芻議電子設(shè)備振動分析與抗振設(shè)計

吳晗

摘 要：電子設(shè)備在外部環(huán)境中，由于周邊不可確定的因素較多，容易受到環(huán)境的干擾，造成設(shè)備信號與預(yù)期的存在一定的差距，影響設(shè)備的使用質(zhì)量。特別是軍用設(shè)備，本身工作的環(huán)境較為復(fù)雜，在使用過程中不僅需要對整機進行全面的加固，同時還需要進行抗振設(shè)計，進一步提升電子設(shè)備在運行中的可靠性和穩(wěn)定性，全面地對電子設(shè)備的振動進行分析。該文主要針對電子設(shè)備震動分析和抗振設(shè)計進行研究。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備 振動分析 抗振設(shè)計

中圖分類號：TN02 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0005-02

電子設(shè)備在外部環(huán)境中工作，因為工作環(huán)境中各項輔助設(shè)施不理想，設(shè)備運行中容易出現(xiàn)振動疲勞和共振的情況，造成運行中自身電性能與理想狀況存在較大的差距，影響設(shè)備的使用質(zhì)量，嚴重時可能出現(xiàn)因為零件的實效造成的設(shè)備疲勞損傷情況，對實際設(shè)備運行質(zhì)量造成影響，引起電子設(shè)備運行失效。在這樣的情況下需要進一步加強對振動的分析，采用規(guī)范的方式對抗振進行設(shè)計，加強對電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，進一步提升電子設(shè)備的抗振性能，全面對設(shè)備進行管理和控制，增加設(shè)備的使用質(zhì)量。

1 影響電子設(shè)備振動產(chǎn)生原因

1.1 外部環(huán)境原因

在電子設(shè)備運行中，受到干擾的因素主要存在于兩個方面，首先是因為電子設(shè)備的激振，這種現(xiàn)象主要是因為設(shè)備在運行中出現(xiàn)的激振力直接作用到設(shè)備本身，例如，如果設(shè)備放置在車輛中，在運行中就會因為不停的顛簸造成電子設(shè)備自身出現(xiàn)振動，這樣的現(xiàn)象較多，在外部環(huán)境中因為不確定性因素非常多，影響的外部因素也較多。其次，影響因素還包括位移激振，這類型激振并不是直接的作用到設(shè)備上，而是通過對設(shè)備支撐系統(tǒng)的作用，阻尼與彈簧之間相互作用，將力轉(zhuǎn)接在電子設(shè)備上，使得電子設(shè)備振動情況出現(xiàn)干擾，造成設(shè)備的運行與實際情況要求之間存在差距，影響設(shè)備的實際運行。

1.2 設(shè)備內(nèi)部原因

設(shè)備內(nèi)部在進行設(shè)計的過程中也可能產(chǎn)生自身的各項彎曲和變形，這是和內(nèi)部設(shè)計緊密相關(guān)的，在振動過程中如果整體設(shè)計不合理，設(shè)備沿著垂直振動時就會發(fā)生因為耦合振動產(chǎn)生的系統(tǒng)整體變化，對正常的設(shè)備運行情況造成嚴重的干擾。例如，以運行中的機柜為例，如果在內(nèi)部環(huán)境中不會出現(xiàn)因為環(huán)境的干擾造成的系統(tǒng)變化，而在外部環(huán)境中以為各種振動出現(xiàn)的頻率較多，如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面存在問題，可能造成設(shè)備整體自由度系統(tǒng)混亂，對電子設(shè)備的運行情況存在較多的不利影響。

連接剛度的設(shè)計也是影響運行情況的重要方面，設(shè)備連接的剛度達不到實際的要求，就可能造成設(shè)備在運行中因為外部環(huán)境的振蕩出現(xiàn)設(shè)備連接存在問題，造成電子設(shè)備的穩(wěn)定性受到一定的影響，如果環(huán)境較為惡劣，就會出現(xiàn)因為環(huán)境的顛簸造成電子設(shè)備振動情況變化，甚至出現(xiàn)因為顛簸造成設(shè)備內(nèi)部中斷的情況，連接剛度的變化造成系統(tǒng)整體的變化，對設(shè)備的使用影響還是較大。同時，設(shè)備設(shè)計中所用的螺釘?shù)囊?guī)格和數(shù)量是需要關(guān)注的部分，位置關(guān)注力度不足也是造成電子設(shè)備運行振動分析產(chǎn)生的原因。

2 電子設(shè)備中的抗振設(shè)計

2.1 提升設(shè)備設(shè)計剛度

在進行電子設(shè)備設(shè)計過程中需要對橫截面的形狀和尺寸進行合理的選擇，盡可能地將設(shè)備的抗彎剛度和抗扭剛度提升起來，在設(shè)備運行中關(guān)注其中的薄弱環(huán)節(jié)和零件的承載力度，這樣可以保證設(shè)備在安裝中整體質(zhì)量的控制，實現(xiàn)安裝剛度的需要，提升底板和骨架之間的范圍協(xié)調(diào)程度，保證設(shè)備運行質(zhì)量的控制。同時，嚴格的對螺釘?shù)囊?guī)格和數(shù)量進行控制，選用的規(guī)格需要進行相應(yīng)的實驗，實驗結(jié)果完成之后在實際環(huán)境中使用，提升螺釘使用的規(guī)范性，保證螺釘數(shù)量和規(guī)格的使用符合技術(shù)的需要，對技術(shù)進行全面合理的控制。通過這兩種方式可以從設(shè)備內(nèi)部對設(shè)備進行控制。

2.2 設(shè)置減震模型

在進行電子設(shè)備抗振設(shè)計的過程中，可以采用隔振器進行抗振，使得振波到達設(shè)備之后得到一定的緩沖，減少因為振蕩對設(shè)備的影響，降低振動幅度過大造成的設(shè)備內(nèi)部的沖撞，提升電子設(shè)備的使用質(zhì)量。在實際使用中隔振器的使用已經(jīng)得到較大程度的普及，在進行安裝的過程中可以在電子設(shè)備的隔振器安裝在箱柜的底部，防止箱柜自身的活動，也可以在設(shè)備的周圍四角都進行安置，從而提升整體的抗振效果。但是隔振器的安裝也會產(chǎn)生相應(yīng)的耦聯(lián)自由度，在使用的過程中可能出現(xiàn)因為設(shè)備的局部與耦聯(lián)共振，因此，在進行設(shè)計的過程中需要對電子設(shè)備抗振效果以及安置位置進行實驗，保證設(shè)備整體位置的科學(xué)性。

2.3 抗共振與解耦設(shè)計

在進行系統(tǒng)設(shè)計過程中需要對系統(tǒng)的共振進行關(guān)注，這樣做的目的是為了避免隔振系統(tǒng)與電子設(shè)備產(chǎn)生共振，但是共振現(xiàn)象在電子設(shè)備運行中是不可避免的，因此只能將共振的情況進行降低，將隔震傳遞率系數(shù)相應(yīng)地進行降低之后，才能更好地保證系統(tǒng)管理的質(zhì)量。其次，在進行電子設(shè)備隔振設(shè)計過程中需要保證隔振系統(tǒng)發(fā)揮良好的效果，應(yīng)該對系統(tǒng)內(nèi)部的垂向剛度進行清零處理，這樣在電子系統(tǒng)內(nèi)部才能夠保證隔振系統(tǒng)水平剛度同電子設(shè)備底部隔振器本身的剛度相互匹配，在設(shè)備運行中對設(shè)備進行解耦勢必會對原本系統(tǒng)的運行情況產(chǎn)生干擾，因此需要盡量地減少這方面的干擾，將設(shè)備的穩(wěn)定性控制在更加合理的范圍內(nèi)，提升電子設(shè)備的穩(wěn)定性。

2.4 隔振器適宜型號的選擇以及質(zhì)量測試

在進行隔振器安置的過程中需要對隔振器的性能和型號進行選擇，隔振器的性能對系統(tǒng)整體穩(wěn)定性具有較大的影響，目前來講我國使用范圍較廣的系統(tǒng)是無諧振峰減振器，該系統(tǒng)在使用中可以將剛度擬合技術(shù)與干摩擦阻尼技術(shù)進行結(jié)合，減少實際電子設(shè)備工作中的固有頻率，使得設(shè)備整體無共振情況的出現(xiàn)，并對周邊環(huán)境中的振蕩進行降低。從整體結(jié)構(gòu)方面分析，采用這種技術(shù)可以將彈性、阻尼與動態(tài)特性整體的結(jié)合在一起，使得相互之間的各項系數(shù)得到全面的協(xié)調(diào)，并對不同的系數(shù)進行調(diào)節(jié)，掌握更加全面參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行科學(xué)的分析。最后，在進行隔振器選擇的過程中需要結(jié)合實際的情況，對電子設(shè)備不同的承載重量和特性進行分析，制定適宜的安置計劃，提升隔振器的使用效果。

2.5 隔振器效果測試

在隔振器安裝完成之后需要對隔振器實際效果進行測試，仿真外部環(huán)境對隔振器的安置效果進行分析，并對測試效果進行實驗，及時的記錄在不同位置的實驗效果，然后對設(shè)計方案進行反思，對不適宜的位置進行調(diào)整，從而更加全面地對設(shè)計進行科學(xué)的管理，保證隔振器在電子設(shè)備中發(fā)揮自身的效果，提升電子設(shè)備整體運行穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

電子設(shè)備在運行過程中以為內(nèi)外部環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)不規(guī)則的振動，對系統(tǒng)自身運行的穩(wěn)定性帶來嚴重的影響，特別是在外部復(fù)雜的環(huán)境下，對設(shè)備的干擾更加強烈，因此需要對電子設(shè)備進行抗振處理，科學(xué)全面的分析振動產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的措施對設(shè)備進行抗振設(shè)計，從而提升電子設(shè)備運行的可靠性，為我國電子設(shè)備的全面穩(wěn)定發(fā)展提供必要的基礎(chǔ)條件。

參考文獻

[1] 周雄兵.電子設(shè)備振動分析與抗振設(shè)計[J].通訊世界，2017（1）：294.

[2] 崔冠宇，李亮.電子設(shè)備減振設(shè)計的隨機振動分析[J].遙測遙控，2011（3）：68-73.

[3] 吳毅萍.電子設(shè)備振動分析與抗振設(shè)計[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2017（5）：88-91.

[4] 戴柏林.某電子設(shè)備的振動試驗失效及原因分析[A].中國電子學(xué)會可靠性分會、半導(dǎo)體與集成技術(shù)分會、電子材料分會、電子元件分會，第十一屆全國可靠性物理學(xué)術(shù)討論會論文集[C].2015.