【正文】 167。當(dāng)剛性連接的機(jī)箱、機(jī)柜、顯控臺無法滿足環(huán)境試驗(yàn)要求時(shí)，可安裝隔振系統(tǒng)幫助設(shè)備過關(guān)。但在大多數(shù)情況下，是為了通過隔振系統(tǒng)降低設(shè)備受到的振動沖擊激勵(lì)量值，為設(shè)備提供較好的力學(xué)環(huán)境，從而提高設(shè)備的安全性、可靠性和使用壽命。當(dāng)無軍品級商品時(shí)，在保證設(shè)備正常工作的前提下，可采用低一級(如用工業(yè)級代替軍品級)元器件來降低設(shè)備成本。 提高設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和提高設(shè)備抗振抗沖擊能力是首位的，必須克服完全寄希望于隔振系統(tǒng)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思想。振動與沖擊隔離系統(tǒng)(以下簡稱隔振系統(tǒng))設(shè)計(jì)，必須遵循以下準(zhǔn)則： 1)隔振器的安裝方式必須規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化。2)隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊化、系列化；3)隔離系統(tǒng)的實(shí)際傳遞率必須小于許用傳遞率，也就是說，隔振系統(tǒng)傳遞給設(shè)備的激勵(lì)力必須小于設(shè)備的許用值；4)隔振系統(tǒng)必須進(jìn)行穩(wěn)定性校驗(yàn)。在激勵(lì)頻率范圍內(nèi)，不得出現(xiàn)有害的耦聯(lián)振動、共振和非線性自激振蕩；5)隔振系統(tǒng)必須兼有隔振與緩沖功能；6)所選用的隔振器的抗振、抗沖擊特性和環(huán)境適應(yīng)性必須優(yōu)于被保護(hù)設(shè)備。在彈性元件失靈后，必須有防護(hù)裝置。在任何條件下，設(shè)備不得處于無支承狀態(tài)。在進(jìn)行隔離系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，必須對被保護(hù)設(shè)備、擬選用的隔振器，以及相應(yīng)的力學(xué)環(huán)境嚴(yán)酷度等進(jìn)行摸底，以求獲得最佳設(shè)計(jì)。1) 被保護(hù)設(shè)備的資料 a. 設(shè)備總質(zhì)量及質(zhì)心在三維空間位置； b． 設(shè)備繞各坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動慣量； c． 設(shè)備在各坐標(biāo)軸向的一階固有頻率，或危險(xiǎn)頻率； d． 各隔振器的實(shí)際承載量及安裝位置； e． 設(shè)備與周圍設(shè)備及艙壁間允許變形空間； f. 設(shè)備允許的振動、沖擊加速度，或允許的傳遞率g． 設(shè)備試驗(yàn)和工作環(huán)境嚴(yán)酷度等級。2) 隔振器資料a． 總外形尺寸、安裝孔尺寸；b． 與設(shè)備聯(lián)接方式及螺釘(螺孔)尺寸；c. 剛度或公稱載荷下的固有頻率；d. 承載方向和承載范圍；e. 動態(tài)特性（）f. 校平特性g. 推薦的典型布置方案；h. 環(huán)境適應(yīng)性及使用場所；i. 極限變形量限值；j. 蠕變量值；k. 使用年限；l. 型號及生產(chǎn)廠商；m. 諸如可維性、不適合應(yīng)用場合以及需特殊說明的其它資料。 電子設(shè)備振動隔離系統(tǒng) 隔振是采用彈性、阻尼器件將電子設(shè)備與基礎(chǔ)隔離的技術(shù)措施。降低基礎(chǔ)振動傳給設(shè)備的振動量值稱為被動隔振或消極隔振；降低設(shè)備振動傳給基礎(chǔ)或基礎(chǔ)附近其它設(shè)備的振動量值，稱為主動隔振或積極隔振。采用隔振器、阻尼器、阻尼材料等無源元件進(jìn)行振動隔離的技術(shù)措施，稱為無源振動控制；采用附加能源輸入，并引進(jìn)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行振動控制的技術(shù)稱為有源振動控制。 無源振動控制有二個(gè)基本研究方向：加固設(shè)計(jì)和振動沖擊隔離。 加固設(shè)計(jì)是在振動理論分析與振動實(shí)驗(yàn)分析基礎(chǔ)上，篩選出抗振抗沖擊特性較好的結(jié) 構(gòu)件和元器件，使電子設(shè)備在不加裝任何隔振緩沖器的情況下，就能在各種嚴(yán)酷的機(jī)械環(huán)境條件下安全、可靠地工作，這是加固設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)。 由于受技術(shù)條件或經(jīng)濟(jì)成本方面的限制，有時(shí)很難實(shí)現(xiàn)上述加固設(shè)計(jì)的要求。采用隔振 緩沖技術(shù)，減少或避免外界激勵(lì)對電子設(shè)備的有害影響，這便是振動沖擊隔離技術(shù)。 振動沖擊隔離技術(shù)是在環(huán)境條件嚴(yán)酷等級(激勵(lì)值)和電子設(shè)備允許響應(yīng)值(即脆值)已知的前提之下，通過對電子設(shè)備附加隔振緩沖器來進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)措施。其基本設(shè)計(jì)思想是通過隔振器傳遞給設(shè)備的激勵(lì)值(即設(shè)備的響應(yīng)值)始終小于設(shè)備的許用值。換句話說，即使隔振器的傳遞率小于設(shè)備的許用傳遞率，若定義設(shè)備的許用傳遞率為 （）那么，當(dāng)隔振器的實(shí)際傳遞率為時(shí)，則應(yīng)有 或 ﹤式中 ——廣義激勵(lì)的峰值，它可以表示位移、速度、加速度和力； ——廣義的許用響應(yīng)值，它可以表示位移、速度、加速度和力。但傳遞率應(yīng)為同一物理參數(shù)的峰值比。 對電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，而整機(jī)則采用隔振緩沖系統(tǒng)加以保護(hù)，是目前工程應(yīng)用中較為普遍而又經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計(jì)方法。３．１．１ 單自由度隔振系統(tǒng) 1 隔振概念 現(xiàn)以圖3．1所示的單自由度隔振系統(tǒng)為例，說明隔振技術(shù)的基本概念。圖示系統(tǒng)中，剛性質(zhì)量塊代表電子設(shè)備，它通過彈簧k和阻尼c 組成的隔振器與基礎(chǔ)相聯(lián)。當(dāng)設(shè)備只能在垂向運(yùn)動時(shí)，系統(tǒng)是一維振動（即單自由度振動）。隔振器的性能可通過對圖施加基礎(chǔ)正弦激勵(lì)和對圖中的質(zhì)量m施加正弦力激勵(lì)的穩(wěn)態(tài)正弦響應(yīng)特性來評價(jià)。評價(jià)指標(biāo)是傳遞率。絕對傳遞率 傳遞率是隔振器傳遞的力或運(yùn)動衰減能力的評價(jià)指標(biāo)。當(dāng)振源是基礎(chǔ)振動(運(yùn)動激振)時(shí)，絕對傳遞率是絕對坐標(biāo)系中電子設(shè)備的響應(yīng)振幅與基礎(chǔ)振幅之比。當(dāng)振源是設(shè)備內(nèi)部的振蕩力(力激勵(lì))時(shí)，絕對傳遞率是傳到基礎(chǔ)上的力幅與激勵(lì)力幅之比。 相對傳遞率 相對傳遞率是隔振器的相對變形幅值與基礎(chǔ)激勵(lì)幅值之比。相對變形量是隔振器容許位移空間的變量。該特性對于消極隔振較為重要。 運(yùn)動響應(yīng) 運(yùn)動響應(yīng)有時(shí)又稱為動力放大因子，它是設(shè)備響應(yīng)的位移振幅與當(dāng)量靜變形(激勵(lì)力幅除以隔振器靜剛度（)之比。當(dāng)設(shè)備受到激勵(lì)力作用時(shí)，隔振器必須具有使設(shè)備自由運(yùn)動的位移空間。m設(shè)備設(shè)備m隔振器隔振器基礎(chǔ)基礎(chǔ) (a) (b) 隔振器系統(tǒng)示意圖(a)在基礎(chǔ)上施加的運(yùn)動為,傳到設(shè)備上的運(yùn)動為時(shí)的隔振；(b)在設(shè)備上施加力F，傳到基礎(chǔ)上的力為FT時(shí)的隔振2　 隔振器的彈性阻尼特性和傳遞率 隔振器的基本特征是它具有彈性承載和能量耗散能力。在某些類型的隔振器中，承載和能量耗散功能由同一個(gè)元件來實(shí)現(xiàn)，例如天然或合成橡膠，在其它類型的隔振器中，彈性承載元件可能缺少足夠的能量耗散功能，例如金屬彈簧；所以要另外提供單獨(dú)的截然不同的能量耗散元件(阻尼器)。為了分析方便，假設(shè)彈簧和阻尼器是分開的元件，一般假設(shè)彈簧是線性，沒有質(zhì)量的；承載能力的非線性和質(zhì)量對隔振的影響本章不討論。 。 a) 剛性連接粘性阻尼器 一個(gè)粘性阻尼器c 被剛性連接在設(shè)備和它的基礎(chǔ)之間，如表 (a)所示。這種阻尼器具有這樣的特性，即傳遞到設(shè)備的阻尼力與阻尼器中相對速度成正比，即。這種阻尼器有時(shí)也稱為線性阻尼器。b) 剛性連接Coulomb阻尼器 (b)給出了一個(gè)具有剛性連接的Coulomb阻尼器的隔振系統(tǒng)，阻尼器加在系統(tǒng)質(zhì)量上的力是常數(shù)，和阻尼器的位置與速度無關(guān)，但是它的方向總是和阻尼器中的相對速度相反。 c) 彈性連接的粘性阻尼器 (c)所示。粘性阻尼器c和剛度為k1的彈簧串聯(lián)；承載彈簧(剛度為k)和阻尼器彈簧之間有關(guān)系。這類阻尼系統(tǒng)有時(shí)也稱為粘性松弛系統(tǒng)。 d) 彈性連接Coulomb阻尼器 (d)所示，摩擦元件只能傳遞在阻尼器彈簧k1中出現(xiàn)的力。當(dāng)阻尼器滑動時(shí)，摩擦力Ff和阻尼器的速度無關(guān)，但總向著和速度相反的方向。 。表中絕對傳遞率是絕對坐標(biāo)系下響應(yīng)幅值與激勵(lì)幅值之比。相對傳遞率是激勵(lì)與響應(yīng)的相對變形量與激勵(lì)幅值之比。運(yùn)動響應(yīng)為響應(yīng)的幅值與當(dāng)量靜變形F／K之比。 理想化的隔振器的類型激 振 響 應(yīng)頻率參數(shù)阻尼參數(shù)注：1)實(shí)質(zhì)上，這兩種激振是相同的，把它們用兩種數(shù)學(xué)形式來表示是為了定義庫侖阻尼的阻尼參數(shù)時(shí)方便一些 2)在隔振問題中，我們只對響應(yīng)的大小感興趣。所以，相位角通常略去不寫，余同。 3) ,阻尼比用表示(表示即)。 （當(dāng)公式繪有曲線時(shí)，在公式下面給出了曲線所在的圖號，）阻尼器類型　　絕對傳遞率　　相對傳遞率　　運(yùn)動響應(yīng)剛性連接 粘性阻尼器 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 剛性連接Coulomb 阻尼器 彈性連接 粘性阻尼器彈性連接 Coulomb阻尼器 1）僅當(dāng)激振是由位移振幅定義時(shí)，這些方程才適用；2）這些曲線僅對最阻佳尼適用；3）這些曲線僅當(dāng)n=3時(shí)適用；4）僅當(dāng)激振用位移振幅定義時(shí)，這個(gè)方程才適用。３．１．２標(biāo)準(zhǔn)傳遞率曲線 　　　　　 　IEC標(biāo)準(zhǔn)傳遞率曲線　　　　　　　　GB標(biāo)準(zhǔn)傳遞率曲線曲線A：適用于僅考慮單自由試時(shí)，其共振頻率不超過10Hz。曲線B：適用于僅考慮單自度時(shí)，其共振頻率在10～20HZ之間；曲線C：適用于僅考慮單自度時(shí)，其共振頻率在20～50HZ之間，具有低回跳特性的有載隔振器。 A，B，C曲線的斜率為一12dB／oct。 1986年底，電工電子產(chǎn)品環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化委員會對國家標(biāo)準(zhǔn)GB2424．7進(jìn)行修訂時(shí)，增加了一條反映我國80年代研制的新型隔振器特點(diǎn)的傳遞率曲線——D曲線。D曲線的斜率規(guī)定為一8dB／oct。它適用于僅考慮單自由度時(shí)，系統(tǒng)的固有頻率小于5Hk，最大共振傳遞率≤()。 綜合以上特征，用于電子設(shè)備的各類隔振器的隔振傳遞率應(yīng)在A，B，C，D 曲線中的任一條曲線范圍之內(nèi)。對于傳遞率超出C 曲線范圍的隔振器，其傳遞率用Q(其它)表示，在隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免使用。 電子設(shè)備實(shí)際使用時(shí)帶隔振器，而在進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)時(shí)，因無現(xiàn)成的合適夾具，否則要另行設(shè)計(jì)專用試驗(yàn)夾具；或因振動臺承載能力限制，無法使用帶安裝隔振器的夾具一起進(jìn)行試驗(yàn)等客觀原因，希望將電子設(shè)備直接安裝在振動臺進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)。從純理論上講,根據(jù)電子設(shè)備等效損傷(等效響應(yīng))理論，可將標(biāo)準(zhǔn)傳遞率曲線作為加權(quán)因子，對環(huán)境試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級進(jìn)行修正。但目前沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范加以規(guī)定,故任何修正是沒有法律依據(jù)的。 顯而易見，以上等效理論只有在確認(rèn)該系統(tǒng)為絕對解耦的一維振動情況下才可使用。 多自由度隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前面討論的單自由度系統(tǒng)僅適用