刍议电子设备振动分析与抗振设计

吴晗

摘 要：电子设备在外部环境中，由于周边不可确定的因素较多，容易受到环境的干扰，造成設备信号与预期的存在一定的差距，影响设备的使用质量。特别是军用设备，本身工作的环境较为复杂，在使用过程中不仅需要对整机进行全面的加固，同时还需要进行抗振设计，进一步提升电子设备在运行中的可靠性和稳定性，全面地对电子设备的振动进行分析。该文主要针对电子设备震动分析和抗振设计进行研究。

关键词：电子设备 振动分析 抗振设计

中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0005-02

电子设备在外部环境中工作，因为工作环境中各项辅助设施不理想，设备运行中容易出现振动疲劳和共振的情况，造成运行中自身电性能与理想状况存在较大的差距，影响设备的使用质量，严重时可能出现因为零件的实效造成的设备疲劳损伤情况，对实际设备运行质量造成影响，引起电子设备运行失效。在这样的情况下需要进一步加强对振动的分析，采用规范的方式对抗振进行设计，加强对电子设备的结构优化设计，进一步提升电子设备的抗振性能，全面对设备进行管理和控制，增加设备的使用质量。

1 影响电子设备振动产生原因

1.1 外部环境原因

在电子设备运行中，受到干扰的因素主要存在于两个方面，首先是因为电子设备的激振，这种现象主要是因为设备在运行中出现的激振力直接作用到设备本身，例如，如果设备放置在车辆中，在运行中就会因为不停的颠簸造成电子设备自身出现振动，这样的现象较多，在外部环境中因为不确定性因素非常多，影响的外部因素也较多。其次，影响因素还包括位移激振，这类型激振并不是直接的作用到设备上，而是通过对设备支撑系统的作用，阻尼与弹簧之间相互作用，将力转接在电子设备上，使得电子设备振动情况出现干扰，造成设备的运行与实际情况要求之间存在差距，影响设备的实际运行。

1.2 设备内部原因

设备内部在进行设计的过程中也可能产生自身的各项弯曲和变形，这是和内部设计紧密相关的，在振动过程中如果整体设计不合理，设备沿着垂直振动时就会发生因为耦合振动产生的系统整体变化，对正常的设备运行情况造成严重的干扰。例如，以运行中的机柜为例，如果在内部环境中不会出现因为环境的干扰造成的系统变化，而在外部环境中以为各种振动出现的频率较多，如果内部结构方面存在问题，可能造成设备整体自由度系统混乱，对电子设备的运行情况存在较多的不利影响。

连接刚度的设计也是影响运行情况的重要方面，设备连接的刚度达不到实际的要求，就可能造成设备在运行中因为外部环境的振荡出现设备连接存在问题，造成电子设备的稳定性受到一定的影响，如果环境较为恶劣，就会出现因为环境的颠簸造成电子设备振动情况变化，甚至出现因为颠簸造成设备内部中断的情况，连接刚度的变化造成系统整体的变化，对设备的使用影响还是较大。同时，设备设计中所用的螺钉的规格和数量是需要关注的部分，位置关注力度不足也是造成电子设备运行振动分析产生的原因。

2 电子设备中的抗振设计

2.1 提升设备设计刚度

在进行电子设备设计过程中需要对横截面的形状和尺寸进行合理的选择，尽可能地将设备的抗弯刚度和抗扭刚度提升起来，在设备运行中关注其中的薄弱环节和零件的承载力度，这样可以保证设备在安装中整体质量的控制，实现安装刚度的需要，提升底板和骨架之间的范围协调程度，保证设备运行质量的控制。同时，严格的对螺钉的规格和数量进行控制，选用的规格需要进行相应的实验，实验结果完成之后在实际环境中使用，提升螺钉使用的规范性，保证螺钉数量和规格的使用符合技术的需要，对技术进行全面合理的控制。通过这两种方式可以从设备内部对设备进行控制。

2.2 设置减震模型

在进行电子设备抗振设计的过程中，可以采用隔振器进行抗振，使得振波到达设备之后得到一定的缓冲，减少因为振荡对设备的影响，降低振动幅度过大造成的设备内部的冲撞，提升电子设备的使用质量。在实际使用中隔振器的使用已经得到较大程度的普及，在进行安装的过程中可以在电子设备的隔振器安装在箱柜的底部，防止箱柜自身的活动，也可以在设备的周围四角都进行安置，从而提升整体的抗振效果。但是隔振器的安装也会产生相应的耦联自由度，在使用的过程中可能出现因为设备的局部与耦联共振，因此，在进行设计的过程中需要对电子设备抗振效果以及安置位置进行实验，保证设备整体位置的科学性。

2.3 抗共振与解耦设计

在进行系统设计过程中需要对系统的共振进行关注，这样做的目的是为了避免隔振系统与电子设备产生共振，但是共振现象在电子设备运行中是不可避免的，因此只能将共振的情况进行降低，将隔震传递率系数相应地进行降低之后，才能更好地保证系统管理的质量。其次，在进行电子设备隔振设计过程中需要保证隔振系统发挥良好的效果，应该对系统内部的垂向刚度进行清零处理，这样在电子系统内部才能够保证隔振系统水平刚度同电子设备底部隔振器本身的刚度相互匹配，在设备运行中对设备进行解耦势必会对原本系统的运行情况产生干扰，因此需要尽量地减少这方面的干扰，将设备的稳定性控制在更加合理的范围内，提升电子设备的稳定性。

2.4 隔振器适宜型号的选择以及质量测试

在进行隔振器安置的过程中需要对隔振器的性能和型号进行选择，隔振器的性能对系统整体稳定性具有较大的影响，目前来讲我国使用范围较广的系统是无谐振峰减振器，该系统在使用中可以将刚度拟合技术与干摩擦阻尼技术进行结合，减少实际电子设备工作中的固有频率，使得设备整体无共振情况的出现，并对周边环境中的振荡进行降低。从整体结构方面分析，采用这种技术可以将弹性、阻尼与动态特性整体的结合在一起，使得相互之间的各项系数得到全面的协调，并对不同的系数进行调节，掌握更加全面参数，对数据进行科学的分析。最后，在进行隔振器选择的过程中需要结合实际的情况，对电子设备不同的承载重量和特性进行分析，制定适宜的安置计划，提升隔振器的使用效果。

2.5 隔振器效果测试

在隔振器安装完成之后需要对隔振器实际效果进行测试，仿真外部环境对隔振器的安置效果进行分析，并对测试效果进行实验，及时的记录在不同位置的实验效果，然后对设计方案进行反思，对不适宜的位置进行调整，从而更加全面地对设计进行科学的管理，保证隔振器在电子设备中发挥自身的效果，提升电子设备整体运行稳定性。

3 结语

电子设备在运行过程中以为内外部环境的影响，容易出现不规则的振动，对系统自身运行的稳定性带来严重的影响，特别是在外部复杂的环境下，对设备的干扰更加强烈，因此需要对电子设备进行抗振处理，科学全面的分析振动产生的原因，采取相应的措施对设备进行抗振设计，从而提升电子设备运行的可靠性，为我国电子设备的全面稳定发展提供必要的基础条件。

参考文献

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