Способ защиты аппаратуры от ударных воздействий
Владельцы патента RU 2385554:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Корпорация (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к способам защиты от механических воздействий, а именно к конструированию радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), и может быть использовано в аппаратуре и оборудовании, которые эксплуатируются в условиях воздействия интенсивных механических нагрузок. Способ защиты аппаратуры от ударных воздействий заключается в том, что аппаратуру устанавливают в металлическом корпусе, внутренний объем которого заполняют демпфирующим материалом, в качестве которого применяют низкоплотный материал на основе смеси полых и терморасширяющихся микросфер. При этом состав низкоплотного материала основы смеси полых и терморасширяющихся микросфер подбирают таким образом, чтобы в зоне действия инерционной нагрузки ударного воздействия в материале возникало механическое напряжение, равное пределу текучести данного материала σ0,2. Техническим результатом изобретения является повышение ударостойкости аппаратуры и оборудования. 3 ил.
Изобретение относится к способам защиты от механических воздействий, а именно к конструированию радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), и может быть использовано в аппаратуре и оборудовании, которые эксплуатируются в условиях воздействия интенсивных механических нагрузок.
Известно устройство для защиты от механических воздействий (см. патент RU 2302091 от 15.08.2005 г., опубликован в БИ №18, 27.06.2007 г.) в котором реализован способ защиты аппаратуры от ударных воздействий, заключающийся в том, что пакет печатных плат устанавливают на амортизирующих прокладках внутри одного корпуса, который заполняют дискретными рабочими средами (ДРС). Корпус выполняют деформируемым и размещают в другом жестком корпусе, пространство между корпусами заполняют полимерным компаундом.
Вышеуказанный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и поэтому выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является сложность его реализации ввиду применения в нем для защиты аппаратуры от ударных воздействий большого количества различных приспособлений и методов - амортизирующие прокладки и крешеры, а также заполнение корпусов ДРС и полимерным компаундом. Применение таких различных методов защиты в одном устройстве делает его нетехнологичным и усложняет его математическое моделирование. Поэтому указанный способ имеет ограниченную область применения.
Решаемой задачей является разработка эффективного и технологичного способа защиты аппаратуры от ударных воздействий.
Достигаемым техническим результатом является повышение ударостойкости РЭА и оборудования.
Для достижения технического результата в способе защиты аппаратуры от ударных воздействий, заключающемся в том, что аппаратуру устанавливают в металлическом корпусе, внутренний объем которого заполняют демпфирующим материалом, новым является то, что в качестве демпфирующего материала применяют низкоплотный материал на основе смеси полых и терморасширяющихся микросфер.
Способ защиты аппаратуры от ударных воздействий реализуется устройством представленным на фиг.1, на фиг.2 показана диаграмма сжатия упругопластичного тела, на фиг.3 - результаты испытаний макета устройства.
В способе защиты аппаратуры от ударных воздействий используется низкоплотный материал на основе смеси полых и терморасширяющихся микросфер, который обладает свойством разрушаться под действием ударной нагрузки и тем самым снижать ее воздействие на аппаратуру.
Устройство содержит корпус 1 и аппаратуру (защищаемый объект) 2. Объем внутри корпуса заполняется демпфирующим низкоплотным материалом 3 на основе смеси полых и терморасширяющихся микросфер. Устройство устанавливается на какое-либо основание по плоскости А. Направления ударного воздействия - Р. Поверхность Б - зоны действия инерционной нагрузки на демпфирующий материал.
Состав материала подбирается таким образом, чтобы при ударном воздействии в материале 3 на поверхности Б возникало механическое напряжение, примерно равное кажущемуся пределу текучести данного материала (или равное σ0,2).
Способ реализуется следующим образом.
При действии ударной нагрузки Р на защищаемый объект 2, установленный по плоскости А, в демпфирующем материале 3 в зоне Б возникает механическое напряжение, примерно равное кажущемуся пределу текучести данного материала, при этом материал начинает разрушаться -«течь», сила же, действующая на аппаратуру, остается неизменной. Материал при ударном воздействии ведет себя как упругопластичный, т.е. диаграмма сжатия такого материала должна быть такой, как показано на фиг.2. Гашение энергии удара происходит на участке А диаграммы сжатия.
Изготовлен макет ударостойкого устройства. При испытаниях данного макета ударным ускорением с установленным в нем имитатором аппаратуры получено снижение ударного ускорения на имитаторе аппаратуры примерно в 10 раз (см. фиг.3).
Способ защиты аппаратуры от ударных воздействий, заключающийся в том, что аппаратуру устанавливают в металлическом корпусе, внутренний объем которого заполняют демпфирующим материалом, отличающийся тем, что в качестве демпфирующего материала подбирают состав низкоплотного материала на основе смеси полых и терморасширяющихся микросфер таким образом, чтобы в зоне действия инерционной нагрузки ударного воздействия в материале возникало механическое напряжение, равное пределу текучести данного материала σ0,2.
