芻議電子設備振動分析與抗振設計

吳晗

摘 要：電子設備在外部環境中，由于周邊不可確定的因素較多，容易受到環境的干擾，造成設備信號與預期的存在一定的差距，影響設備的使用質量。特別是軍用設備，本身工作的環境較為復雜，在使用過程中不僅需要對整機進行全面的加固，同時還需要進行抗振設計，進一步提升電子設備在運行中的可靠性和穩定性，全面地對電子設備的振動進行分析。該文主要針對電子設備震動分析和抗振設計進行研究。

關鍵詞：電子設備 振動分析 抗振設計

中圖分類號：TN02 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0005-02

電子設備在外部環境中工作，因為工作環境中各項輔助設施不理想，設備運行中容易出現振動疲勞和共振的情況，造成運行中自身電性能與理想狀況存在較大的差距，影響設備的使用質量，嚴重時可能出現因為零件的實效造成的設備疲勞損傷情況，對實際設備運行質量造成影響，引起電子設備運行失效。在這樣的情況下需要進一步加強對振動的分析，采用規范的方式對抗振進行設計，加強對電子設備的結構優化設計，進一步提升電子設備的抗振性能，全面對設備進行管理和控制，增加設備的使用質量。

1 影響電子設備振動產生原因

1.1 外部環境原因

在電子設備運行中，受到干擾的因素主要存在于兩個方面，首先是因為電子設備的激振，這種現象主要是因為設備在運行中出現的激振力直接作用到設備本身，例如，如果設備放置在車輛中，在運行中就會因為不停的顛簸造成電子設備自身出現振動，這樣的現象較多，在外部環境中因為不確定性因素非常多，影響的外部因素也較多。其次，影響因素還包括位移激振，這類型激振并不是直接的作用到設備上，而是通過對設備支撐系統的作用，阻尼與彈簧之間相互作用，將力轉接在電子設備上，使得電子設備振動情況出現干擾，造成設備的運行與實際情況要求之間存在差距，影響設備的實際運行。

1.2 設備內部原因

設備內部在進行設計的過程中也可能產生自身的各項彎曲和變形，這是和內部設計緊密相關的，在振動過程中如果整體設計不合理，設備沿著垂直振動時就會發生因為耦合振動產生的系統整體變化，對正常的設備運行情況造成嚴重的干擾。例如，以運行中的機柜為例，如果在內部環境中不會出現因為環境的干擾造成的系統變化，而在外部環境中以為各種振動出現的頻率較多，如果內部結構方面存在問題，可能造成設備整體自由度系統混亂，對電子設備的運行情況存在較多的不利影響。

連接剛度的設計也是影響運行情況的重要方面，設備連接的剛度達不到實際的要求，就可能造成設備在運行中因為外部環境的振蕩出現設備連接存在問題，造成電子設備的穩定性受到一定的影響，如果環境較為惡劣，就會出現因為環境的顛簸造成電子設備振動情況變化，甚至出現因為顛簸造成設備內部中斷的情況，連接剛度的變化造成系統整體的變化，對設備的使用影響還是較大。同時，設備設計中所用的螺釘的規格和數量是需要關注的部分，位置關注力度不足也是造成電子設備運行振動分析產生的原因。

2 電子設備中的抗振設計

2.1 提升設備設計剛度

在進行電子設備設計過程中需要對橫截面的形狀和尺寸進行合理的選擇，盡可能地將設備的抗彎剛度和抗扭剛度提升起來，在設備運行中關注其中的薄弱環節和零件的承載力度，這樣可以保證設備在安裝中整體質量的控制，實現安裝剛度的需要，提升底板和骨架之間的范圍協調程度，保證設備運行質量的控制。同時，嚴格的對螺釘的規格和數量進行控制，選用的規格需要進行相應的實驗，實驗結果完成之后在實際環境中使用，提升螺釘使用的規范性，保證螺釘數量和規格的使用符合技術的需要，對技術進行全面合理的控制。通過這兩種方式可以從設備內部對設備進行控制。

2.2 設置減震模型

在進行電子設備抗振設計的過程中，可以采用隔振器進行抗振，使得振波到達設備之后得到一定的緩沖，減少因為振蕩對設備的影響，降低振動幅度過大造成的設備內部的沖撞，提升電子設備的使用質量。在實際使用中隔振器的使用已經得到較大程度的普及，在進行安裝的過程中可以在電子設備的隔振器安裝在箱柜的底部，防止箱柜自身的活動，也可以在設備的周圍四角都進行安置，從而提升整體的抗振效果。但是隔振器的安裝也會產生相應的耦聯自由度，在使用的過程中可能出現因為設備的局部與耦聯共振，因此，在進行設計的過程中需要對電子設備抗振效果以及安置位置進行實驗，保證設備整體位置的科學性。

2.3 抗共振與解耦設計

在進行系統設計過程中需要對系統的共振進行關注，這樣做的目的是為了避免隔振系統與電子設備產生共振，但是共振現象在電子設備運行中是不可避免的，因此只能將共振的情況進行降低，將隔震傳遞率系數相應地進行降低之后，才能更好地保證系統管理的質量。其次，在進行電子設備隔振設計過程中需要保證隔振系統發揮良好的效果，應該對系統內部的垂向剛度進行清零處理，這樣在電子系統內部才能夠保證隔振系統水平剛度同電子設備底部隔振器本身的剛度相互匹配，在設備運行中對設備進行解耦勢必會對原本系統的運行情況產生干擾，因此需要盡量地減少這方面的干擾，將設備的穩定性控制在更加合理的范圍內，提升電子設備的穩定性。

2.4 隔振器適宜型號的選擇以及質量測試

在進行隔振器安置的過程中需要對隔振器的性能和型號進行選擇，隔振器的性能對系統整體穩定性具有較大的影響，目前來講我國使用范圍較廣的系統是無諧振峰減振器，該系統在使用中可以將剛度擬合技術與干摩擦阻尼技術進行結合，減少實際電子設備工作中的固有頻率，使得設備整體無共振情況的出現，并對周邊環境中的振蕩進行降低。從整體結構方面分析，采用這種技術可以將彈性、阻尼與動態特性整體的結合在一起，使得相互之間的各項系數得到全面的協調，并對不同的系數進行調節，掌握更加全面參數，對數據進行科學的分析。最后，在進行隔振器選擇的過程中需要結合實際的情況，對電子設備不同的承載重量和特性進行分析，制定適宜的安置計劃，提升隔振器的使用效果。

2.5 隔振器效果測試

在隔振器安裝完成之后需要對隔振器實際效果進行測試，仿真外部環境對隔振器的安置效果進行分析，并對測試效果進行實驗，及時的記錄在不同位置的實驗效果，然后對設計方案進行反思，對不適宜的位置進行調整，從而更加全面地對設計進行科學的管理，保證隔振器在電子設備中發揮自身的效果，提升電子設備整體運行穩定性。

3 結語

電子設備在運行過程中以為內外部環境的影響，容易出現不規則的振動，對系統自身運行的穩定性帶來嚴重的影響，特別是在外部復雜的環境下，對設備的干擾更加強烈，因此需要對電子設備進行抗振處理，科學全面的分析振動產生的原因，采取相應的措施對設備進行抗振設計，從而提升電子設備運行的可靠性，為我國電子設備的全面穩定發展提供必要的基礎條件。

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