Конструирование ЭВС

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Реферат. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Категория: Предприятие, промышленность
Адрес этого реферата http://referat-kursovaya.repetitor.info/?essayId=3178 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.
Страница 1 из 2 [Всего 2 записей]1 2 »

Назначение аппаратуры.

Данный блок относится к классу бортовой аппаратуры и предназначен для установки в управляемый снаряд. Функционально блок предназначен для свертки сигнала принимаемого бортовой РЛС.

Технические требования:

а) условия эксплуатации:

- температура среды tо=30 оC;

- давление p = 1.33 104 Па;

б) механические нагрузки:

- перегрузки в заданном диапазоне

в) требования по надежности:

- вероятность безотказной работы P(0.033) 0.8.

Конструкционные требования:

а) элементная база - микросхемы серии К176 с КМДП логикой;

б) мощность в блоке P 27 Вт;

в) масса блока m 50 кг;

г) тип корпуса - корпус по ГОСТ 17045-71;

д) тип амортизатора АД -15;

е) условия охлаждения - естественная конвекция.

ПОДБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

Поскольку проектируемый электронно-вычислительный блок является бортовой аппаратурой, то к нему предъявляются следующие требования:

" высокая надежность;

" высокая помехозащищенность;

" малая потребляемая мощность;

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют интегральные микросхемы на дополняющих МДП (МОП) структурах - КМДП структуры.

Цифровые интегральные схемы на КМДП-транзисторах - наибо-лее перспективные. Мощность потребления в статическом режиме ЦИС составляет десятки нановатт, быстродействие - более 10 МГц. Среди ЦИС на МДП-транзисторах ЦИС на КМДП-транзисторах обла-дают наибольшей помехоустойчивостью: 40...45 % от напряжения источника питания. Отличительная особенность ЦИС на КМДП-транзисторах - также высокая эффективность использования ис-точника питания: перепад выходного напряжения элемента почти равен напряжению источника питания. Такие ЦИС не чувствительны к изменениям напряжения питания. В элементах на КМДП-транзисторах полярности и уровни входных и выходных напряжений совпадают, что позволяет использовать непосредственные связи между элементами. Кроме того, в статическом режиме их потребляемая мощность практически равна нулю.

Таким образом была выбрана серия микросхем К176 (тип логики: дополняющие МОП-структуры). Конкретно были выбраны две микросхемы:

" К176ЛЕ5 - четыре элемента 2ИЛИ-НЕ;

" К176ЛА7 - четыре элемента 2И-НЕ.

Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации

Напряжение источника питания, В 5 - 10 В

Нагрузочная способность на логическую микросхему, не более 50

Выходной ток Iвых0 и Iвых1, мА, не более 0.5

Помехоустойчивость, В 0.9

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА БЛОКА

Исходные данные:

Размеры блока: L1=250 мм L2=180 мм L3=90 мм

Размеры нагретой зоны: a1=234 мм a2=170 мм a3=80 мм

Зазоры между нагретой зоной и корпусом hн=hв=5 мм

Площадь перфорационных отверстий Sп=0 мм2

Мощность одной ИС Pис=0,001 Вт

Температура окружающей среды tо=30 оC

Тип корпуса Дюраль

Давление воздуха p = 1.33 104 Па

Материал ПП Стеклотекстолит

Толщина ПП hпп = 2 мм

Размеры ИС с1 = 19.5 мм с2 = 6 мм c3 = 4 мм

Этап 1. Определение температуры корпуса

1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока qк:

где P0 - мощность рассеиваемая блоком в виде теплоты;

Sк - площадь внешней поверхности блока.

Для осуществления реального расчета примем P0=20 Вт, тогда

2. По графику из [1] задаемся перегревом корпуса в первом при-ближении tк= 10 оС.

3. Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней л.в, боковой л.б и нижней л.н поверхностей корпуса:

Так как для всех поверхностей одинакова и равна =0.39 то:

4. Для определяющей температуры tm = t0 + 0.5 tk = 30 + 0.5 10 =35 oC рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса

5. Определяем число Прандталя Pr из таблицы 4.10 [1] для оп-ределяющей температуры tm, Pr = 0.7.

6. Находим режим движения газа, обтекающих каждую поверх-ность корпуса:

7. 106 Grн Pr = Grв Pr = 1.831 0.7 107 = 1.282 107 2 107 следовательно режим ламинарный

Grб Pr = 6.832 0.7 106 = 4.782 106 5 106 следовательно ре-жим переходный к ламинарному.

8. Рассчитываем коэффициент теплообмена конвекцией для ка-ждой поверхности блока k.i:

9. Определяем тепловую проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой к:

10. Рассчитываем перегрев корпуса блока РЭА во втором при-ближении tк.о:

11. Определяем ошибку расчета

Так как =0.332 [ ]=0.1 проводим повторный расчет скорректировав tк= 15 оС.

12. После повторного расчета получаем tк,о= 15,8 оС, и следовательно ошибка расчета будет равна

Такая ошибка нас вполне устраивает =0.053 [ ]=0.1

13. Рассчитываем температуру корпуса блока

Этап 2. Определение среднеповерхностной температуры нагре-той зоны

1. Вычисляем условную удельную поверхностную мощность на-гретой зоны блока qз:

2. По графику из [1] находим в первом приближении перегрев нагретой зоны tз= 18 оС.

3. Определяем коэффициент теплообмена излучением между нижними з.л.н, верхними з.л.в и боковыми з.л.б поверхностями нагре-той зоны и корпуса.

Для начала определим приведенную степень черноты i-ой по-верхности нагретой зоны пi :

Так как приведенная степень черноты для разных поверхностей почти одинаковая, то мы можем принять ее равной п = 0.405 и тогда

4. Для определяющей температуры tm = 0.5 (tк + t0 + tk) = 0.5 (45 + 30 + 17 =46 oC и определяющего размере hi рассчитываем число Грасгофа Gr для каждой поверхности корпуса

Определяем число Прандталя Pr из таблицы 4.10 [1] для опре-деляющей температуры tm,

5. Рассчитаем коэффициент коэффициенты конвективного теп-лообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности:

" для нижней и верхней

" для боковой поверхности

6. Определяем тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:

В результате получаем:

7. Рассчитываем нагрев нагретой зоны tз.о во втором приближении

8. Определяем ошибку расчета

Такая ошибка нас вполне устраивает =0.053 [ ]=0.1.

9. Рассчитываем температуру нагретой зоны

Этап 3. Расчет температуры поверхности элемента

1. Определяем эквивалентный коэффициент теплопроводности модуля, в котором расположена микросхема. Для нашего случая, когда отсутствуют теплопроводные шины экв

2. Определяем эквивалентный радиус корпуса микросхем:

3. Рассчитываем коэффициент распространения теплового потока

4. Определяем искомый перегрев поверхности корпуса микро-схемы для ИМС номер 13 находящейся в середине ПП и поэтому работающей в наихудшем тепловом режиме:

К1 и К0 - модифицированные функции Бесселя, результат расчета которых представлен ниже:

QИСi - мощность, рассеиваемая i-й микросхемой, в нашем случае для всех одинаковая и равна 0.001 Вт;

SИСi - суммарная площадь поверхностей i-й микросхемs, в нашем случае для всех одинаковая и равна зазор.

Подставляя численные значения в формулу получаем

5. Определяем температуру поверхности корпуса микросхемы

Такая температура удовлетворяет условиям эксплуатации микросхемы Тр = -45....+70 оС, и не требует дополнительной системы охлаждения.

РАСЧЕТ МАССЫ БЛОКА

Исходные данные для расчета:

Масса блока ИС mис = 24 г = 0.024 кг

Плотность дюралюминия др = 2800 кг/м3

Плотность стеклотекстолита Ст = 1750 кг/м3

Толщина дюралюминия hk = 1 мм = 0.001 м

Толщина печатной платы hпп = 2 мм = 0.002 м

Количество печатных плат nпп = 60

Количество ИС nис = 25

РАСЧЕТ СОБСТЕННОЙ ЧАСТОТЫ ПП

Так как в нашей ПП используются однотипные микросхемы рав-номерно распределенные по поверхности ПП, то для определения собственной частоты колебаний ПП можно воспользоваться форму-лой для равномерно нагруженной пластины:

Подставляя значения параметров в формулу рассчитываем значение собственной частоты:

РАСЧЕТ СХЕМЫ АМОРТИЗАЦИИ

Исходные данные

Вид носителя - управляемый снаряд

1. Рассчитаем величину вибросмещения для каждого значения f.

так как нам известен порядок К 103, то при минимальной частоте f = 10 Гц

следовательно мы можем рассчитать величину вибросмещения для каждой частоты спектра. Результат расчета представим в таблице:

2. Расчет номинальной статической нагрузки и выбор амортиза-тора.

RSSСтраница 1 из 2 [Всего 2 записей]1 2 »


Найти репетитора

При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
www.megastock.ru
Проверить аттестат