【正文】 　　　　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。 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。 。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。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)。該特性對于消極隔振較為重要。當(dāng)振源是基礎(chǔ)振動(dòng)(運(yùn)動(dòng)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)設(shè)備只能在垂向運(yùn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)是一維振動(dòng)（即單自由度振動(dòng)）。但傳遞率應(yīng)為同一物理參數(shù)的峰值比。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(dòng)沖擊隔離技術(shù)。采用隔振器、阻尼器、阻尼材料等無源元件進(jìn)行振動(dòng)隔離的技術(shù)措施，稱為無源振動(dòng)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(dòng)控制的技術(shù)稱為有源振動(dòng)控制。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(dòng)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(dòng)、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。在激勵(lì)頻率范圍內(nèi)，不得出現(xiàn)有害的耦聯(lián)振動(dòng)、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。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。167。 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。在彈性元件失靈后，必須有防護(hù)裝置。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(dòng)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。 無源振動(dòng)控制有二個(gè)基本研究方向：加固設(shè)計(jì)和振動(dòng)沖擊隔離。 振動(dòng)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。 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。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)。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。 運(yùn)動(dòng)響應(yīng) 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)有時(shí)又稱為動(dòng)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。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。這種阻尼器有時(shí)也稱為線性阻尼器。這類阻尼系統(tǒng)有時(shí)也稱為粘性松弛系統(tǒng)。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。所以，相位角通常略去不寫，余同。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。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≤()。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。彈性支承的質(zhì)量發(fā)生單向位移的條件與許多實(shí)際應(yīng)用的要求是不符的。現(xiàn)在，隨著結(jié)構(gòu)、工藝材料等的技術(shù)發(fā)展，隔振器的固有頻率fn2則可達(dá)到2～5Hz，兩者的比值(fn1／fn2)也越來越大。盡管這種變換是為了簡化求解系統(tǒng)特征值而在數(shù)學(xué)上所作的處理，而實(shí)際上，真實(shí)的系統(tǒng)并沒有真正解耦。 本節(jié)著重介紹單質(zhì)體多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)特點(diǎn)以及隔振系統(tǒng)工程解耦設(shè)計(jì)的基本原理和工程設(shè)計(jì)方法。1） 彈性耦合與解耦方法 取質(zhì)量中心C為坐標(biāo)原點(diǎn)O，可使質(zhì)量矩陣為對角線矩陣。此時(shí)，應(yīng)選用剛度相同的隔振器。 取剛度中心為坐標(biāo)原點(diǎn)()。 在CO延長線C’點(diǎn)處加裝質(zhì)量m1，如圖()，使,其微分方程為 + = () (2) 正剛度適配法和負(fù)剛度適配法 在船載和地面電子設(shè)備中，一般對電子設(shè)備的自重要求不高。這一點(diǎn)對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員而言是必須引起高度重視的。我們可以采用引入負(fù)剛度特性的彈性元件，使隔振系統(tǒng)的剛度中心與質(zhì)量中心重合。３．２．２ 隔振系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)基本要求隔振緩沖系統(tǒng)是用來減弱或避免強(qiáng)烈的振動(dòng)沖擊環(huán)境對電子設(shè)備造成有害影響的技術(shù)措施。彈簧特性應(yīng)為線性，否則會引起非線性亞諧、超諧共振，降低隔振系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 耦聯(lián)振動(dòng)小，最好具有解耦特性，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性．在規(guī)定的振動(dòng)沖擊條件下，隔振系統(tǒng)應(yīng)具有隔振與緩沖兩種功能．其動(dòng)態(tài)特性應(yīng)向理論動(dòng)態(tài)特性逼近（）。因此，隔振器安裝方式的標(biāo)準(zhǔn)化是隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)和隔振器設(shè)計(jì)的先決條件。圖3. 18 (e)為壁掛式側(cè)面安裝系統(tǒng)，在三軸向均會引起劇烈的耦合振動(dòng)，但它是海軍標(biāo)HJB68艦艇電子裝備機(jī)箱、機(jī)柜、顯控臺通用規(guī)范中規(guī)定的機(jī)箱隔振系統(tǒng)。由此可見，安裝方式標(biāo)準(zhǔn)化是十分關(guān)鍵的問題。該系統(tǒng)對底部承載隔振器和非承載的背部隔振器的彈性阻尼特性的要求是不相同的，并且只有在兩者匹配較好時(shí)，才能獲得無共振、低耦合的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。 如果把沖擊激勵(lì)看成作用很短的樣本函數(shù)，利用隨機(jī)振動(dòng)的分析方法，可求得它們的自 功率譜密度函數(shù)，然而，即使把沖擊激勵(lì)簡化為矩形脈沖，其激勵(lì)的自功率譜密度函數(shù)也是超越函數(shù)。 工作在各類運(yùn)載工具上的軍用電子設(shè)備，總是受到振動(dòng)和沖擊兩種激勵(lì)環(huán)境的作用，為電子設(shè)備設(shè)計(jì)的隔離系統(tǒng)，必須同時(shí)兼有隔振與緩沖兩種功能。這使得設(shè)備中的元器件、結(jié)構(gòu)中的動(dòng)應(yīng)力低于其材料的強(qiáng)度限或屈服限，從而避免或減弱沖擊脈沖對設(shè)備的有害影響?；蛳噜彾€(gè)沖擊脈沖的時(shí)間間隔應(yīng)不小于2秒。當(dāng)相鄰兩個(gè)相鄰碰撞脈沖互相關(guān)時(shí)，碰撞隔離系統(tǒng)的設(shè)計(jì)僅比沖擊隔離系統(tǒng)多考慮一個(gè)問題，即如何選擇隔離系統(tǒng)的固有頻率和阻尼，使兩個(gè)相鄰脈沖變?yōu)榛ゲ幌嚓P(guān)。 國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2423．6試驗(yàn)碰撞試驗(yàn)方法)中規(guī)定，碰撞試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級由碰撞脈沖(脈沖波形、脈沖峰值加速度和脈沖寬度)，碰撞速率(1～3次／秒)和總碰撞次數(shù)N(1000～10000次)三者共同確定。相鄰兩個(gè)碰撞脈沖對隔振器特性的影響是否相關(guān)，與隔振器的固有頻率、阻尼比、碰撞脈沖的周期(碰撞速率)以及后的殘余響應(yīng)與后一個(gè)碰撞脈沖之間的相位差等因素有關(guān)。 b) 低固有頻率()原則 在理論上講，隔振系統(tǒng)的固有頻率越低越好。線性隔振系統(tǒng)的連續(xù)緩變動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性可克服非線性系統(tǒng)的不足。在共振區(qū)()使阻尼比，隔振傳遞率，設(shè)備與基礎(chǔ)間處于無相對位移剛性聯(lián)接狀態(tài)。 理想的隔振傳遞曲線 FX特性曲線 當(dāng)電子設(shè)備的質(zhì)量為，正弦振動(dòng)激勵(lì)位移振幅為，系統(tǒng)響應(yīng)振幅為，且系統(tǒng)允許相對變形時(shí)，阻尼力應(yīng)滿足如下要求：a) 當(dāng)時(shí)，要保證，則臨界阻力；b) 當(dāng)時(shí)，要保證，則應(yīng)使。 b)輸出動(dòng)荷最小原則 應(yīng)使設(shè)備承受的沖擊動(dòng)荷，小于設(shè)備允許值[]，即≤[]，從而確保設(shè)備及其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件、元器件的最大沖擊動(dòng)應(yīng)力小于其材料的強(qiáng)度限、屈服限或沖擊疲勞極限。 由于沖擊激勵(lì)可能來自同一坐標(biāo)軸線的正、負(fù)兩個(gè)方向，完整的曲線應(yīng)包括正、負(fù)兩個(gè)方向，為節(jié)省篇幅，、負(fù)方向的特性曲線是關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)的對稱曲線。為此，較理想的情況是使系統(tǒng)在半周內(nèi)阻尼力耗散的能量超過輸入能量的一半,那么，在一個(gè)周期內(nèi)，設(shè)備必然處于靜止?fàn)顟B(tài)。由圖可見，在到時(shí)，是零特性；在 返回時(shí)，是硬特性。故在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)給隔振器留有足夠的空間，以吸收沖擊能量。３．４．１ 隔振系統(tǒng)對隔振器的要求 隔振器是組成模塊化隔振系統(tǒng)的基本單元。但相同尺寸的機(jī)柜、顯控臺，由于其內(nèi)部組件不同，重量有較大差異(120—500Kg)。各隔振器的實(shí)際承載后的固有頻率，相接近，剛度中心便接近質(zhì)量中心，可以提高系統(tǒng)的隔振效果和穩(wěn)定性。4) 環(huán)境適應(yīng)性要求電子設(shè)備模塊化、通用化技術(shù)的發(fā)展，往往要求具有一定抗振抗沖擊特性的型號產(chǎn)品用于不同運(yùn)載工具上．例如，指控系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)既可用于車載方倉，又可用于艦艇儀器倉。 b．阻尼力可調(diào)要求 外形、剛度(K)和阻力系數(shù)(c)相同的隔振器，在實(shí)際承載量不相同時(shí)，臨界阻力系數(shù)不同。但隔振器應(yīng)在保證性能的前提下，降低成本以適應(yīng)市場要求。 目前已在艦艇電子設(shè)備應(yīng)用的GWF型、GBJ隔振器組成的無峰隔振系統(tǒng)，就是根據(jù)以上原則設(shè)計(jì)的。此時(shí)可能會造成如下不良影響：a)預(yù)留的導(dǎo)線，軟波導(dǎo)等自由變形長度不夠長，沖擊時(shí)引起扯斷、開裂；b)設(shè)備下沉后，設(shè)備與緩沖墊之間的自由變形空間變小，沖擊時(shí)易引起剛性碰撞； c)振動(dòng)時(shí)，易引發(fā)自激振蕩等不穩(wěn)定現(xiàn)象； d)當(dāng)各隔振器的蠕變量不等時(shí)，設(shè)備會發(fā)生傾斜； e)設(shè)備下沉后，背架隔振器自由變形空間不等，會引起背架隔振器的局部剛性碰撞和自激振蕩現(xiàn)象。8) 減小固有頻率相對偏差 要求電子設(shè)備的質(zhì)心與支承隔振器的剛度中心完全重合是很難實(shí)現(xiàn)的。這將會造成設(shè)備的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性下降，隔振效果變壞。但外形尺寸和安裝尺寸還必須相同。隔振器的安裝方式、機(jī)柜的重心高度、質(zhì)量有無偏心以及振動(dòng)、沖擊環(huán)境條件的嚴(yán)酷度等都對隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有較大的影響。2）在沖擊時(shí)，應(yīng)能吸收