessity of vibrodisplacement designs carried RES. Given the
negative consequences of use of such method of struggle against vibration.
Keywords: Mechanical stress, vibration, structural elements, vibrations, vibration isolators,
amplitude, vibrodempfirovanie, shocks.
В настоящее время трудно себе представить какую-либо передвижную,
мобильную технику как гражданского, так и военного назначения, без систем
радиоэлектронной аппаратуры, причем заметна тенденция увеличения количества и
усложнения такой электроники. В процессе эксплуатации на такую РЭА значительное
воздействие оказывают удары, вибрации, линейные перегрузки, акустические шумы.
Воздействие таких факторов на установленную в передвижные комплексы
аппаратуру, как правило, снижает ее надежность в десятки и сотни раз как за счет
механических разрушений элементов конструкций, так и за счет искажения параметров
электрических сигналов[1]. Поэтому анализ способов защиты от таких негативных
факторов является важнейшей задачей для проектировщика.
Современная защита ЭА от механических воздействий в основном
обеспечивается виброизоляцией, частотной отстройкой, динамическим гашением
колебаний, увеличением демпфирующих свойств конструкции.
Наибольшую опасность для ЭА представляют вибрации, частоты которых
совпадают собственными резонансными частотами блоков, ячеек или элементами
такой аппаратуры.
Вибрация, с точки зрения физики, представляет собой колебательные движения
твердых тел. А колебания в основном характеризуются амплитудой и частотой.
Поэтому защитить РЭА от вибрационных воздействий можно в основном двумя
способами:
- существенно изменить резонансную частоты объекта.
- уменьшить амплитуду вибрационного воздействия.
Пойти по первому пути не всегда возможно, так как обычно заказчик
предъявляет четкие требования по массе и геометрическим размерам изделия, поэтому
зачастую стараются уменьшить амплитуду вибраций за счет вибродемпфирования.
Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в
конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате
необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в
материалах, из которых изготовлена конструкция или ее части.
Причины, вызывающие рассеяние энергии в твердых телах можно разбить на
три группы. К первой группе относятся источники конструкционного происхождения.
Это главным образом трение в соединениях, опорах, трение между элементами
конструкций, введение демпферов и т. д. Вторую группу составляют потери в
окружающей среде, связанные с аэродинамическими или гидродинамическими
сопротивлениями окружающей среды, а так же связанные с акустическим излучением,
благодаря которому часто, энергии механических колебаний превращаются в звуковую
энергию и рассеиваются в среде. К третьей группе относится внутреннее рассеяние,
связанное с процессами протекающими в самом материале[2].
Метод вибродемпфирования заключается в установке между объектом защиты и
источником колебаний дополнительной системы, защищающей объект от
механических воздействий. Устройства, устанавливаемые между источником и
объектом, называются виброизоляторами. Под термином «виброизоляция» понимается
способность препятствовать передаче колебаний от источника на защищаемый от
вибрации объект или его часть.
Необходимо обратить внимание и на то, что с использованием демпфирующих
частей конструкции возникают такие негативные явления, как: возрастание амплитуды
колебания, при возникновении низкочастотной вибрации; увеличиваются вес и
габариты системы. В связи с этим применение амортизаторов зачастую связано с
нахождением компромиссного решения, удовлетворяющего всей совокупности
требований, предъявляемых к основному объекту. Чаще всего виброизоляция
применяется не к элементам объекта, а к объекту в целом или к его составным частям
или блокам (радиоэлектронная аппаратура и ее отдельные блоки, приборы
специального назначения и блоки, механизмы различного назначения и их составные
части).
Применяемые виброизоляторы, в зависимости от используемого в них упругого
элемента, подразделяются на следующие типы:
- резинометаллические виброизоляторы, упругие резиновые элементы которых
жестко соединены с арматурой (или корпусом);
- металлические виброизоляторы— пружинные, с упругим металловолоконным
элементом из металлического троса или сминаемым элементом из проволоки, из
металлической сетки или пористого металла. Одним из перспективных современных
типов
виброизоляторов
являются
тросовые
виброизоляторы
различного
конструктивного исполнения. Они изготавливаются из металлического каната, который
свивается в виде пружины. Такие виброизоляторы обладают высокими
диссипативными свойствами, за счет трения между жилами троса;
- пневматические с резинокордной или резинотканевой оболочкой;
- виброизоляторы с упругими элементами, изготовленными из композиционных
материалов (типа углепластиков);
- электромагнитные
виброизоляторы,
в
которых
упругое
свойство
обеспечивается за счет магнитного поля.
Виброизоляторы всех типов подразделяются на два класса по возможности
управления их характеристиками: регулируемые инерегулируемые. В регулируемых
виброизоляторах предполагается наличие ручной или автоматической подстройки
собственной частоты виброизолятора и контроль его несущей способности.
Регулируемые виброизоляторы применяются на особо ответственных системах, где
требуется обеспечить большую точность, временную стабильность, динамическую
устойчивость виброизолируемого объекта или его отдельных частей.
Вывод: использование демпфирующих элементов конструкции блоков
перевозимой РЭА значительно увеличивает ресурс стабильной работы аппаратуры, за
счет повышения надежности. Но вместе с тем, применяя различные амортизаторы и
других элементы виброзащиты, необходимо учитывать появление таких негативных
факторов, как возрастание амплитуды колебания, при возникновении низкочастотной
вибрации, увеличении массы и габаритов системы.
Библиографический список
1. Талицкий, Е.Н. Механические воздействия и защита электронной аппаратуры: учеб. пособие, в 3 ч. / Е.Н. Талицкий, изд. ВлГУ, 2005 - 124 с.
2. Литвинов А.Н. Прикладные модели механики гетерогенных структур
изделий приборостроения: монография. /А.Н. Литвинов, М.А. Литвинов, В.В.
Смогунов. – Пенза: Изд-воПенз. Гос. Ун-та, 2009- 320 с.
3. Кочегаров И.И. Бесконтактное измерение вибрации / И.И. Кочегаров, С.А.
Моисеев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2015. Т. 2. С.
301-303.
4. Лысенко А.В Алгоритм формирования сигналов обратной связи для
информационно-измерительной системы управления активной виброзащитой РЭУ /
А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Т.А. Шаркунова // Надежность и качество сложных
систем. 2014. № 3. С. 50-56.
5. Горячев Н.В. К вопросу реализации метода автоматизированного выбора
системы охлаждения / Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Алгоритмы, методы
и системы обработки данных. 2013. № 3 (25). С. 16-20.
6. Бростилов С.А. Метрологический анализ измерительной подсистемы
информационно-измерительной системы для исследования средств воздушного
охлаждения / С.А Бростилов, Н.В. Горячев, Т.Ю. Бростилова // Труды международного
симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 127-129.
7. Grigor'ev A.V., Goryachev N.V., Yurkov N.K. Way of measurement of
parameters of vibrations of mirror antennas. 2015 International Siberian Conference on
Control and Communications (SIBCON). Proceedings. – Omsk: Omsk State Technical
University. Russia, Omsk, May 21−23, 2015. DOI:10.1109/SIBCON.2015.7147031.
8. Михеев М.Ю. Развитие теории непрерывно-дискретных преобразователей и
ее применение для совершенствования средств измерений: Диссертация на соискание
ученой степени доктора технических наук / Пенза, 2001.
9. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Ситуационно-структурный подход к анализу
информационных объектов: Известия высших учебных заведений. Поволжский регион.
2006. № 6. С. 128.
10. Мурашкина Е.Н., Михеев М.Ю., Исаков С.А. Разработка диаграммы
вариантов использования датчиков на пав: Современные информационные технологии.
2014. № 19. С. 57-60.
11. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Концепция реализации принципа структурной
идентификации: Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. Т. 12. № 2.
С. 15.
12. Гудков К.В., Михеев М.Ю., Юрманов В.А. Синтез элементов поверочных
систем дозирования компонентов топлива: Вестник Самарского государственного
технического университета. Серия: Технические науки. 2010.№ 3 (28). С. 55-60.
13. Михеев М.Ю., Щербань А.Б. Ситуационно-структурный подход к анализу
информационных объектов: Известия высших учебных заведений. Поволжский регион.
Технические науки. 2006. № 6. С. 128.
14. Михеев М.Ю., Дмитриенко А.Г., Коновалов А.В. Идентификация помех в
сетях переменного тока на базе интегро-дифференцирующих устройств: Труды
международного симпозиума Надежность и качество. 2007. Т. 1. С. 382.
15. Роганов В.Р. Анализ устройств индикации тренажеров операторовнаводчиков: Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2014.
№ 4 (124). С. 80-87.
16. Четвергова М.В., Роганов В.Р., Сёмочкин А.В. Использование оптикоаппаратно-программных комплексов для обучения управления подвижными
объектами: Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 174.
17. Роганов В.Р., Четвергова М.В., Сёмочкин А.В. Проектирование систем
виртуальной реальности с позиции системного подхода: Современные проблемы науки
и образования. 2014. № 6. С. 199.
18. Роганов В.Р., Роганова Э.В., Асмолова Е.А., Филиппенко В.О. Один из
вариантов реализации инновационных проектов в условиях современной России:
Вестник
Южно-Российского
государственного
технического
университета
(Новочеркасского политехнического института). Серия: Социально-экономические
науки. 2014. № 5. С. 58-62.
19. Роганов В.Р. К вопросу о выборе имитатора визуальной обстановки:
Современные информационные технологии. 2014. № 19. С. 159-162.
20. Роганов В.Р., Филиппенко В.О. Сравнительный анализ систем имитации
визуальной обстановки: Современные информационные технологии. 2014. № 19. С.
162-166.
21. Roganov V.R., Asmolova E.A., Seredkin A.N., Chetvergova M.V., Andreeva
N.B., Filippenko V.O. Problem of virtual space modelling in aviation simulators: Life Science
Journal. 2014. Т. 11. № 12s. С. 1097.
22. Roganov V.R., Miheev M.J., Seredkin A.N., Filippenko V.O., Semochkin A.V.
Capacity assessment of visual conditions imitators: Eastern European Scientific Journal.
2014. № 6. С. 321-326.
23. Роганов В.Р., Роганова Э.В., Кревчик В.Д., Зуев В.А. Тренажер наводчиковоператоров установок пуска ракет: патент на изобретение RUS 2381435 29.01.2007.
24. Обработка экспериментальных данных: Роганов В.Р. учебное пособие / В. Р.
Роганов, М. Е. Новосельцева, С. М. Роганова; Федеральное агентство по образованию,
Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Пензенский гос. ун-т".
Пенза, 2008.