Корпус для радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1987 года по МПК H05K7/20 

1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к конструированию корпусов для радиоэлектронной аппаратуры, работающей в условиях воздействия вибрационных нагрузок.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения при воздействии вибрации путем обеспечения изменения частоты колебаний теп лорассеивателя.при изменении температуры основания.

Для обеспечения процесса охлаждения корпуса используется энергия вибрационного поля на объекте установки аппаратуры за счет выполнения теплорассеивателя и оснований из материалов с разными коэффициентами линейного расширения, а элементы крепления одновременно выполняют функцию элементов подстройки за сче вьшолнения резервных точек креплени

На фиг.1 приведен один из возможных вариантов выполнения корпуса; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - динамика процесса охлаждения корпуса (а - амплитудно-частоная характеристика теплорассеивате- ля; S - изменения температуры теплорассеивателя при изменении частоты вибрации; о - процесс охлаждени теплорассеивателя при воздействии вибрации).

Корпус для радиоэлектронной аппа ратуры содержит основание 1, на котором закреплен теплорассеиватель в виде пластины 2. Элементы крепления в виде дистанционных теплопроводных прокладок 3 с винтами 4 и упругими шайбами 5 установлены с двух противоположных сторон пластины 2. Толщина h пластины 2 определяется по формуле

h а

1,14Е

-o- p----

де

q Р

Е - « длина пластины, м; плотность материала пластины, модуль упругости материала пластины. Па;

доминирующая частота вибрации, Гц;

разность между величинами коэффициентов линейного расширения материала осно вания и материала пластины, 1/град;

5

0

5

it - величина температурного перепада при нагреве основания, град.

Толщина дистанционных теплопроводных прокладок 3 выбирается равной 1,1 от значения амплитуды резонансных колебаний пластины.

При низкой температуре основания : в процессе эксплуатации в условиях вибрации пластина 2 также имеет низ- кую температуру и ее резонансные колебания отсутствуют.

При увеличении температуры основания 1 увеличивается температура пластины 2 из-за наличия теплопроводной прокладки 3. Если материал пластины 2 выбран так, что коэффициент линейного расширения (КТР) его больше КТР материала основания 1, то увеличение температуры жестко связанной системы основание - пластина приводит к возникновению в пластине 2 сжимающих усилий, и значение ее собственной резонансной частоты снижается, приближаясь к значению частоты вибрации на объекте . Если материал пластины 2 выбран так, что КТР его меньше КТР материала основания 1, то увеличение температуры основания 1 с пластиной 2 приводит к возникновению в пластине 2 растягивающих усилий, и значение ее собственной резонансной частоты увеличивается, приближаясь 5 к значению доминирующей частоты

вибрации на объекте. При этом возникают резонансные колебания пластины 2 и происходит процесс эффективного охлаждения аппаратуры (фиг.2).

При необходимости интенсивной теплоотдачи от других стенок основания 1 на каждой такой стенке необходимо закрепить аналогичный теплорассеиватель в виде пластины.

Выбор собственной резонансной частоты пластины 2 осуществляется следующим образом.

С одной стороны значение собственной резонансной частоты f пластины, определяемое ее геометрическими размерами, способом закрепления и характеристиками материала, определяется выражением

0

0

5

0

55 f 9Ai59i22 37

а N Р

С другой стороны, чтобы пластина 2 теплорассеивателя при нагреве

резонировала на частоте доминирующей вибрации fg, ее собственная резонансная частота f при нормальной температуре должна иметь значение , определяемое из выражения

f б

о , За ссЧ t 1 -

h

Приравняв выражения (2) и (3) и задавшись длиной пластины, получаем выражение (1) для определения толщины h пластины 2.

Для обеспечения лучшей теплоотдачи от основания 1 к пластине 2 толщина -прокладок 3 должна быть выбрана минимальной, но не меньше амплитуды резонансных колебаний пластины, а в качестве материала можно использовать медь или алюминий.

Выбор толщины дистанционной теплопроводной прокладки 2 осуществляется следующим образом.

Амплитуда колебаний пластины А определяется из выражения

ОСН Р

А

он

в

где

S

- логарифмический декремент

колебаний; р - коэффициент динамичности

пластины;

АООСН амплитуда колебаний основания .

Учитьшая, что точность инженерных расчетов резонансных явлений в механических.системах находится в пределах 10%, возможно минимальная толщина дистанционной теплопроводной прокладки равна

dno М А

on л

Формула изобретения Корпус для радиоэлектронной аппаратуры, содержащий основание с закрепленным на нем теплорассеивате5 лем и элементы крепления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения при воздействии вибрации путем обеспечения изменения частоты колебаний

О теплорассеивателя при изменении температуры основания, теплорассеива- тель в виде пластины и корпус выполнены из материалов с разными коэффициентами линейного расширения, а эле 5 менты крепления - в виде дистанционных теплопроводных прокладок с винтами и упругими шайбами установлены с двух противоположных сторон пластины с возможностью регулирования

20 усилия прижима, причем толщина h пластины определяется по формуле

г I Р .,.2 0,35E()i. ut 1Т:Г4§

f

25 где Q - длина пластины, м;

плотность материала пластины,

модуль упругости материала пластины. Па;

Е

fg- доминирующая частота вибрации, Гц; Об - разность между величинами

коэффициентов линейного расширения материала основания и материала пластины, 1/град; At- величина температурного

перепада при нагреве основания, град,

а толщина дистанционных теплопроводных прокладок равна 1,1 от значения амплитуды резонансных колебаний пластины.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения при воздействии вибрации. Корпус содер, жит основание 1 с теплорассеивате- лем 2 .в виде пластины. Элементы крепления представляют собой дистанционные теплопроводные прокладки-3 винты 4 и упругие шайбы 5. В процессе охлаждения корпуса используется энергия вибрационного поля на объекте установки аппаратуры. Для этого теп лорассеиватель 2 и основание I вьшол- нены из материалов с разными коэффициентами линейного расширения.Элементы крепления при этом выполняют - функцию элементов подстройки за счет выполнения резервных точек крепления. В описании приведена формула для расчета толпщны теплорассеивателя 2. 3 ил. (Л