ВІБРАЦІЙНІ ВИПРОБУВАННЯ ТА ЗАХИСТ НЕСІВНИХ КОНСТРУКЦІЙ ЕЛЕКТРОННОЇ АПАРАТУРИ НА РІЗНИХ РІВНЯХ КОНСТРУКТИВНОЇ СКЛАДНОСТІ
VIBRATION TESTS AND PROTECTION OF BEARING STRUCTURES IN ELECTRONIC PACKAGES ON VARIOUS LEVELS OF COMPLEXITY
Сторінки: 182-191. Номер: №5,т.2 2023 (327) 
Автори:
КОВТУН ІГОР
Хмельницький національний університет
https://orcid.org/0000-0002-1430-6479
e-mail: kovtunih@khmnu.edu.ua
KOVTUN IHOR
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2023-327-5-182-191
Анотація мовою оригіналу
Стаття присвячена удосконаленню підходу до вібраційного дослідження структурно-складних конструкцій електронної техніки та розробленню теорії і практики ефективного захисту друкованих плат від динамічних навантажень шляхом створення або модифікації пружно-дисипативних механічних зв’язків між елементами несівних конструкцій електронної апаратури на різних рівнях конструктивної складності, які виявляються ланками передачі деформацій як всередині, так і ззовні цих конструкцій. Здійснено вібраційний аналіз несівних конструкцій блоків електронної апаратури. Визначено вплив пружно-дисипативних характеристик каркасу несівної конструкції блоків електронної апаратури на збудженість коливань друкованих плат. Проведено аналіз створення пружно-дисипативних зв’язків в конструкції вузлів кріплення друкованих плат. Проведено аналіз пружно-дисипативних зв’язків всередині та ззовні блоків електронної апаратури з метою зниження збудженості друкованих плат. Представлено розроблення ефективного способу демпфірування друкованих плат в умовах резонансу. Представлено використання методу пробних параметрів для експериментального визначення фізико-механічні характеристик конструкцій друкованих плат.
Ключові слова: напружено-деформований стан, пружно-дисипативні зв’язки, міцність, жорсткість, механічна система, коливальна система, несівна конструкція, демпфер сухого тертя, електронна апаратура, друкована плата.
Розширена анотація англійською мовою
The paper is aimed at developing approach for vibration analysis for structurally complex electronic packages, which considers motion of mass relative to vibration base as absolute motion of this mass relative to stationary base in oscillatory system where mass is set on base through elastic and dissipative joint, what demonstrated, in general, impossible using external vibration to assess internal vibration of researched structures and was experimentally verified by simultaneous application of methods for vibrometry, electrotensometry and high-speed video-shooting. Paper also represents theory and practice for effective protection of circuit cards from dynamic forces by creating or modifying elastic and dissipative mechanical joints between structural elements of bearing structures in electronic packages on various levels of complexity, which become links of deformation transmission as inside so outside of these structures. Analysis of elastic and dissipative parameters effect on vibration activity of circuit cards on various levels of package complexity revealed that constructional damping bearing structures, produced by dry external friction due to opposite displacement of contacting surfaces, surpasses viscous internal friction in materials of structural parts and components of electronic packages. Method for reducing dynamic stress and deflection in critical section of circuit cards in resonance condition has been developed by embedding elastic and dissipation joint introduced by dry friction damper whose stiffness is directly proportional to generalized elastic resistance force, which is the net force for pressure and friction on the contact surface in kinematic pair engaging oscillation, and which, increasing, with increasing vibration amplitude, provides reducing dynamic stress and deflection transmitted to circuit cards. The mathematical model provides calculation of minimally acceptable stiffness and specification of construction parameters for the dry friction damper introduced by semi-elliptical beam with rectangular section profile.
Keywords: stress and strain condition, elastic and dissipative joint, strength, stiffness, mechanical system, oscillatory system, bearing structures, dry friction damper, electronics, circuit card.
