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1、电子机械工程2003年第19卷第2期·6·Electro-MechanicalEngineering2003.Vol.19No.2X车载电子设备的抗振设计张亚峰(中国电子科技集团公司第54研究所,河北石家庄050081)摘要:针对振动和冲击对车载设备的危害,分析了车载电子设备机箱、机柜、印制板等的抗振措施,及隔振系统的选型和合理布局。关键词:振动;固有频率;隔振器中图分类号:TH113文献标识码:A文章编号:1008-5300(2003)02-0006-03Anti-vibrationDesignofVehicle-borneElectronicE
2、quipmentZhangYafeng(54thInstituteofChinaElectronicsTechnologyCompany,Shijiazhuang050081,China)Abstract:Basedontheharmonelectronicequipmentinvehiclecausedbyvibrationandshock,thispa2peranalysestheproblemsofanti-vibrationofelectronicequipmentbox,rackandprintedcircuitboard,alsothe
3、vibrationisolationsystemselectionandappropriateconfiguration.KeyWords:Vibration;Inherentfrequency;Vibrationisolator1引言(2)采用隔振缓冲系统对电子设备整机进行隔振缓冲设计,使外部激随着现代军事技术的飞速发展,移动或车载装励通过隔振缓冲系统的减弱后,传递给设备的实际备也越来越普遍,电子设备频繁地受到振动、冲击、作用力,小于设备的许用值。碰撞等机械环境的损害,这样就对车载电子设备的可靠性提出了越来越高的要求。电子设备在振动和2电子设备的
4、加固设计冲击环境下造成的危害表现在以下两个方面:(1)设备在某个激振频率下发生振幅较大的电子设备的加固设计应遵循层次结构和二倍频共振;规则。如:电子设备机柜,机架为主层次结构,插箱(2)长期的振动和冲击,易使电子设备产生疲为次层结构,则安装在插箱内的印制板、电源模块等劳破坏。设备则为第三层次结构,按线性系统振动理论,下层因而,对车载电子设备的抗振动冲击问题应加次结构的一阶固有频率与其安装的上层次的一阶固以足够重视。车载电子设备的抗振设计主要采取下有频率的比值β=fi+1/fi≥2,则其基础的激振力不面二个措施:放大,此时可将这两个层次结构视为刚性连
5、接。这(1)加固设计就是倍频法则,在此情况下各层次结构可保证不发提高电子设备结构上的薄弱环节,对薄弱环节生局部共振。但实际上实现所有层次结构频率比进行加固,提高设备的固有频率,使其容许的冲击应β≥2在工程上很难,一般取β≥1.5。此时,局部共力和疲劳极限高于其实际响应值,保证电子设备的振的放大因子λ必须满足λ≤3的要求。下面分别正常工作。讨论这几个层次的刚性设计。X收稿日期:2002-07-28©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http
6、://www.cnki.net第2期张亚峰:车载电子设备的抗振设计·7·2.1机柜的刚性设计插箱底板是电子设备的安装平台,一般底板采机柜是设备的承载体,一般包括上下围框和与用薄钢板打弯或中厚铝板材料,可能的情况下增加之相联的四根立柱,立柱一般有铝型材立柱和钢型限位措施(如安装螺钉等)可减少自由振动面积,另3材及钢板折弯等形式,各分机通过钢质导轨与机架外,增加壁厚(由抗弯刚度公式I=bh/12,其中h相连。可见,机架立柱的刚性好坏直接影响到机架为板厚)可成倍提高抗弯刚度,有效提高其固有频的刚强度大小,首先选择合理的截面形状和尺寸,从率。材料力学知道,
7、构件的材料一定时,则抗扭刚度,抗2.3印制板的刚度设计弯刚度取决于构件的截面形状和尺寸,同等截面积的情况下,空心截面立柱的刚度几十倍于实心立柱的刚度,另外,增加壁缘也可有效提高刚度,因此在满足结构要求、工艺性、重量指标的情况下,选择截面惯性矩较大的截面形状,是提高弯曲刚度的有效图1印制板的刚度图措施。其次,提高机柜各部分的连接刚度,一般车载机柜立柱与上下围框采用螺栓联接,只是同等焊如图1所示:印制板在三轴向的一阶固有频率接连接效果的1/3,为了提高机柜的联接刚度,应加在如图所示Z向最低,Z向的一阶固有频率不仅与强左、右侧板、面板与框架的连接刚度。侧
8、板应有加板自身几何尺寸有关,而且与印制板所处的支承状强筋,螺钉的直径、数量、布局方式应有利于结构加态(边界条件)有关,与板
