【文章內(nèi)容簡介】 的隔離系統(tǒng)設計理論是相似的；并且當相鄰兩個碰撞脈沖的影響互不相關時，其隔離系統(tǒng)的設計理論是完全相同的。當相鄰兩個相鄰碰撞脈沖互相關時，碰撞隔離系統(tǒng)的設計僅比沖擊隔離系統(tǒng)多考慮一個問題，即如何選擇隔離系統(tǒng)的固有頻率和阻尼，使兩個相鄰脈沖變?yōu)榛ゲ幌嚓P。因此不單獨討論碰撞隔離系統(tǒng)的隔離問題。但由于碰撞是連續(xù)脈沖，殘余響應與后一個脈沖的疊加難以避免，且疊加時的相位，量值均帶有隨機性，每一個脈沖作用下的傳遞率有差異，故用平均碰撞傳遞率這一指標來評價碰撞隔離系統(tǒng)的隔離效果。平均碰撞傳遞率是考核隔振器衰減連續(xù)碰撞脈沖能力的重要標志。 國家標準(GB2423．6試驗碰撞試驗方法)中規(guī)定，碰撞試驗的嚴酷等級由碰撞脈沖(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。 當相鄰二個碰撞脈沖作用時，在前一個碰撞脈沖作用后，如果因隔振器的阻尼較大，或者碰撞速率較低，在后一個碰撞脈沖作用之前，質(zhì)量m的響應已趨于零時(即m恢復到靜止狀態(tài))，則稱相鄰兩個碰撞脈沖的影響互不相關。簡言之，當質(zhì)量m的總響應時間小于碰撞脈沖周期時，相鄰兩碰撞脈沖的影響為互不相關。反之，當響應時間大于碰撞脈沖周期時，相鄰兩碰撞脈沖的影響為互相關。相鄰兩個碰撞脈沖對隔振器特性的影響是否相關，與隔振器的固有頻率、阻尼比、碰撞脈沖的周期(碰撞速率)以及后的殘余響應與后一個碰撞脈沖之間的相位差等因素有關。 同一次碰撞脈沖作用的碰撞傳遞率的定義和計算方法與沖擊傳遞率相同 由　　　　　　　 　由于各個碰撞脈沖作用時的碰撞傳遞率不是恒值，故原電子專業(yè)標準SJ／T 10178—91《隔振器特性測試方法》中規(guī)定：在總碰撞次數(shù)N中的最后100個碰撞脈沖作用下所獲得的100個中，取自大到小排列的前10個較大值()j的算術平均值，定義為平均碰撞傳遞率 ()３．３．２ 隔振緩沖系統(tǒng)的期望動態(tài)特性 用于軍用電子設備的振動沖擊隔離系統(tǒng)，必須兼有隔振與緩沖兩種功能。振動沖擊隔離系統(tǒng)的期望動態(tài)特性是隔離系統(tǒng)設計的優(yōu)化目標函數(shù)。 1) 隔振系統(tǒng)要求的期望態(tài)特性 從振動隔離系統(tǒng)要求出發(fā)，隔振系統(tǒng)的期望動態(tài)特性應滿足如下設計要求或原則： a) 非耦合或弱耦合原則 耦合振動對隔離系統(tǒng)極為有害，故應采取各種技術措施以使隔振系統(tǒng)解耦，并消除耦合振動的有害影響。 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。這樣，可使共振放大區(qū)的頻率帶寬變窄，并可在較低的頻率點上進入隔振區(qū)。最理想的情況是使，但,這是因為當時的隔振系統(tǒng)是非穩(wěn)定系統(tǒng)。 c) 線性特性 在正弦掃頻激勵時，非線性系統(tǒng)將不可避免地出現(xiàn)系統(tǒng)響應值的”跳躍”現(xiàn)象，使隔振系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性變差。線性隔振系統(tǒng)的連續(xù)緩變動態(tài)響應特性可克服非線性系統(tǒng)的不足。 d) 變阻尼(無共振峰)特性 隔振系統(tǒng)的共振對電子設備極為有害。當激勵頻率的下限頻率較高時，可使,避免出現(xiàn)共振。當時，則只能采用大阻尼來抑制共振。在共振區(qū)()使阻尼比，隔振傳遞率，設備與基礎間處于無相對位移剛性聯(lián)接狀態(tài)。在隔振區(qū)()，使，可獲得較好的隔振效果，≤1。 綜上所述，隔振系統(tǒng)的理想動態(tài)特性應是線性、低剛度和變阻尼特性。圖中力是彈簧反力與阻尼力之和。 理想的隔振傳遞曲線 FX特性曲線 當電子設備的質(zhì)量為，正弦振動激勵位移振幅為，系統(tǒng)響應振幅為，且系統(tǒng)允許相對變形時，阻尼力應滿足如下要求：a) 當時，要保證，則臨界阻力；b) 當時，要保證，則應使。2)沖擊隔離系統(tǒng)要求的期望動態(tài)特性由沖擊隔離系統(tǒng)設計理論可知，緩沖系統(tǒng)的理想動態(tài)特性應符合如下設計原則。 a)能量吸收原則 在沖擊激勵脈沖作用下，設備自靜平衡位置到最大位移量時，緩沖系統(tǒng)應能儲存和耗散全部的沖擊能量。否則會引起剛性碰撞，使設備響應加速度增大。 b)輸出動荷最小原則 應使設備承受的沖擊動荷，小于設備允許值[]，即≤[]，從而確保設備及其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件、元器件的最大沖擊動應力小于其材料的強度限、屈服限或沖擊疲勞極限。 c)變形量[]最小原則 當具有各種動態(tài)特性的系統(tǒng)，吸收和耗散相同的沖擊能量時，如果要求限制。顯而易見，具有零特性的系統(tǒng)其變形量最小。反之，當限制系統(tǒng)的變形量時， 可見具有零特性的系統(tǒng)輸出的沖擊動荷最小，硬特性系統(tǒng)輸出的沖擊動荷最大。 由于沖擊激勵可能來自同一坐標軸線的正、負兩個方向，完整的曲線應包括正、負兩個方向，為節(jié)省篇幅，、負方向的特性曲線是關于坐標原點的對稱曲線。 時需要的最小變形量 d)能量耗散最多原則 當被保護設備自靜平衡位置到，而后返回時，應使阻尼力耗散盡可能多的沖擊能量，以抑制設備的沖擊殘余響應峰值。從而避免設備受連續(xù)沖擊時，設備的殘余響應與下一個沖擊脈沖的同相位疊加對設備造成的有害影響。尤其當艦船用電子設備在進行120～180次／min的高碰撞速率的碰撞試驗時，小阻尼系統(tǒng)造成的有害影響特別明顯。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，在一個周期內(nèi)，設備必然處于靜止狀態(tài)。 e) 復位原則 緩沖系統(tǒng)采用大阻尼后，必須保證系統(tǒng)在任一位移()位置上彈簧恢復力大于阻尼力，從而使系統(tǒng)能回到靜平衡位置。沖擊隔離系統(tǒng)的期望動態(tài)特性 滿足以上條件的沖擊隔離系統(tǒng)的期望動態(tài)特性。如圖 所示的沖擊隔離系統(tǒng)期望動態(tài)特性曲線。由圖可見，在到時，是零特性；在 返回時，是硬特性。 沖擊隔離系統(tǒng)期望動態(tài)特性曲線 理想隔振緩沖系統(tǒng)動態(tài)特性曲線3) 隔振緩沖系統(tǒng)的期望動態(tài)特性 。圖中, ,是隔振時許用位移,是隔振器或隔振系統(tǒng)的最大位移。，當沖擊激勵輸給電子設備的動能大于曲線中時，系統(tǒng)無法緩沖。故在制定標準時應給隔振器留有足夠的空間，以吸收沖擊能量。（曲線的理論基礎詳見文獻、）。 隔振器設計與選用隔振器是為電子設備隔振系統(tǒng)提供彈性特性和阻尼特性的主要元件。隔振器的設計、制造和選用應符合SJ2555《電子設備隔振器設計與選用導則》中的有關規(guī)定，并應遵循隔振與緩沖兼顧原則，與電子設備使用環(huán)境相適應原則和高的性能價格比原則。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。隔振系統(tǒng)總體動態(tài)特性是由組成該系統(tǒng)各個隔振器的彈性阻尼特性及其匹配組合確定的。為此，要實現(xiàn)隔振系統(tǒng)的模塊化，隔振器除必須同時兼有隔振與緩沖功能外，還必須滿足如下要求。1) 相同外形尺寸不同承載量要求在有關標準中(如HJB68)都對機箱、機柜、顯控臺的外形尺寸和隔振器安裝方式變形空間作了規(guī)定(～)。但相同尺寸的機柜、顯控臺，由于其內(nèi)部組件不同，重量有較大差異(120—500Kg)。此外，對于同一個柜機，由于工程中不可避免的質(zhì)量偏心現(xiàn)象，四個底部隔振器的實際承載量也不相同。從系統(tǒng)外觀一致性要求出發(fā)，要求在相同外形尺寸和變形空間條件下，隔振器應具有不同的承載能力。 2) 各隔振器固有頻率相接近要求模塊化隔振系統(tǒng)往往由三個以上的隔振器組成。各隔振器的實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。否則，當相差較大時，不僅在各個隔振器的附近會發(fā)生局部共振(單點共振)，而且也使系統(tǒng)共振頻率數(shù)目增多，耦合振動加劇，穩(wěn)定性下降。 為此，當載荷范圍較大時，應將其分為若于個小載荷范圍，并采用不同剛度的彈簧與之匹配，從而保證解耦條件。 3) 各隔振器剛度阻尼特性匹配要求、當背部隔振器距安裝基面的高度H(1480～1580mm)確定后，總重量相同且選用相同特性的底部隔振器的兩個機柜，如果因質(zhì)心高度不同，則要求其具有不同彈性阻尼特性的背架式隔振器與之匹配，來滿足解耦設計要求。4) 環(huán)境適應性要求電子設備模塊化、通用化技術的發(fā)展，往往要求具有一定抗振抗沖擊特性的型號產(chǎn)品用于不同運載工具上．例如，指控系統(tǒng)，應當既可用于車載方倉，又可用于艦艇儀器倉。隔振系統(tǒng)必須具有在海用和陸用環(huán)境條件下的適應性。5) 其它要求 外形和剛度相同的隔振器,在實際承載量不相同時，機柜會發(fā)生傾斜。隔振器應具有調(diào)節(jié)實際支承高度的結(jié)構(gòu)將機柜底平面調(diào)到水平。 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，在實際承載量不相同時，臨界阻力系數(shù)不同。如果阻力系數(shù)c不可調(diào)節(jié)，則實際承載后的阻尼比不相等： （） 此時會引起各隔振器的實際傳遞率不相等，從而造成系統(tǒng)穩(wěn)定性下降．因此，隔振器有阻尼力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。 c．可靠性要求和高性能價格比要求 隔振器自身抗沖擊、抗振動強度應遠遠高于電子設備的振動沖擊環(huán)境條件嚴酷度，并且，必須長期可靠地工作。 隔振器保護的電子設備的價格很高，應采用高性能的隔振器。但隔振器應在保證性能的前提下，降低成本以適應市場要求。6) 隔振器模塊化設計的基本思路和對策 在工程中，通過隔振器的模塊化設計來實現(xiàn)隔振系統(tǒng)模塊化的基本思路是：隔振器安裝方式標準化、動態(tài)特性組合化、產(chǎn)品型號系列化。其工程對策是外形尺寸規(guī)范化、彈簧和阻尼元件模塊化和結(jié)構(gòu)零件通用化。利用剛度、阻尼特性擬合技術和成組組裝技術[2]、 [5]來實現(xiàn)隔振器和隔振系統(tǒng)的模塊化。 目前已在艦艇電子設備應用的GWF型、GBJ隔振器組成的無峰隔振系統(tǒng)，就是根據(jù)以上原則設計的。7) 降低蠕變的影響 蠕變是指材料受到外力作用時發(fā)生了永久性形變。橡膠等高分子材料制成的隔振器，受設備自重及外激勵作用，蠕變量往往超過2mm,有時會超過5—6mm。較大的蠕變量使原先留給隔振系統(tǒng)的自由動變形空間變小，且關于靜平衡位置不對稱。此時可能會造成如下不良影響：a)預留的導線，軟波導等自由變形長度不夠長，沖擊時引起扯斷、開裂；b)設備下沉后，設備與緩沖墊之間的自由變形空間變小，沖擊時易引起剛性碰撞；