电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：§3.电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器当刚性连接的机箱、机柜、显控台无法满足环境试验要求时可安装隔振系统帮助设备过关。但在大多数情况下是为了通过隔振系统降低设备受到的振动冲击激励量值为设备提供较好的力学环境从而提高设备的安全性、可靠性和使用寿命。当无军品级商品时在保证设备正常工作的前提下可采用低一级(如用工业级代替军品级)元器件来降低设备成本。提高设备结构设计水平和提高设备抗振抗冲击能力是首位的必须克服完全寄希望于隔振系统的错误设计思想。1.振动与冲击隔离系统设计准则振动与冲击隔离系统(以下简称隔振系统)设计必须遵循以下准则：1)隔振器的安装方式必须规范化标准化;2)隔振系统设计模块化、系列化；3)隔离系统的实际传递率必须小于许用传递率也就是说隔振系统传递给设备的激励力必须小于设备的许用值；4)隔振系统必须进行稳定性校验。在激励频率范围内不得出现有害的耦联振动、共振和非线性自激振荡；5)隔振系统必须兼有隔振与缓冲功能；6)所选用的隔振器的抗振、抗冲击特性和环境适应性必须优于被保护设备。在弹性元件失灵后必须有防护装置。在任何条件下设备不得处于无支承状态。2.隔离系统设计必备的原始资料在进行隔离系统设计之前必须对被保护设备、拟选用的隔振器以及相应的力学环境严酷度等进行摸底以求获得最佳设计。1)被保护设备的资料a.设备总质量及质心在三维空间位置；b．设备绕各坐标轴的转动惯量；c．设备在各坐标轴向的一阶固有频率或危险频率；d．各隔振器的实际承载量及安装位置；e．设备与周围设备及舱壁间允许变形空间；f.设备允许的振动、冲击加速度或允许的传递率g．设备试验和工作环境严酷度等级。2)隔振器资料a．总外形尺寸、安装孔尺寸；b．与设备联接方式及螺钉(螺孔)尺寸；c.刚度或公称载荷下的固有频率；d.承载方向和承载范围；e.动态特性（）f.校平特性g.推荐的典型布置方案；h.环境适应性及使用场所；i.极限变形量限值；j.蠕变量值；k.使用年限；l.型号及生产厂商；m.诸如可维性、不适合应用场合以及需特殊说明的其它资料。3.1电子设备振动隔离系统隔振是采用弹性、阻尼器件将电子设备与基础隔离的技术措施。降低基础振动传给设备的振动量值称为被动隔振或消极隔振；降低设备振动传给基础或基础附近其它设备的振动量值称为主动隔振或积极隔振。采用隔振器、阻尼器、阻尼材料等无源元件进行振动隔离的技术措施称为无源振动控制；采用附加能源输入并引进伺服控制系统进行振动控制的技术称为有源振动控制。无源振动控制有二个基本研究方向：加固设计和振动冲击隔离。加固设计是在振动理论分析与振动实验分析基础上筛选出抗振抗冲击特性较好的结构件和元器件使电子设备在不加装任何隔振缓冲器的情况下就能在各种严酷的机械环境条件下安全、可靠地工作这是加固设计追求的目标。由于受技术条件或经济成本方面的限制有时很难实现上述加固设计的要求。采用隔振缓冲技术减少或避免外界激励对电子设备的有害影响这便是振动冲击隔离技术。振动冲击隔离技术是在环境条件严酷等级(激励值)和电子设备允许响应值(即脆值)已知的前提之下通过对电子设备附加隔振缓冲器来进行保护的技术措施。其基本设计思想是通过隔振器传递给设备的激励值(即设备的响应值)始终小于设备的许用值。换句话说即使隔振器的传递率小于设备的许用传递率若定义设备的许用传递率为（3.1）那么当隔振器的实际传递率为时则应有或﹤式中——广义激励的峰值它可以表示位移、速度、加速度和力；——广义的许用响应值它可以表示位移、速度、加速度和力。但传递率应为同一物理参数的峰值比。对电子设备的结构薄弱环节进行加固设计而整机则采用隔振缓冲系统加以保护是目前工程应用中较为普遍而又经济可靠的设计方法。３．１．１单自由度隔振系统1隔振概念现以图3．1所示的单自由度隔振系统为例说明隔振技术的基本概念。图示系统中刚性质量块代表电子设备它通过弹簧k和阻尼c组成的隔振器与基础相联。当设备只能在垂向运动时系统是一维振动（即单自由度振动）。隔振器的性能可通过对图施加基础正弦激励和对图中的质量m施加正弦力激励的稳态正弦响应特性来评价。评价指标是传递率。绝对传递率传递率是隔振器传递的力或运动衰减能力的评价指标。当振源是基础振动(运动激振)时绝对传递率是绝对坐标系中电子设备的响应振幅与基础振幅之比。当振源是设备内部的振荡力(力激励