Расчет ударопрочности конструкций приборной аппаратуры
Похожие статьи вашей тематики
Конструкции АПА отвечают требованиям ударопрочности, если перемещение и ускорение при ударе не превышают допустимых значений, а элементы конструкции обладают запасом прочности на изгиб. В связи с тем, что изгибные напряжения в элементах конструкции в конечном счете определяются величиной перемещений (прогибов), расчет ударопрочности конструкции может быть сведен к нахождению запаса прочности элементов при прогибе [7,21,55].
Исходными данными для расчета являются: масса т и геометрические размеры элемента конструкции; характеристики материала (модуль упругости Е; плотность r; коэффициент Пуассона  ); перегрузки при ударе  и длительность удара  .
Методика расчета заключается в следующем. На первом шаге, по заданным параметрам удара необходимо определить амплитуду ускорения при ударе  , значение скорости в начальный момент удара  или эквивалентную высоту падения массы  .
Далее находится частота свободных колебаний конструкции  , по значению которой вычисляется максимальный прогиб упругого элемента при ударе. В зависимости от модели, к которой приводится реальная конструкция, расчет частоты свободных колебаний производится по формулам (5.7) - (5.9).
Составляющим максимального прогиба упругого элемента конструкции при ударе является статический прогиб  . Воспользуемся основной формулой для расчета частоты свободных колебаний, полученной из выражений (5.7)-(5.9):
 ,
отсюда  .
Знание статического прогиба  , скорости  в начальный момент удара и частоты свободных колебаний позволяет найти максимальный прогиб упругого элемента (максимальное перемещение массы)
и полную динамическую деформацию ZД упругого элемента
 .
Полная динамическая деформация определяет эквивалентную силу удара, приложенную к упругому элементу в точке удара. Допустимое напряжение в элементах конструкции при изгибе  , где  - предельное напряжение в материале;  - к оэффициент, характеризующий запас прочности:  - коэффициент достоверности определения расчетных нагрузок и напряжений;  - коэффициент, характеризующий степень ответственности детали;  - коэффициент, учитывающий однородность механических свойств материалов.
Изгибное напряжение, возникающее в элементах конструкции при ударе, можно найти через изгибающий момент  и момент сопротивления изгибу  по формуле  . При расчете изгибающего момента исходят из того, что сила  приложена в геометрическом центре упругого элемента. Тогда реакция опор упругого элемента составит  , а изгибающий момент  , где  - геометрический размер элемента конструкции в плоскости изгиба.
Момент сопротивления упругого элемента изгибу  , где J - момент инерции сечения элемента относительно оси изгиба;  - значение координаты от нейтральной оси сечения до поверхности упругого элемента; h - толщина упругого элемента.
Пример расчета ударопрочности конструкции приведен в Прил. 7.
|
