New-Tech Military Magazine | March-April 2018

חומרים בעלי הצפיפות הנמוכה ביותר (אלומיניום ומגנזיום הם די פופולאריים מבחינה זו), מבלי לקחת בחשבון תכונות חשובות אחרות, כגון מודול האלסטיות (המכונה המודול של יאנג) והיחס של פואסון. אולם נראה כי הגישה המתאימה ביותר תהיה בתכונה שניתן לכנות קשיחות ספציפית - יחס בין המודול של יאנג לבין צפיפות. כלומר, המודול האלסטי פר צפיפות המסה של החומר. מנקודת מבט זו, גם אלומיניום וגם פלדה עדיפים באותה המידה משום שלשניהם פחות או יותר אותה מידה של קשיחות ספציפית. באחד הניסויים שלנו, האלומיניום להקשחה הוחלף עם פלדה. שתי התצורות פעלו גבוה Q היטב, אולם זה עם הפלדה הפיק יותר; לכן, בעיצוב הסופי הבחירה היתה באלומיניום. למצבים קיצוניים, ישנם כמה חומרים , CE 7, CE 11 אקזוטיים זמינים, כגון .) AlSiC ואלומיניום - סיליקון - קרבון ( חלקם דורשים מידה רבה של התאמה, המתורגמת לצורך בזמן רב יותר ועלויות גבוהות יותר. באחרים ניתן להשתמש קונבנציונליות (כגון CNC באמצעותמכונות ), אבל לכך נדרשים כלי קרבון CE 11- ו CE 7 ) על מנת לייצר איכות TiN עם ציפוי טין ( משטח ברמה סבירה. היתרון העיקרי של חומרים אלה הוא הקשיחות הספציפית. בחומרים אלה רמה גבוהה יותר של המודול של יאנג מאשר אלומיניום, בעוד שהצפיפות כמעט זהה. החסרונות כוללים עלות גבוהה ומספר מוגבל של ספקים מהם ניתן להשיג חומרים אלה - כך שקשה להפחית עלויות כאשר משתמשים בהם. מציגה מדוע אלומיניום 1 ההשוואה בטבלה הוא החומר הנבחר, בהינתן הזמינות שלו,

הרדיאנים למחזורים מלאים:

של הרכיבים החשמליים הגבוהים ביותר שאמורים להיות מוכלים / מכוסים. למרות שהדרישה הינה הגיונית מההיבט של מזעור המשקל (ולעתים קרובות גם מבחינת עלות החלקים), זה יהווה בעייה כאשר נעשה שימוש במערכת בידוד רטט פסיבית. במקרים אלה, גובה הכיסוי (או עומק האחסון) הוא אחד הגורמים המשפיעים ביותר על קשיחות המבנה. תיאוריית הציר המקביל של שטיינר ) Steiner ’ s theorem of parallel axis ( מתארת בצורה טובה את הקשר הזה. הוא רגע האינרציה ביחס לציר I כאשר הוא רגע האינרציה ביחס לציר I cm נתון; הוא משתנה m העובר דרך מרכז הכובד; הוא המרחק בין שני הצירים d המסה; ו- שציינו (צירים המקבילים זה לזה). כמו שהסטייה של המבנה היא ביחס הפוך לרגע האינרציה, הגדלת המרחק בין חלקי המבנה היא דרך יעילה מאוד לשיפור התגובה של המבנה הנחשף לסביבה רועשת. החומרים בעוד שלמהנדס מכני יש מעט מאד אפשרויות בכל הנוגע לבחירת חומרים עבור מעגלים מודפסים, תשתית מיקרו- גל, רכיבי הרכבה, או פריטים אחרים, שעבורם הכוח המניע העיקרי הוא ביצועים חשמליים ללא קשר לתכונות מבניות (למעשה, הפיכת חלקים כאלה למשקל מת מבחינה מבנית), החומרים המשמשים עבור לסגירה ולמארז יכולים וצריכים להיבחר על בסיס התכונות המבניות שלהם. לעתים קרובות, הבחירה נעשית לטובת

עיצוב המבנה מבנים המיועדים להרכבה על מכשירים רגישים לקול מבודדי רטט, משמשים לרוב כמארז לתת-המערכת או למערכת כולה. כדי לקבל את הביצועים הטובים ביותר מתוך מערכת בידוד רטט פסיבית, עדיף לעצב מארז קשיח ככל הניתן. זה יעביר את תדר התהודה של המבנה הרחק ככל האפשר מן התדר המהדהד של מתנד ). במקרה כזה, DRO תהודה דיאלקטרי ( כאשר קובעים תדר התהודה של המארז, יש לכלול את המסות ו/או נקודות הטעינה של כל המודולים המורכבים. בשלב זה, נראה שיהיה זה יותר פרקטי לעשות שימוש בתוכנה לניתוח אלמנטים סופיים ) לקביעת התדירות הטבעית. FEA ( ) של f n באופן אידיאלי, התדר הטבעי ( המבנה כולו צריך להיות גבוה יותר מאשר תדר ההפעלה (החשמלי) של המכשיר ). עם DRO המושהה הרגיש לקול (למשל, זאת, זה כמעט בלתי אפשרי כאשר מדובר במכשירים מודרניים הפועלים בטווח . ועדיין, רצוי לנסות ולהגיע לתדר GHz הטבעי של המבנה הגבוה ביותר שאפשר על מנת למזער התקות לינאריות של מבנים כאלה במקרים של רטט וזעזוע. במקרה של תכנון חדש, שימוש במספר רב של נקודות הרכבה לאורך כל צד של המבנה מסייע לשמור על תדר טבעי גבוה מספיק. אולם, כאשר עובדים באמצעות " יהיה קשה drop - in replacement עיצוב " יותר לעשות זאת משום שנקודות ההרכבה במקרה זה ממוקמות פעמים רבות במרחק האחת מהשנייה, בהינתן הנטייה הכללית לעיצוב ותכנון של כל מערכות / תת-מערכות הדור הבא כך שיהיו קטנות יותר ממה שקיים. ככלל, זה דורש מעבר מרחקים ניכרים התואם לתדרים טבעיים נמוכים של מבנה. שימוש במכלול מלא לשיפור קשיחות המבנה לעתים קרובות, מהנדס מכני, העובד על עיצוב ותכנון אריזות עבור יישומים ניידים, נדרש לשמור על גובה כיסוי או עומק אחסון הנמוך ביותר בהתבסס על הגובה

Table 1. Material Constants

Young’s Modulus (GPa)

Density (g/cm 3 )

Specific Stiffness

Material

Brass and Bronze

113 200

8.57 7.90 1.74 2.70 4.50 2.80 2.50 3.53

13.13 25.32 25.89 25.56 25.00 44.64 50.00

Steel

Magnesium Aluminum

45 69

Titanium Alloys

113 125 125

AlSic CE7

Diamond

1220

345.61

1 טבלה

«

New-Tech Military Magazine l 52