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1、60舰船电子工程1999年第6期舰船电子设备结构的隔振缓冲技术及其设计付高篙陶友传(中船重工集团七院第七O九研究所武汉43。。74)摘要对舰船电子设备结构在实际工作环境巾所受到的振动和冲击进行了阐述和理论分析.并提出对系统进行抗振动冲击设计的方法。关键词振动冲击解藕动力特性台等。其内部一般都含有精密的电子部件和1,概述较为复杂的机构在设计上除采用比较成熟的抗恶劣环境计算机技术以及提高整个结构,舰船作为一个漂浮在海上的全自由弹性的强度和刚度外对设备本身进行隔振缓冲,,设计是完全必要的。目前工程上普遍采用的体其机械物理环境
2、复杂多变在航行或作战时会受到来源于主机、螺旋桨、海浪、触礁、炸方法是,对电子设备的结构薄弱环节进行加,弹或鱼雷爆炸等各种周期或非周期性的干固设计而对整机则采用隔振缓冲系统加以,。。扰有的会引发船体剧烈振动作为舰船电子保护设备结构同样会受到诸如振动、冲击、摇摆、离心加速度、颠振等各种形式的机械力。其中2振动隔离技术对电子设备结构危害最大的是振动和冲击。它将造成两种破坏形式:对电子设备进行隔振系统设计是为了避¹设备在某一激振,频率作用下产生共振最后因振动加速度超开或抑制系统共振一抗共振设计及避免或减,。,过设备的极限加速度
3、而崩溃或者因冲击所少锅联一解祸设计按传递方向振动隔离的,产生的;两者冲击力超过设备的强度极限而破坏措施可分为主动隔振和被动隔振两类º振动速度或冲击力引起的应力虽远低于材虽概念不同,但实施的方法却一样,都是在振,,料在静载荷下的强度但因长期振动或多次源与设备之间设置隔离介质以减小或吸收冲击会使设备疲劳损坏。有鉴于此,对舰船电振动的传递。可见隔振问题的核心就是设计,,子设备结构进行抗振动冲击设计是必不可少适当的隔振装置以某型舰数据库机柜为例的重要环节。对保证设备在恶劣的机械物理其所处的舰船主体区甲板振动频率段为20环境下稳
4、定可靠的工作具有重要意义。z,~30H则该机柜通过隔振装置后的振动频舰载电子设备包括标准机柜、机箱,显控率必须避开这一频率范围。如果设计和选用:收稿日期1999年8月13日:总第l扭期付高篙等舰船电子设备结构的隔振缓冲技术及其设计,,,。隔振装置不合适就达不到预期效果甚至还增大即隔振效果降低故对隔振系统阻尼的会加大设备的振动。,。通常采用的传统隔振设选择应同时兼顾这两方面的要求计计算的动力学模型是单自由度有阻尼弹簧}11111叮一二‘.,。111又亡0鸽,三1C11}汗.质量系统如图所示图中阻尼为粘性阻1}]]}11一
5、。氏055_丁—。‘}{川叼下尼当振源为一zosinZ叭作用于刚性支承}}}!11m撇·一。2时系:统的运动方程为团川{州干}}{{xexxzosinotzoe田eosotm十+k=k+丰肛件入{{1{一1刀1.0厂二111!】l门卜口习一一1一斗+件目辱夏厂三阵一+书斗(1).{((l!}厂-!r、一「一11}{(071I}}}}}}「一}叭、I「一}11}’~,}}l}}1.1「一{于一产丈衡量隔振系统的效果常以振幅传递率食05}}}}}}「厂嘴浩氏叮刀来表,Z僻婴}}川}盯日下压口示也就是抗振系统的振幅与振
6、源曰尸z(,。{){川网日日别日、振幅之比通过它可以看出隔振系统振幅冲义{沐,减小或放大的程度以及隔振系统相对运动已.0刀0,仁JZ1才Tn1))川谈卜月一日+件目阵二l二二~阵丫入甲目一一一}.}}{}厂}1一饭厂反。n目nUn目口曰己一曰的程度而由方程(1)可推导出振幅传递率{{(((}厅二}{{}1一。」阵阪落平闷川「—(隔振系数功的表达:}}日}}尸反汉日式为}}}}}}曰厂汉『凡0:25一艺Z⋯⋯;川尸「冷日zl+4之y刀.一z0AA(2)一Z22丫2冷(1一y)+4母}!{川}}其中资阻尼比(可从手册中查
7、得)o」020乃1·o2—了万,了下一。。.—频率比/嘶瓣此二卿。—激振频率。。系图2传递率曲线图统固有频率根据该式—可求出刀与频率比下对于不同避开祸联就是避免系统的三个方向六个。,,:自由度产生的坐标荆合在工程实际中因阻阻尼系数资时的曲线簇如图2所示,。尼对系统影响不大可忽略则建立系统无阻:尼自由振动的运动方程为仁M〕{q(t)}+「K〕{q(t)}=o(3)其中「M〕、[K]分别为系统的质量矩阵}-〔和刚度矩阵{!一遥<、尸}尸蒙i“q仇减振器⋯;{月为位移列向量一一一一11只有当系统的质量矩阵厂M]和刚度矩阵关称
8、琳粼截,[K]同时都为对角线矩阵时系统的各阶固。其物理意义是:有振动才是解祸的[lJ当一个图1单自由度有阻尼弹簧质量系统坐标方向上的振动方式必然引起其它坐标方:由图2分析可得出以下结论¹Y一l向的振动时,称它们之间是祸合,反之则称为‘,,,;。时为共振傲属危险区º无论阻尼比多大解祸而同一个振动系统可以选取不同的广、,。,只有当y>
