Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный технический университет им. H.Э.Баумана

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ДЗ_КиСТ_Вдовина_Якушева

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

09.02.2015

Размер:

980.54 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

Построим матрицу связности:

R	DD1	DD2	DD3	DD4	R1	R2	C1	C2	X1
DD1	0	0	½	0	½	0	0	0	0
DD2	0	0	½	0	0	½	0	0	0
DD3	½	½	0	1	½	½	½	½	1
DD4	0	0	1	0	0	0	0	0	0
R1	½	0	½	0	0	0	0	0	0
R2	0	½	½	0	0	0	0	0	0
C1	0	0	½	0	0	0	0	0	½
C2	0	0	½	0	0	0	0	0	½
X1	0	0	1	0	0	0	½	½	0

Вычислим вектор внешних связей элементов:

Используем последовательный алгоритм размещения.

Введем более удобные обозначения, пусть:

e1 = DD1

e2 = DD2

e3 = DD3

e4 = DD4

e5 = R1

e6 = R2

e7 = C1

e8 = C2

e9 = X1

1. Выбираем первый элемент по связности с элементами – наиболее связанный элемент e3 размещаем в середину монтажного пространства платы – 5 позицию.

Тогда массив элементов J_k={e3}, а массив позиций T_k = {t5}.

2. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

Элемент e3 со значением 1 связан с е4, e9. Выберем следующий размещаемый элемент – е9, т.к. у этого элемента связь с КГ равна 2, в отличии от e4, у которого связь с КГ равна 1. Поэтому e9 размещаем в позицию 1.

Тогда массив элементов J_k={e3, е9}, а массив позиций T_k = {t5, t1}.

3. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

Можно выбрать элементы – е4, e7, e8. Выберем элемент e7.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции – 2, 4, 6, 8.

f₂= r₃₇d₅₂+ r₉₇d₁₂+ m₂ h₇= ½*1 + ½*1+2*1=3

f₄= r₃₇d₅₄+ r₉₇d₁₄+ m₄ h₇= ½*1 + ½*1+1*1=3

f₆= r₃₇d₅₆+ r₉₇d₁₆+ m₆ h₇= ½*1 + ½*3+3*1=5

f₈= r₃₇d₅₈+ r₉₇d₁₈+ m₈ h₇= ½*1 + ½*3+2*1=4

f₂= min[f₄; f₆; f₈; f₂] = 3, размещаем элемент e7 в позицию 2. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2}.

4. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

7 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

Можно выбрать элементы – е4, e8. Выберем элемент e8.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции –3, 4, 6, 8.

f₃= r₃₈d₅₃+ r₉₈d₁₃+ r₇₈d₂₃+ m₃ h₈= ½*2 + ½*2+ 0*1+3*1=5

f₄= r₃₈d₅₄+ r₉₈d₁₄+ r₇₈d₂₄+ m₄ h₈= ½*1 + ½*1+ 0*2+1*1=2

f₆= r₃₈d₅₆+ r₉₈d₁₆+ r₇₈d₂₆+ m₆ h₈= ½*1+ ½*3+ 0*2+3*1=5

f₈= r₃₈d₅₈+ r₉₈d₁₈+ r₇₈d₂₈+ m₈ h₈= ½*1 + ½*3+ 0*2+2*1=4

f₄= min[f₄; f₆; f₈; f₃] = 2, размещаем элемент e8 в позицию 4. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7, e8}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2, t4}.

5. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

7 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

8 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

Можно выбрать элемент – е4. Выберем элемент e4.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции –7, 8, 6, 3.

f₃= r₃₄d₅₃+ r₉₄d₁₃+ r₇₄d₂₃+ r₈₄d₄₃+ m₃ h₄= 1*2 + 0*2+ 0*1+ 0*3+3*1=5

f₇= r₃₄d₅₇+ r₉₄d₁₇+ r₇₄d₂₇+ r₈₄d₄₇+ m₇ h₄= 1*1 + 0*2+ 0*3+ 0*1+1*1=2

f₆= r₃₄d₅₆+ r₉₄d₁₆+ r₇₄d₂₆+ r₈₄d₄₆+ m₆ h₄= 1*1 + 0*3+ 0*2+ 0*2+3*1=4

f₈= r₃₄d₅₈+ r₉₄d₁₈+ r₇₄d₂₈+ r₈₄d₄₈+ m₈ h₄= 1*1 + 0*3+ 0*2+ 0*2+2*1=3

f₇= min[f₇; f₆; f₈; f₃] = 2, размещаем элемент e4 в позицию 7. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7, e8, е4}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2, t4, t7}.

6. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

7 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

8 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

4 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; 0; 0; 0}.

Можно выбрать элемент – е1, e2, e5, e6. Выберем элемент e1.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции –8, 6, 3.

f₃= r₃₁d₅₃+ r₉₁d₁₃+ r₇₁d₂₃+ r₈₁d₄₃+ r₄₁d₇₃+ m₃ h₁= ½*2 + 3*1=4

f₆= r₃₁d₅₆+ r₉₁d₁₆+ r₇₁d₂₆+ r₈₁d₄₆+ r₄₁d₇₆+ m₆ h₁= ½*1 + 3*1=3½

f₈= r₃₁d₅₈+ r₉₁d₁₈+ r₇₁d₂₈+ r₈₁d₄₈+ r₄₁d₇₈+ m₈ h₁= ½*1 + 2*1=2½

f₈= min[f₆; f₈; f₃] = 2½, размещаем элемент e1 в позицию 8. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7, e8, е4, e1}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2, t4, t7,t8}.

7. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

7 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

8 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

4 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; 0; 0; 0}.

1 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; ½ ; 0; 0; 0; 0}.

Можно выбрать элемент –e5. Выберем элемент e5.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции –9, 6, 3.

f₃= r₃₅d₅₃+ r₉₅d₁₃+ r₇₅d₂₃+ r₈₅d₄₃+ r₄₅d₇₃+ r₁₅d₈₃+ m₃ h₅= ½*2 + ½*3=3½

f₆= r₃₅d₅₆+ r₉₅d₁₆+ r₇₅d₂₆+ r₈₅d₄₆+ r₄₅d₇₆+ r₁₅d₈₆+ m₆ h₅= ½*1 + ½*2=1½

f₉= r₃₅d₅₉+ r₉₅d₁₉+ r₇₅d₂₉+ r₈₅d₄₉+ r₄₅d₇₉+ r₁₅d₈₉+ m₉ h₅= ½*2 + ½*1=1½

f₉= min[f₃; f₆; f₈] = 1½, размещаем элемент e5 в позицию 9. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7, e8, е4, e1, e5}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2, t4, t7,t8, t9}.

8. Находим индекс очередного размещаемого элемента по максимальной связности со всеми размещенными элементами – по матрице связности R. Находим элемент с наибольшей суммарной связностью с уже размещенными элементами.

3 строка матрицы R – {½; ½; 0; 1; ½ ; ½; ½; ½; 1}.

9 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; ½; ½; 0}.

7 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

8 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; ½}.

4 строка матрицы R – {0; 0; 1; 0; 0 ; 0; 0; 0; 0}.

1 строка матрицы R – {0; 0; ½; 0; ½ ; 0; 0; 0; 0}.

5 строка матрицы R – {½; 0; ½; 0; 0 ; 0; 0; 0; 0}.

Можно выбрать элемент –e2, e6. Выберем элемент e2.

Определим позицию для установки этого элемента. Возможные позиции –6, 3.

f₃= r₃₂d₅₃+ r₉₂d₁₃+ r₇₂d₂₃+ r₈₂d₄₃+ r₄₂d₇₃+ r₁₂d₈₃+ r₅₂d₉₃+m₃ h₂= ½*2 + 3*1=4

f₆= r₃₂d₅₆+ r₉₅d₁₆+ r₇₂d₂₆+ r₈₂d₄₆+ r₄₂d₇₆+ r₁₂d₈₆+ r₅₂d₉₆+m₆ h₂= ½*1 + 3*1=3½

f₆= min[f₃; f₆] = 3½, размещаем элемент e2 в позицию 6, а оставшийся элемент e6 в позицию 3. Тогда массив элементов J_k={e3, е9, e7, e8, е4, e1, e5, е2, е6}, а массив позиций T_k = {t5, t1, t2, t4, t7,t8, t9, t3, t6}. | J_k | = 9.

9.Конец работы алгоритма.

Итог размещения:

Рис.20. Расположение элементов на плате

Геометрическая компоновка КМ.

Расчет корпуса

Так как при размещении за шаг установки элементов выбирался в соответствии с размерами наибольшего элемента (для упрощения размещения) k_тр= 1.

Исходя из минимальных значений для габаритных размеров, получаем:

Тепловой расчет

Определение среднеповерхностной температуры корпуса

Тепловая энергия: Ф = 0,5 Вт.

Размеры корпуса:

Число субблоков: N = 1;

Точность приближения перегрева: ε = 1К.

Материал покрытия корпуса: краска, эмаль, коэффициент черноты εк=0,92

Температура окружающей среды 293 К

- давление внутри корпуса равно атмосферному.

1-я итерация

Зададимся перегревом корпуса относительно окружающей среды
Определяем конвективную составляющую тепловой проводимости , проверяем условие теплообмен подчиняется закону степени ¼. По таблице для А₂=1.375, значит, конвективная составляющая тепловой проводимости:

Лучевая составляющая тепловой проводимости:

Суммарная тепловая проводимость

Перегрев корпуса:

Проверка:

|4-3.6|=0. 4К < ε = 1К, это значит, что уже в первом приближении перегрев корпуса не превышает установленный предел 1К.

Вывод: В первом приближении перегрев корпуса относительно окружающей среды определен равным 3.6К

Второй этап: определение перегрева зоны относительно корпуса.

Тепловая энергия: Ф=0,5 Вт.

Размеры корпуса:

Размеры нагретой зоны примем равными L_z= мм, L_y= мм

Число субблоков: N = 1

Точность приближения перегрева: ε = 1К.

Коэффициенты а1=0.2, а2=0.8

1) Зададимся перегревом зоны относительно корпуса

2) Определяем тепловую проводимость , учитывая, что степень черноты пакета плат ε_к1= 0,92 ε_к2= 0,93 определяем приведенную степень черноты: ε_пр1,2 = 0,87