9645

9645

مدل سازي و تحليل ارتعاشات اجزاي الكترونيك در سازه هاي هوافضايي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضاگرايش سازه هاي هوايي

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

دكترحميد احمديان - دكتر حسن جلالي

چكيده سازه هاي هوافضايي معمولا در مسير پرتاب و حركت از محيط هاي مختلفي عبور مي كنند. درعبور از اين محيط ها بارها و شرايط مرزي مختلفي بر آنها اعمال مي شود. از طرفي وجود محموله هاي حساس در اين سازه ها به ويژه تجهيزات مخابراتي، اپتيكي و الكترونيكي كه براي انجام كار خود نياز به محيطي آرام دارند، موجب شده است كه شناخت بارهاي ديناميكي در طول مسير و كنترل و جداسازي ارتعاشات نا خواسته و كاهش سطح ارتعاشات منتقله به اين قسمتها يك امر ضروري به نظر رسد. براي انجام اين تحليل ها و كنترل شكست قطعات حساس، شناسايي پارامترهاي ديناميكي مورد استفاده در اين سازه ها حائز اهميت است. از اين رو، در اين پايان نامه به تحليل و شناسايي پارامترهاي ديناميكي صفحات الكترونيكي پرداخته شده است. براي اين منظور صفحات الكترونيكي-يا مدارهاي تخته چاپيPCB -كه در صنايع مختلف از جمله سازه هاي هوافضايي بكار مي روند با استفاده از روش اجزاي محدود مدلسازي شده اند. پس از مدلسازي سازه و اتصالات موجود در آن مدل اجزاي محدود با استفاده از نتايج آزمايش مودال بهنگام شده و در انتها از مدل تصحيح شده جهت محاسبه تنش هاي ديناميكي در اتصالات استفاده شده است. ابتدا با استفاده از نرم افزارcalfem مدل اجزاي محدود صفحه ساده بدون نصب قطعات TQFP به وجود آمد. سپس مدل اجزاء محدود صفحه شامل يك قطعه TQFP نيز ايجاد شد. براي مدل سازي اتصال بين قطعه TQFP و صفحه از المان هاي فنرخطي در راستاي عمود بر صفحه و همچنين المان هاي فنر پيچشي استفاده شد. در ادامه نمونه واقعي صفحه مورد نظر تهيه گرديد و با استفاده از آزمايش مودال پارامترهاي ديناميكي آن شامل فركانسهاي طبيعي و ضرائب ميرائي براي صفحه ساده و صفحه شامل قطعه TQFP استخراج شدند. سپس به تصحيح مدلهاي اجزاء محدود صفحات پرداخته شده است. براي اين منظور ابتدا با كمينه نمودن خطاي بين فركانسهاي طبيعي حاصل از آزمايش و مدل اجزاي محدود صفحه ساده با استفاده از روش حساسيت مقادير ويژه ، مدل اجزاي محدود تصحيح شد. جهت مدل سازي مير ايي، مدل ميرايي توافقي براي مدل اجزاي محدود صفحه ساده در نظر گرفته شد و با استفاده از كمينه نمودن اختلاف بين نسبت هاي ميرايي حاصل از آزمايش و مدل اجزاي محدود، ضرايب مدل ميرايي توافقي به دست آمدند. در انتها نيز مدل اجزاء محدود صفحه شامل قطعه TQFP با استفاده از فركانسهاي طبيعي حاصل از آزمايش تصحيح شد. با در اختيار داشتن يك مدل اجزاي محدود تصحيح شده، در انتها به محاسبه تنش هاي ديناميكي دراتصالات تحت يك بارگذاري مشابه با حالت واقعي پرداخته شده است. واژه‌هاي كليدي: صفحات تخته مدار چاپيPCB، مدل اجزاي محدود، اتصالات لحيم ، بهنگام كردن