Испытания радиоэлектронных средств на механические и климатические воздействия

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

 
 
С. Н. Синавчиан, Н. В. Федоркова,  
М. А. Синельщикова 
 
 
Испытания радиоэлектронных средств 
на механические и климатические воздействия 
 

Методические указания 
к выполнению лабораторных работ по дисциплинам 
«Методы оценки эксплуатационных параметров и испытаний 
изделий», «Электрорадиоизмерения и испытания информационных 
радиоэлектронных средств», «Электрорадиоизмерения 
и испытания радиоэлектронных средств» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

УДК 658.562 
ББК 32.844-07 
        С38 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/192/book692.html 

Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» 
Кафедра «Технологии приборостроения» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний  
 
 
Рецензент 
канд. техн. наук, доцент А.С. Косолапов 
 
 
Синавчиан, С. Н. 
С38
Испытания радиоэлектронных средств на механические и 
климатические воздействия: методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Методы оценки 
эксплуатационных 
параметров 
и 
испытаний 
изделий», 
«Электрорадиоизмерения и испытания информационных радиоэлектронных средств», «Электрорадиоизмерения и испытания радиоэлектронных средств» / С. Н. Синавчиан, Н. В. Федоркова, М. А. Синельщикова. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 33, [3] с. : ил. 
 
ISBN 978-5-7038-4056-6 
  
 
Приведены краткие теоретические сведения, методические 
указания и порядок выполнения лабораторных работ. 
Для студентов старших курсов кафедры «Технологии приборостроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих дисциплины 
«Методы оценки эксплуатационных параметров и испытаний изделий», «Электрорадиоизмерения и испытания информационных 
радиоэлектронных средств», «Электрорадиоизмерения и испытания радиоэлектронных средств». 
 
 
   УДК 658.562 
 
ББК 32.844-07 

 
  
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015 
  
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4056-6 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Методические указания соответствуют учебной программе 
курсов «Методы оценки эксплуатационных параметров и испытаний изделий», «Электрорадиоизмерения и испытания информационных радиоэлектронных средств», «Электрорадиоизмерения и 
испытания радиоэлектронных средств». 
При выполнении цикла лабораторных работ студенты закрепят теоретические сведения о методиках испытания радиоэлектронных средств (РЭС). Все работы поставлены на реальных образцах радиотехнических систем. Экспериментальные исследования основных характеристик, проводимые в процессе выполнения 
лабораторных работ, позволят студентам четче уяснить физические ограничения и особенности исследований механических и 
термических параметров РЭС. 
По каждой лабораторной работе студенты выполняют отчет, 
в котором отражают результаты измерений, осциллограммы, 
структурная схема стенда, аналитические выражения и расчеты, 
вы-воды. 
К выполнению лабораторной работы студенты должны подготовиться предварительно. Контрольные вопросы, приведенные 
в конце каждой работы, помогают студентам подготовиться к защите работы. Защита лабораторной работы осуществляется в день 
ее выполнения непосредственно у учебного стенда. 
Методические указания предназначены для студентов старших курсов кафедры «Технологии приборостроения». Весь курс 
лабораторных работ рассчитан на выполнение в течение  
17 аудиторных часов. 
 

Лабораторная работа № 1, 2 
РАСЧЕТ И ИСПЫТАНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ 
(ОТСУТСТВИЕ) РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ 
КОНСТРУКЦИЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ  

 
Цель работы — изучение принципов теоретического определения и методики экспериментального поиска резонансных частот 
конструкций РЭС.  
 
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 
 
1.1. Общая структура и методические 
принципы проведения испытаний 
 
Механические испытания РЭС позволяют выявить наличие 
дефектов, определить динамические характеристики, провести 
оценку влияния конструктивных дефектов на параметры качества 
РЭС, проверить соответствие параметров требованиям ТУ при 
механическом воздействии.  
При этом применяют следующие виды механических испытаний: 
на наличие и отсутствие резонансных частот; 
на виброустойчивость; 
вибропрочность; 
ударную устойчивость; 
воздействие одиночных ударов; 
линейные центробежные нагрузки и акустические шумы. 
Анализ различных видов механических испытаний показал, 
что сочетания вибрационных нагрузок и одиночных ударов оказывают на РЭС наибольшее воздействие, а остальные виды механических воздействий являются второстепенными. 
Число видов механических испытаний и их последовательность зависят от назначения РЭС, условий эксплуатации, типа 
производства. Например, в программу определительных испытаний опытного образца и образцов установочной серии необходимо включать все виды механических испытаний, а для образцов 
серийного производства — испытания, предусмотренные стандартами и ТУ на изделия. 

Рекомендуется следующий алгоритм методики механических 
испытаний. 
1. Подготовка изделий РЭС к испытанию. Она сводится к 
изучению технической документации, внешнему осмотру, измерению электрических параметров в соответствии со стандартами 
и ТУ на РЭС. 
2. Изучение технической документации. При подготовке к 
проведению испытаний следует ознакомиться со следующей документацией: 
программой испытаний (ПИ); 
ТУ или стандартами на изделия; 
инструкцией по проведению испытаний; 
инструкцией по эксплуатации испытательного оборудования; 
инструкцией по обеспечению техники безопасности. 
3. Внешний осмотр изделий. При проведении внешнего 
осмотра к персоналу необходимо предъявлять следующие требования: 
острота зрения — в пределах от 1 до 0,8 для обоих глаз; 
цветоощущение — нормальное. 
Освещенность рабочего места должна составлять 50…100 лк. 
Внешний осмотр изделий проводят невооруженным глазом 
(визуально) либо с применением оптических средств (микроскоп 
и т. д.) в соответствии с указанием стандартов и ТУ на изделия. 
В процессе осмотра особое внимание должно быть уделено таким узлам конструкции изделий, в которых возникают наибольшие 
напряжения и деформации. К ним в первую очередь относят: 
крепления деталей изделия к опорным основаниям (выводы, 
крепежные лапы, стойки, кронштейны и т. п.); 
резьбовые соединения; 
паяные, сварные, клеесварные и клеевые соединения; 
герметичные соединения и места герметизации; 
крепления пружин, пластин и других упругих деталей, места 
заделки выводов и т. п. 
Требования к внешнему виду изделий и допустимые отклонения установлены стандартами  или ТУ. 
4. Измерение электрических параметров изделий. Измерение электрических параметров и перечень проверяемых параметров изделий и допускаемых отклонений от норм, устанавливают 
стандартами и ТУ. 

При проведении испытаний последовательно на несколько видов воздействий могут быть выполнены дополнительные измерения параметров. 
5. Выбор метода испытаний. Нормы и методы испытаний  
установлены на изделие в соответствии с ГОСТ 20.57.406−81. 
6. Выбор испытательной установки. Проводят на основании 
сравнения параметров испытательного режима (амплитуды, ускорения и перемещения, диапазона частот вибрации), а также массы испытуемого изделия и крепежного приспособления с техническими 
данными вибрационных установок, имеющихся в наличии. Перечень 
вибростендов средней мощности и их технические характеристики 
одного из производителей представлены в табл. 1. 
7. Выбор средств измерения параметров. Измерение параметров проводят с помощью средств измерения, входящих в комплект оборудования. Диапазон измерения параметров должен соответствовать требованиям технической документации на измерительные приборы. 
8. Выбор контрольной точки. Зависит от массогабаритных 
характеристик испытуемого изделия, количества одновременно 
устанавливаемых на столе вибростенда крепежных приспособлений и возможности закрепления на них виброизмерительного 
преобразователя. Контрольная точка может быть выбрана: 
на крепежном приспособлении; 
на рабочем столе вибростенда; 
на испытуемом изделии; 
условно. 
9. Выбор приспособления и способов крепления изделий. 
Общие требования, методы проектирования, конструирования и 
проверки приспособлений для крепления малогабаритных изделий (масса изделий в выборке не более 0,1 кг) изложены в прил. 6 
ГОСТ 16962−71. 
Крепления изделий на приспособлении и приспособления к 
столу вибростенда производят в соответствии с ГОСТ 16962−71. 
Вибрационная установка и виброизмерительная аппаратура 
должны быть проверены на соответствие требованиям технической 
документации, о чем должна быть сделана соответствующая запись в 
формуляре или ином документе, принятом на предприятии.

В процессе эксплуатации необходимо проводить регулярные проверки вибрационной установки. Эти проверки бывают двух видов: 
проверка перед началом нового испытания; 
проверка после перерывов в работе установки при продолжении ранее начатых испытаний (ежедневная проверка). 
10. Проверка вибрационной установки перед началом новых 
испытаний. Включает проверку исправности виброизмерительной 
аппаратуры вибрационной установки; проверку вибрационной установки с установленным изделием. 
11. Испытательный режим. Устанавливают с помощью органов управления вибрационной установкой. Последовательность 
операций по установке испытательного режима определяется инструкцией по эксплуатации вибрационной установки. 
12. Проведение испытаний. Изделие должно подвергаться 
вибрации поочередно в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Если изделие имеет хотя бы одну ось симметрии, рекомендуется проводить испытания в двух направлениях (вдоль оси 
симметрии и перпендикулярно ей). Если конструкция изделия такова, что преобладающее воздействие на него будет оказывать 
вибрация в одном направлении, рекомендуется проводить испытание изделий только в этом направлении. 
13. Контроль режимов испытания. Проводят по показаниям 
измерительных приборов, входящих в состав виброизмерительной 
аппаратуры. После окончания испытаний проводят внешний 
осмотр, измерение параметров изделий в соответствии с требованиями стандартов и ТУ. По результатам испытаний оформляют 
протокол установленной формы. 
 
1.2. Испытания на определение резонансных  
частот конструкции 

Определение резонансных частот проводят с целью проверки 
механических свойств изделий и получения исходной информации для выбора методов испытаний на виброустойчивость, вибропрочность, на воздействие акустического шума, а также выбора 
длительности действия ударного ускорения при испытаниях на  
механические удары одиночного и многократного действия. 
Испытания РЭС на виброустойчивость и вибропрочность 
осуществляют методами фиксированных частот, качающейся частоты, случайной вибрации. Выбор того или иного метода испытания определяется резонансными частотами изделия: если резо

нансная частота изделия превышает верхнюю частоту рабочего 
диапазона частот более чем в 1,5 раза, проводят испытание на одной фиксированной частоте; если резонансные частоты не установлены, используют метод качающейся частоты; если испытываемое изделие имеет не менее четырех резонансов в заданном диапазоне частот, применяют метод случайной вибрации. 
Значения резонансных частот конструкции, выявленные в 
процессе испытаний, должны совпадать с приведенными стандартами и ТУ на изделие. 
 

1.2.1. Расчетное определение резонансной частоты 
 
На этапах конструирования fp рассчитывают, затем ее значение проверяют на вибростенде. Рассмотрим несколько примеров 
расчетов fp для различных плат: 
 
плата с одним закрепленным элементом: 

p
1
,
2
т
k
f
m


 

где k — коэффициент жесткости вывода элемента, 
3
48EJ
k
l

;  

т — масса элемента; Е = 1,2·1011 Н/м — модуль упругости стек
лотекстолита; J — момент инерции, 

4

64
d
J


; l — длина вывода 

элемента; d — диаметр вывода; 
 
элемент над поверхностью печатной платы (рис. 1, 2). Основная частота колебаний для сил, действующих по координатам X, 
Y и Z: 
 

m
l

h

 
 
Рис. 1. Элемент над поверхностью печатной платы 

 
 
Рис. 2. Расчетная модель для элемента, 
установленного над поверхностью  
печатной платы 

по координате X 




0,5

p
3

1
48
;
2
9
1
8
2

X
EJ
f

ml
k




























 

по координате Y 








0,6
3
4
3

p
2
2
1
2
2
24
3
32
2
2
Y
l
l
GJ
h
f
m
EJ
EJ
EJ
hEJ
lGJ
























; 

по координате Z 

0,5

p
3

1
24
,
3
2
1
6
1

Z
EJ
f
mh
k



























 

где 

4
π
64
d
J 
 — момент инерции вывода элемента; 
/ 2
k
h
l

;  

m — масса элемента, кг; l — расстояние от корпуса элемента до 
изгиба вывода, м; h — высота установки ЭРЭ над поверхностью 
платы, м; d — диаметр вывода элемента, м; E — модуль упругости материала вывода элемента, Н/м2; G — модуль сдвига материала вывода элемента, Н/м2; 
 
плата с несколькими закрепленными на ней элементами: 

p
2
0

1
,
2

D
f
m
l



 

где α — безразмерный коэффициент, 

2
3
м
2
6,2 10
1
l
K
b




 








;  

l — длина платы; b — ширина платы; Kм — коэффициент жестко
сти, Kм = 0,1…0,9; 



3

2
12 1

Eh
D 

 
 — цилиндрическая жесткость