电子设备振动环境设计之系统设计与隔振器03
电子设备的隔振技术及减振器选型
电子设备的隔振技术及减振器选型1、概述电子设备受到的机械力的形式有多种,其中危害最大的是振动和冲击,它们引起的故障约占80%。
它们造成的破坏主要有两种形式,其一是强度破坏:设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振,最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏;或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。
其二是疲劳破坏:振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度,但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限,使材料发生疲劳损坏。
系统的振动特性受三个参数的影响,即质量、刚度和阻尼。
对于电子设备的振动和冲击隔离来说,隔振系统的质量一般是指电子设备的质量,而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。
在机械环境的作用下,尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中,设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。
表1各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数2为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响,通常采取两种措施:a) 通过材料选用和合理的结构设计,增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力;b) 在设备或元器件上安装减振器,通过隔离振动与冲击,有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。
2、隔振技术2.1 隔振隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置,隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。
在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器,以减少基础的振动对电子设备的影响程度,使电子设备能正常工作或不受损坏;这种对电子设备采取隔离的措施,称为被动隔振。
一般情况下,仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。
被动隔振系数:振动来自基础,其运动用U=U o Si n(® t)表示,也是周期振动。
被动隔振也可用隔振系数n表示其隔振效果,它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比(或是振动速度幅值、加速度幅值的比值) ,可用下式计算:n = X。
/ U O={[1+4 E 2(f / f o) 2 f / f o) 2 ] 2 + 4 2(f/f o) 2} °'5 (1)式中X O——物体的垂向振幅(m);U o——基础的垂向振幅(m)。
电子设备振动环境适应性设计
电子设备振动环境适应性设计摘要:介绍了电子设备抗恶劣环境设计的概念。
对电子设备环境平台进行了研究探讨。
论述了电子设备振动理论基础。
阐明了随机振动的概念;探讨了电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器。
分析了多自由度隔振系统设计。
关键词:电子设备;振动环境;适应性设计;隔振1引言确保电子设备在生产、运输和工作全过程所历经的各类恶劣环境中,最可靠、最充分地发挥电子设备功能的工程设计,称之为电子设备抗恶劣环境设计。
电子设备抗恶劣环境设计是一项巨大的系统工程,它是贯穿于电子设备从研制到运行的全寿期。
其研究内容大致可分为三大类:1) 电子设备全寿命期内必须历经的各类环境、环境组合及其相对应的严酷度的研究电子设备环境平台研究。
可借助于广义激励来表征;2) 电子设备在全寿命期内,能够正常工作所允许的各类环境、环境组合及其相对应的严酷度的研究电子设备环境适应性平台(脆值平台)研究。
可借助于广义响应度来表征;3) 将电子设备“环境平台”中各类环境的严酷度,控制到电子设备能正常工作的“环境适应性平台(脆值平台)”中相应的严酷度所采取的工程控制技术研究环境控制技术研究。
可借助于广义传递函数来表征。
2电子设备环境平台研究众所周知,产品效能E 是可靠性(R)、维修性(M)和环境因素的函数,产品性能的先进性是至关重要的,而可靠性、可维性和环境适应性是产品性能先进性得以持久保持的保证。
可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。
这里所说的规定条件,包括使用时的环境条件,维护方法,贮存时间、贮存条件,以及使用时对操作人员技术等级的要求。
在不同的环境条件下产品的可靠性是不同的。
环境条件对产品可靠性起重要影响作用,在恶劣环境中电子设备的故障率将增大,可靠性降低。
2.1环境平台的含义根据国家标准《电工电子产品基本环境试验规程名词术语》的规定,环境条件的定义是:产品所经受其周围的物理、化学、生物的条件。
环境条件用各单一的环境参数和它们的严酷等级的组合来确定。
电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器
电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器隔振缓冲系统是一种用于降低电子设备振动和冲击的系统。
在现代化的生产和娱乐领域中,电子设备越来越普及,但它们在工作过程中产生的振动和冲击也会对设备本身和周围的环境造成严重的影响。
因此,电子设备隔振缓冲系统的设计与隔振器的研发变得越来越重要。
隔振缓冲系统设计的目的是消除振动和冲击对设备的伤害,并能够提高设备的工作可靠性和性能。
它可以减少电机、机械、声波、电磁等振动和冲击对系统的影响,从而提高系统工作效率和品质。
同时,隔振缓冲系统还能够满足人们对设备静音、减少噪音、改善工作环境等方面的要求。
隔振器是隔振缓冲系统的重要组成部分,它能够在工作过程中发挥重要的作用。
隔振器是一种能够在振动和冲击作用下起到缓冲和消除的作用的装置。
它可分为机械隔振器、气弹隔振器、液体隔振器和电磁隔振器等多种形式。
不同类型的隔振器在消除振动和冲击方面有着不同的效果,具体的选型需要根据设备需要进行评估和选择。
机械隔振器通过改变物体振动的路径和幅度来消除振动和冲击。
它们通常适用于小型电子设备,如移动电源、充电宝等。
气弹隔振器采用气压和弹簧等材料提供支撑和缓冲,可以精确的控制系统的振动和冲击。
液体隔振器主要运用液体的阻尼效应来消除振动和冲击,可用于大型电子设备的隔振缓冲。
电磁隔振器通过电磁场的变化和电磁感应来消除振动和冲击,适用于高精度设备。
除了选择合适的隔振器,设计隔振缓冲系统还需要进行系统级别的考虑,包括系统的动态特性、环境的振动和冲击情况、隔振系统的传递函数等。
由于隔振器具有一定的刚度和阻尼,通常需要进行调整和优化,以实现最佳的隔振效果。
总之,电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器的研发是现代化生产与娱乐领域中必不可少的一部分。
它们不仅能够提高设备的可靠性和效率,减少工作噪音和对环境的污染,同时也为设备的使用带来更多的便利和舒适。
在未来,随着科技的不断进步,隔振缓冲系统的研究和应用将变得越来越普遍和必要。
第十一章隔振
1 2D 2 1 2 2 2D 2
tan 2 p 2 p2
具体传递曲线两者完全一致
2
隔振原理
等效阻尼
2 阻尼对隔振效率有不利影响,周期振源时适用,复杂振源不一定
粘性阻尼是线性的,利于求解,还有很多非线性阻尼,能量等效
稳态响应: z Bsin pt
粘性阻尼作功:
Wd
cpB2
振幅越大, 阻尼消耗的能力越大
仪器与设备
工作原理: 被测物体振动时,传感器将感受的 运动信号转化为电信号,经放大后, 通过分析仪器显示
5
振动测试技术
传感器
感知和传输运动信号是测量系统的重要环节,传感器是核心装置
目前广泛使用的是电测传感器,可以将位移、速度、加速度和力等 物理量转化为电信号,便于传输、处理和存储
位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器,速度-位移,加速度-速度
2
隔振原理
主动隔振
运动方程:
m&z& cz& kz U sin pt
传递给设备的激振力变成两个, 弹簧+阻尼器,且相差90°
系统的稳态响应:
z Asin pt
弹簧力: 阻尼力:
kz kAsin pt cz& cApcos pt
其中:
A
As
1 2 2 2D 2
传递率:
U0
第十一章 隔振设计
1
概述
2
隔振原理
3
减振器设计
4
阻尼减振技术
5
振动测试技术
2
隔振原理
隔振
最好的办法是消除振源:载具的发动机,电子设备的散热风扇,不现 实
只能设备与振源隔离,使振动在传递图中减弱甚至消除 根据振源的不同,主动隔振与被动隔振 主动:设备本身在振动,将其与基础隔离,振动不传递到基础 被动:基础振动,将设备与基础隔离,振动不影响设备
隔振原理与隔振设计及应用
隔振原理与隔振设计及应用隔振是指通过一定的方式,将振动源与被振动的物体隔离,从而减少或抑制振动传递的一种应用。
隔振原理是指根据振动传播的特点,通过设计隔振装置或隔振结构,使振动能量在传递过程中受到阻抗或减弱,从而达到减震、隔音或减振的目的。
隔振设计可分为几个方面。
首先是隔振模型的选择和建立。
通过对待隔振物体的振动特性和传递路径进行分析和试验,确定合适的隔振模型,便于后续设计和计算。
其次是隔振装置或结构的设计。
根据隔振需求和工作环境,选择合适的隔振材料、隔振系统设计方式和隔振支撑结构,以减小振动幅值和传递效率。
最后是隔振装置的优化和实施。
通过对设计方案的模拟和分析,对隔振性能进行验证和改进。
隔振设计的应用非常广泛。
在工程领域中,隔振主要应用于振动源和大型机械设备之间的隔振,比如建筑物与地震、船舶与海浪、高速列车与轨道等。
隔振可以减小振动对设备的损坏和噪声对环境的影响。
在航天领域,隔振可以保护卫星等载荷免受发射震动和运载火箭振动的影响。
在电子设备领域,隔振可以减小设备内部部件之间的振动对电子元件和线路的影响,提高设备的稳定性和性能。
在交通领域,隔振可以提高列车、汽车等交通工具的乘坐舒适性和平稳性。
隔振设计的应用还有很多细节和技术。
比如在建筑物的地基设计中,可以通过在地基中设置隔振器,减小地震对建筑物的影响。
在电子设备的设计中,可以通过合理的隔振支撑结构和隔振材料,将设备与外界的振动隔离。
在车辆的设计中,可以通过调整车辆的悬挂系统和减震器,提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
在机械设备的设计中,可以通过优化传动系统和降低机械零部件的共振频率,减小振动幅值和噪声。
总之,隔振原理和隔振设计是一种应用广泛的技术。
通过合理的隔振装置或结构的设计和实施,可以有效地减小振动对设备和环境的影响,提高设备的可靠性和稳定性。
隔振的应用领域广泛,包括建筑物、航天、电子设备、交通工具等。
隔振设计还涉及到很多细节和技术,需要结合具体的工程和需求进行分析和优化。
电子设备隔振技术及减振器选型
电子设备隔振技术及减振器选型1. 引言随着电子设备的快速发展,相关技术的进步也催生了对电子设备振动和冲击的抵抗能力的需求。
因为振动和冲击不仅会对电子设备本身造成损害,还可能导致设备故障、甚至影响设备的性能和寿命。
因此,电子设备的隔振技术和减振器选型变得至关重要。
2. 电子设备隔振技术电子设备的隔振技术是一种消除或减少外部振动和冲击对设备的传递能力。
常见的电子设备隔振技术包括:2.1 悬浮隔振系统悬浮隔振系统通过采用空气或气体压力悬浮装置,在设备和外界环境之间建立气体隔振层,以减少外界振动传递到设备。
悬浮隔振系统广泛应用于高精密度的实验室设备和精密加工设备中。
2.2 弹簧隔振器弹簧隔振器是一种常见的隔振技术,通过使用弹簧和减震材料构建隔振系统,以吸收和减少振动的传递。
弹簧隔振器可以根据设备的重量和振动频率选择不同的弹簧硬度和减震材料。
2.3 减振垫减振垫通常由弹性材料制成,通过其本身的弹性吸收振动能量,减少振动传递到设备。
减振垫可以根据设备的尺寸和重量选择合适的硬度和厚度,以提供良好的减振效果。
2.4 减振支架减振支架是一种安装在电子设备底座上的隔振装置,通过支持设备并减少振动传递,减少设备受到的外部振动和冲击。
减振支架通常采用橡胶或弹性材料构造,以提供良好的减振效果。
3. 减振器选型选择合适的减振器对于保护电子设备免受振动和冲击的影响至关重要。
在进行减振器选型时,需要考虑以下几个关键因素:3.1 设备类型和重量根据设备的类型和重量,选择适用于设备的减振器类型。
对于重型设备,通常需要更强大和耐久的减振器。
3.2 振动频率了解设备所承受的振动频率范围,以便选择能够有效减少该频率范围内振动传递的减振器。
3.3 空间限制考虑设备所处空间的限制,并选择适应空间要求的减振器。
有些减振器可能需要较大的安装空间,而有些减振器则可以在狭小的空间中进行安装。
3.4 预算根据预算要求选择减振器。
不同类型的减振器价格不同,选择合适的减振器同时满足预算要求。
浅析电子设备振动环境适应性设计
浅析电子设备振动环境适应性设计摘要:随着飞机作战能力的不断提高和作战环境的多样化,对电子设备的机械环境适应能力提出了更高的要求。
因此,在目前的条件下,如何有效地提高电子设备的耐久性,成为了电子设备结构设计中必须要重视的问题。
在此基础上,重点讨论了电子设备振动环境适应性。
关键词:电子设备;环境;适应性引言随着作战环境的复杂和飞机作战性能的不断提高,对飞机上电子设备的环境适应能力也提出越来越高的要求,特别是电子设备的环境试验条件下,其试验严苛程度远远超出了装机的实际使用环境。
同时,随着载机的发展,对电子设备的质量提出了更高的要求。
所以,在进行结构设计时,必须将不同的环境因素对设备的影响进行全面地考虑,以保证设备在真实的环境中有较高的可靠度和较长的使用寿命。
随着作战任务的完成和飞机动性的提高,各种飞机对安装的电子设备的环境适应能力也有不同的要求。
一般情况下,小型战斗机和直升机上的电子设备需要在较差的环境下工作,而大型运输机和小型无人机的工作环境相对较好。
在结构设计上,要针对载机平台所处的工作环境,进行有针对性地设计,防止过多或过少的设计。
导致电子设备失效的环境因素主要有机械环境、气候环境和电磁环境三个方面。
因此,在装机协调及分机结构的设计中,必须充分考虑到设备的环境适应性,如散热,强度,重量减轻,“三防”,电磁兼容等,在保证产品质量的同时,也要注意降低设备的造价。
一、环境适应性设计机载电子设备需要进行的机械环境试验主要有振动、冲击、加速度及炮击振动等,主要是测试设备的结构强度及元器件的抗冲振耐受力。
一般情况下,对电子设备来说,最容易出现故障的测试环节就是耐久振动和炮击振动,特别是安装在翼尖和垂尾等部位的设备,在耐久振动时,均方根加速度一般都在20 g左右,而耐久振动时间则会达到5-6 h。
电子设备因振动产生的疲劳效应及谐振现象,会导致其电气性能退化、部件失效、疲劳损伤及失效。
根据统计,在造成航空电子设备失效的所有环境因素中,有27%是由振动引起的。
电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器
电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器1. 引言在现代电子设备中,隔振缓冲系统扮演着重要的角色。
由于电子设备的复杂性和敏感性,它们对于外部振动和冲击非常敏感。
这些振动和冲击可能会对设备的性能和寿命产生负面影响,甚至导致设备的故障。
因此,设计和应用隔振缓冲系统成为确保电子设备正常运行和保护电子设备的重要手段。
本文将介绍电子设备隔振缓冲系统的设计原理和隔振器的工作原理。
首先,我们将讨论隔振缓冲系统的需求和目标。
然后,我们将详细介绍隔振缓冲系统的设计过程和关键要素。
最后,我们将简要介绍一些常见的隔振器类型和它们的应用。
2. 需求和目标电子设备隔振缓冲系统的设计需求和目标主要包括以下几个方面:2.1 减小外界振动和冲击对设备的影响电子设备通常需要在各种环境中使用,包括机械振动和冲击较大的环境。
为了保护设备的正常运行和延长设备的寿命,隔振缓冲系统需要减小外界振动和冲击对设备的影响。
2.2 提供稳定的工作环境电子设备通常对工作环境的稳定性有一定要求。
振动和冲击可能导致设备的工作环境变化,从而影响设备的性能和稳定性。
因此,隔振缓冲系统需要提供稳定的工作环境,确保设备能够在其设计范围内正常工作。
2.3 减小设备之间的相互干扰在大型电子设备系统中,设备之间可能存在相互干扰的问题。
这些干扰可能来自设备自身的振动和冲击,或者来自其他设备引起的振动和冲击。
隔振缓冲系统需要减小设备之间的相互干扰,确保设备能够独立工作而不受其他设备的影响。
3. 隔振缓冲系统设计过程设计一个高效的隔振缓冲系统需要考虑多个因素。
以下是隔振缓冲系统设计的一般过程:3.1 确定振动和冲击的来源和频率首先需要确定振动和冲击的来源和频率。
这可以通过振动和冲击测试来获取。
通过了解振动和冲击的来源和频率,可以有针对性地设计隔振缓冲系统。
3.2 选择隔振器类型根据振动和冲击的来源和频率,可以选择合适的隔振器类型。
常见的隔振器包括弹簧隔振器、气垫隔振器和液体隔振器等。
隔振设计手册 pdf
隔振设计手册 pdf隔振设计手册 PDF简介1. 背景介绍- 隔振设计手册 PDF是一份旨在提供隔振设计方案的手册,以帮助工程师和设计师解决隔振相关问题。
- 本手册收集了大量实际案例和经验总结,并提供了详细的理论知识和设计指南。
2. 隔振设计理论- 隔振的基本原理:通过减振、消能、分离等手段阻断振动或降低振动传递。
- 隔振的分类:包括主动隔振、被动隔振、有源隔振等多种形式。
- 隔振设计指标:包括振动传递率、自然频率、衰减比等重要参数。
3. 隔振设计步骤- 步骤一:确定振动源和隔振对象。
- 步骤二:分析振动源产生的频率和振幅特性。
- 步骤三:选择合适的隔振材料和隔振形式。
- 步骤四:计算和优化隔振系统的设计参数。
- 步骤五:进行隔振系统的实际测试和验证。
- 详尽的理论知识:手册提供了大量隔振设计的理论知识,可以帮助读者全面理解隔振原理和设计方法。
- 实例分析和案例分享:手册中包含许多实际案例和工程经验,读者可以通过这些案例了解到不同领域的隔振设计实施过程和问题解决方法。
- 设计指南和工具:手册提供了设计指南、计算方法和工程工具,可以帮助读者进行具体的隔振设计计算和方案选择。
5. 结论隔振设计手册 PDF是一本宝贵的资源,具备丰富的理论知识和实践经验,对于从事隔振设计的工程师和设计师来说,是一个必备的参考工具。
通过学习和应用手册中的内容,可以提高隔振设计的效率和质量,提升工程项目的可靠性和稳定性。
6. 使用隔振设计手册的建议- 注意理论与实践结合:手册中的理论知识是基础,但在实际设计中要考虑到具体情况,结合实践进行调整和优化。
- 多注意案例分析:手册中的案例分享是宝贵的经验之谈,可以帮助读者避免一些常见的设计错误。
- 善用设计指南和工具:手册提供了一些设计指南和工具,可以帮助读者快速进行设计计算和方案选择。
- 不断学习和更新:隔振技术不断发展,读者要保持学习的态度,关注最新的技术进展和研究成果。
- 推广:通过行业展会、技术论坛和网络平台等渠道宣传推广,使更多的工程师和设计师了解和使用该手册。
隔振器设计报告范文参考
隔振器设计报告范文参考引言隔振器是一种用于隔振保护设备或结构的装置,通过减少来自周围环境的震动和振动的传递来保护物体。
在工业和科学领域,隔振器被广泛应用于降低机器和设备的振动和噪音。
本报告旨在设计一种有效的隔振器,以满足特定的性能要求。
设计目标本设计的隔振器需要满足以下性能要求:1. 减小外界振动对被保护物体的干扰;2. 吸收和减缓外部冲击力;3. 降低被保护物体的共振频率,提供更好的隔振效果;4. 耐用且易于维护;5. 经济高效。
设计方案基于上述设计目标,我们将采取以下步骤设计隔振器:第一步:需求分析我们首先需要了解被保护物体的特性和振动频率。
通过充分了解物体的振动来源和振动特点,我们可以确定适合的隔振方案。
第二步:振动抑制理论研究根据物体的特性和振动频率,我们需要对已有的隔振器技术进行深入研究。
这包括弹簧隔振器、液体隔振器、气体隔振器等不同类型的隔振器。
我们将综合考虑这些技术的优点和缺点,选择最适合我们项目的隔振器类型。
第三步:设计和模拟基于需求分析和振动抑制理论研究的结果,我们将设计隔振器的结构和参数。
使用计算机辅助设计软件对我们的设计进行模拟和分析,以验证其性能是否满足要求。
第四步:原型制作和测试根据设计和模拟结果,我们将制作隔振器的原型。
通过实验测试,我们可以测量隔振器的性能,并根据测试结果对设计进行优化。
第五步:性能评估和改进根据原型测试的结果,我们将评估隔振器的性能,并根据评估结果改进设计。
这可能需要多次迭代,以逐步改进隔振器的性能。
结束语本设计报告介绍了隔振器的设计流程和步骤。
通过合理的需求分析、振动抑制理论研究、设计和模拟、原型制作和测试,以及性能评估和改进,我们可以设计出满足特定性能要求的隔振器。
这将为工业和科学领域的设备和结构提供有效的振动保护,提高其稳定性和可靠性。
隔振设计方法和隔振效果测试方法
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环境设计规范要求中的噪音与震动控制规定
环境设计规范要求中的噪音与震动控制规定在环境设计中,噪音和震动控制是非常重要的一项规定。
它们对于维持一个健康、安静的环境至关重要。
本文将探讨环境设计规范中噪音和震动控制的要求,并提供相关的措施和建议。
一、噪音控制规定噪音是指不受欢迎的声音,它可能对人们的健康和安宁造成负面影响。
以下是环境设计规范中的噪音控制规定:1. 室内噪音限制:根据不同场合的需求,应设置适当的室内噪音限制。
例如,在住宅区域,晚上的室内噪音限制应较为严格,以保证居民的休息。
2. 室外噪音限制:在公共区域和工作场所,应设置合适的室外噪音限制。
这有助于减少交通、机械设备和建筑工程等噪音对周围环境和人员的干扰。
3. 设备噪音控制:在设计和选择设备时,应考虑减少设备本身产生的噪音。
采用吸音材料、隔音设备和减振技术等措施,以降低设备运行时的噪音水平。
4. 建筑隔音设计:在建筑环境中,采用隔音设计是减少噪音传播的重要手段。
应结合建筑材料和结构,合理布置隔音墙、隔音窗等,以阻断或减弱噪音的传递。
5. 器材使用限制:对于噪音较大的器材和工具,应限制其使用时间和地点。
例如,在住宅区域,应禁止或限制使用噪音较大的施工设备和机械工具。
二、震动控制规定震动是由机械设备、交通运输和建筑工程等因素引起的振动。
它可能对周围的环境和结构物造成损害。
以下是环境设计规范中的震动控制规定:1. 建筑物结构设计:在设计建筑物时,应根据具体需求和地理条件考虑抗震能力。
采用适当的结构设计和强度计算,以确保建筑物对地震和其他外界震动的抵抗能力。
2. 设备振动隔离:对于产生震动的设备和机械系统,应采取振动隔离措施。
例如,使用减振支座、隔振垫等,以减少设备振动传递到周围环境和结构的影响。
3. 交通振动控制:在设计和建设交通运输系统时,应采取相应的措施来控制车辆和列车等交通工具的振动。
例如,在桥梁和隧道中使用减震装置,以减少振动传递。
4. 施工振动监测:在进行建筑和基础设施施工时,应进行震动监测。
基于振动识别的隔振器设计与性能评估
基于振动识别的隔振器设计与性能评估隔振器是一种被广泛应用于工程领域的装置,通过减小物体振动传递的效果来保护物体免受振动的影响。
而基于振动识别的隔振器是一种采用振动传感技术来实时监测振动并自动调节隔振效果的隔振器。
本文将详细介绍基于振动识别的隔振器的设计原理以及性能评估方法。
首先,基于振动识别的隔振器的设计原理是基于振动传感技术和控制算法的结合。
传感器被安装在需要隔振的物体上,用于实时监测振动信号。
通过采集到的振动信号,控制算法可以判断物体的振动状况,并根据设定的参数来自动调节隔振器的隔振效果。
在设计基于振动识别的隔振器时,首先需要选择合适的振动传感器。
常见的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
根据具体应用需求,选择合适的传感器类型进行安装。
接着,需要选取适合的控制算法来对振动信号进行分析和处理。
常用的控制算法有PID控制算法、自适应控制算法和模糊控制算法等。
控制算法的选择应综合考虑物体的振动特性以及设计要求。
设计完成后,需要对基于振动识别的隔振器进行性能评估。
性能评估可以分为实验评估和数值评估两种方法。
实验评估是通过对装置进行实际测试,获取隔振效果的定量参数,如振动传递率、峰值加速度和频率响应等。
实验评估可以在实验室或实际应用环境中进行。
数值评估则是通过建立数值模型,利用计算机仿真软件对隔振器的性能进行预测和分析。
数值评估可以快速获取结果,并在设计初期进行评估和优化。
在性能评估中,需要考虑以下几个关键指标。
首先是隔振效果,指隔振器对振动的减震效果,通常通过振动传递率来表征,传递率越低表示隔振效果越好。
其次是稳定性,指隔振器在长时间运行过程中的性能变化情况。
稳定性评估可以通过测试隔振器在长时间运行下的隔振效果的变化情况来评估。
最后是自适应能力,指隔振器在不同振动频率和振幅下的隔振效果是否稳定。
自适应能力的评估可以通过将隔振器暴露在不同振动频率和振幅下进行实验测试来评估。
除了以上的性能评估指标,还可以考虑隔振器的可靠性和成本效益等因素。
机械运动系统中的减振与隔振设计
机械运动系统中的减振与隔振设计随着工业技术的不断进步,机械运动系统的减振与隔振设计变得越来越重要。
减振与隔振是为了减少机械运动系统振动所产生的噪音和振动,保证机械系统的稳定性和可靠性。
本文将从减振与隔振的意义、设计原则以及常用的减振与隔振装置进行讨论。
减振与隔振在机械运动系统中的意义无法忽视。
机械系统在工作过程中产生的振动不仅会给人们的生活和工作带来困扰,还会对机械设备自身造成损害。
振动会导致机械部件的疲劳或断裂,甚至导致整个机械系统的破坏。
减振与隔振的设计可以有效地减少这些问题的发生,延长机械系统的使用寿命。
在减振与隔振设计中,需要遵循一些基本原则。
首先,设计者需要了解机械系统的振动特性和振动源。
只有了解了机械系统的振动特性,才能有针对性地进行减振与隔振设计。
其次,设计者需要选择适当的减振与隔振装置。
减振与隔振装置的选取应根据机械系统的工作条件、振动源的特性以及设计要求来确定。
最后,设计者还需要进行减振与隔振装置的优化设计。
优化设计可以进一步提高减振与隔振效果,减少机械系统的振动。
常用的减振与隔振装置有弹性支撑、阻尼器和质量阻尼器等。
弹性支撑是指通过弹性元件将机械系统与支撑结构隔离,减少振动传递。
弹性支撑可以采用弹簧、橡胶等材料制成,具有较好的隔振效果。
阻尼器是指利用阻尼的原理来减缓机械系统的振动幅度。
阻尼器可以采用液体阻尼器、压缩气体阻尼器等形式,具有较好的减振效果。
质量阻尼器是指通过增加机械系统的质量来减小振动幅度。
质量阻尼器可以采用质量块、质量盘等形式,具有较好的减振效果。
除了上述减振与隔振装置外,还有一些其他的措施可以用于减少机械系统的振动。
例如,在机械系统设计中,可以采用对称结构和合理布置零部件的方式来减少振动源。
此外,合理选择和安装支撑结构、降低机械系统的刚度也能有效地减少振动。
总的来说,减振与隔振设计在机械运动系统中起到重要的作用。
设计者需要深入了解机械系统的振动特性和振动源,遵循减振与隔振设计的原则,并选择合适的减振与隔振装置。
隔振器在电子通信设备中的应用研究
隔振器在电子通信设备中的应用研究随着科技的发展和人们对通信需求的不断增长,电子通信设备已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
然而,随着通信设备的普及和使用频率的增加,越来越多的问题也随之出现。
其中之一就是振动引起的干扰问题。
为解决这个问题,隔振器被广泛应用于电子通信设备中,为其提供有效的隔振效果。
本文将对隔振器在电子通信设备中的应用进行研究和探索。
首先,我们需要了解隔振器的基本原理。
隔振器是一种用于减少或阻挠振动传递的装置,它可以将设备与外部环境的振动隔离开来,从而减少振动对设备的影响。
隔振器通常由弹性材料制成,它可以将振动的能量吸收或转换为其他形式,从而实现减振的效果。
在电子通信设备中,隔振器的应用主要是为了提供稳定的工作环境和保护设备免受外界振动的干扰。
电子通信设备通常包括各种传感器、天线、芯片等组件,这些组件之间的振动传递可能导致设备性能下降、工作不稳定甚至损坏。
通过在关键部件周围安装隔振器,可以有效地隔离外界振动,提供稳定的工作环境,确保通信设备的正常运行。
隔振器在电子通信设备中的应用涉及多个方面,例如:1. 机架隔振:通信设备通常需要安装在机架中,而机架又处于一个可能存在振动的环境中,比如机房。
为了减少机架的振动传递对设备的影响,可以在机架和设备之间加装隔振垫或隔振脚,利用弹性材料来吸收振动能量,减少振动传递。
2. 硬盘隔振:硬盘是电子通信设备中重要的存储媒介,它的工作稳定性对整个设备的性能有着重要影响。
然而,硬盘很容易受到振动的影响,导致读写错误或性能下降。
通过在硬盘周围安装硬盘隔振器,可以减少外界振动对硬盘的干扰,提供更稳定的读写环境,保证设备的正常运行。
3. 音频隔振:在某些电子通信设备中,音频输出是重要的功能之一。
然而,外界的振动可能会导致音频信号的失真或噪音。
通过在音频输出部分加装隔振装置,可以减少振动对音频信号的影响,提供更清晰、稳定的音频输出。
4. 屏幕隔振:电子通信设备中的显示屏通常需要稳定的工作环境,以显示清晰、稳定的图像。
隔振器的基本技术要求
隔振器的基本技术要求
需确定的隔振基本参数有:隔振体系的质量和质量惯性矩、隔振器的刚度和阻尼比、隔振体系的隔振效率和被隔振体的容许振动线位移等。
具体可按下列步骤进行。
(1)根据实际工程需要,确定振动力传递率,由力传递率确定隔振效率。
(2)确定隔振体系的固有频率。
(3)根据实际结构情况,确定隔振体系的总质量。
(4)计算隔振体系的总刚度。
(5)计算隔振器数量。
(6)核算隔振器的总承载能力。
(7)根据隔振器的布置情况,计算隔振体系上要求振动控制点的大振动线位移。
(8)调整隔振体系总质量、总刚度等,满足隔振效率和控制点的大线位移。
电 子 设 备 的 防 振 设 计
3电子设备的防振设计于书吉序随着现代工业、交通运输业、建筑业以及航空、航天、海洋工程等国防科技工业的飞速发展,促进了能源、材料、电子技术、空间技术的不断拓新,在机械化、自动化控制技术方面不断得以提高。
在科技发展的过程中,大量的电子设备得以开发应用,与此同时,随之而来的问题就是对各类电子设备安全运行和准确可靠提出了更新更高的要求。
不良的使用环境,将对精密的电子产品产生一定的影响,其中环境振动问题就已经引起工程技术人员的高度重视,可以说这是科技发展的必然。
振动无处不在,人类就生活在振动的世界里,也就是说振动是客观存在的自然现象,从物理学的角度看,凡是运动的物体就有振动现象发生。
例如汽车、火车、飞机、轮船等,甚至人体内的心脏跳动、肺部呼吸都是一种振动。
在某些情况下,由于振动在机械力学、流体力学、电子学、声学、生物工程等诸多领域中都占有很重要的位置,其中包含有用的振动被利用,有害的振动被控制。
特别是当振动危及到人的生活质量;危及人的工作环境;危及到某些电子设备、机械设备的正常使用时,如何能对这类环境振动予以有效控制,将是人们关注的重点。
绝大多数的电子设备并不产生明显振动,也不会对环境带来危害。
但是由于电子设备的使用范围非常广泛,使用的领域也非常广泛,所以必然会出现在较高的环境振动条件下安装使用一些先进的、高精度、高准确度的电子设备。
由此而来的是人们如何能有效的控制那些振动,从而确保电子设备的有效使用,就显得十分重要了。
从这个角度出发,本讲将从机电设备运转时产生的振动,以及如何有效控制,作一简要介绍,供大家参考并指正。
1.振动的基本概念简述运转着的机电设备,无论是以旋转方式运动,还是以往复的方式运动,由于运转中的机械零件或部件之间存在着力的传递,这些零件或部件在力的作用下产生撞击、摩擦形成交变应力或磁性应力而产生了振动。
一般来讲,振动都是在某种外力的作用下而产生,其本身也是一种能量。
振动能量的一部分是振动体直接向空间辐射而形成空气噪音;另一部分则是通过承载振动体的基础及其结构进行传递而形成结构振动。
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§3.电子设备隔振缓冲系统设计与隔振器当刚性连接的机箱、机柜、显控台无法满足环境试验要求时,可安装隔振系统帮助设备过关。
但在大多数情况下,是为了通过隔振系统降低设备受到的振动冲击激励量值,为设备提供较好的力学环境,从而提高设备的安全性、可靠性和使用寿命。
当无军品级商品时,在保证设备正常工作的前提下,可采用低一级(如用工业级代替军品级)元器件来降低设备成本。
提高设备结构设计水平和提高设备抗振抗冲击能力是首位的,必须克服完全寄希望于隔振系统的错误设计思想。
1.振动与冲击隔离系统设计准则振动与冲击隔离系统(以下简称隔振系统)设计,必须遵循以下准则: 1)隔振器的安装方式必须规范化,标准化;2)隔振系统设计模块化、系列化;3)隔离系统的实际传递率必须小于许用传递率,也就是说,隔振系统传递给设备的激励力必须小于设备的许用值;4)隔振系统必须进行稳定性校验。
在激励频率范围内,不得出现有害的耦联振动、共振和非线性自激振荡;5)隔振系统必须兼有隔振与缓冲功能;6)所选用的隔振器的抗振、抗冲击特性和环境适应性必须优于被保护设备。
在弹性元件失灵后,必须有防护装置。
在任何条件下,设备不得处于无支承状态。
2.隔离系统设计必备的原始资料在进行隔离系统设计之前,必须对被保护设备、拟选用的隔振器,以及相应的力学环境严 酷度等进行摸底,以求获得最佳设计。
1) 被保护设备的资料a. 设备总质量及质心在三维空间位置; b . 设备绕各坐标轴的转动惯量;c . 设备在各坐标轴向的一阶固有频率,或危险频率;d . 各隔振器的实际承载量及安装位置;e . 设备与周围设备及舱壁间允许变形空间; f. 设备允许的振动、冲击加速度,或允许的传递率 g . 设备试验和工作环境严酷度等级。
2) 隔振器资料a . 总外形尺寸、安装孔尺寸;b . 与设备联接方式及螺钉(螺孔)尺寸; c. 刚度或公称载荷下的固有频率; d. 承载方向和承载范围; e. 动态特性(sh ab v ηηη和,)f. 校平特性g. 推荐的典型布置方案; h. 环境适应性及使用场所; i. 极限变形量限值; j. 蠕变量值; k. 使用年限; l. 型号及生产厂商;m. 诸如可维性、不适合应用场合以及需特殊说明的其它资料。
3.1 电子设备振动隔离系统隔振是采用弹性、阻尼器件将电子设备与基础隔离的技术措施。
降低基础振动传给设备的振动量值称为被动隔振或消极隔振;降低设备振动传给基础或基础附近其它设备的振动量值,称为主动隔振或积极隔振。
采用隔振器、阻尼器、阻尼材料等无源元件进行振动隔离的技术措施,称为无源振动控制;采用附加能源输入,并引进伺服控制系统进行振动控制的技术称为有源振动控制。
无源振动控制有二个基本研究方向:加固设计和振动冲击隔离。
加固设计是在振动理论分析与振动实验分析基础上,筛选出抗振抗冲击特性较好的结 构件和元器件,使电子设备在不加装任何隔振缓冲器的情况下,就能在各种严酷的机械环境 条件下安全、可靠地工作,这是加固设计追求的目标。
由于受技术条件或经济成本方面的限制,有时很难实现上述加固设计的要求。
采用隔振 缓冲技术,减少或避免外界激励对电子设备的有害影响,这便是振动冲击隔离技术。
振动冲击隔离技术是在环境条件严酷等级(激励值)和电子设备允许响应值(即脆值)已知的前提之下,通过对电子设备附加隔振缓冲器来进行保护的技术措施。
其基本设计思想是 通过隔振器传递给设备的激励值(即设备的响应值)始终小于设备的许用值。
换句话说,即使 隔振器的传递率小于设备的许用传递率,若定义设备的许用传递率为[][]pA A ==环境条件界限设备许可响应值η (3.1)那么,当隔振器的实际传递率为实η时,则应有 []A A p ≤⋅实η或 η实﹤[]η式中 P A ——广义激励的峰值,它可以表示位移、速度、加速度和力; []A ——广义的许用响应值,它可以表示位移、速度、加速度和力。
但传递率应为同一物理参数的峰值比。
对电子设备的结构薄弱环节进行加固设计,而整机则采用隔振缓冲系统加以保护,是目 前工程应用中较为普遍而又经济可靠的设计方法。
3.1.1 单自由度隔振系统 1 隔振概念现以图3.1所示的单自由度隔振系统为例,说明隔振技术的基本概念。
图示系统中, 刚性质量块代表电子设备,它通过弹簧k 和阻尼c 组成的隔振器与基础相联。
当设备只能在 垂向运动时,系统是一维振动(即单自由度振动)。
隔振器的性能可通过对图施加基础正弦激励和对图中的质量m 施加正弦力激励的稳态正弦响应特性来评价。
评价指标是传递率。
绝对传递率传递率是隔振器传递的力或运动衰减能力的评价指标。
当振源是基础振动(运动激振)时,绝对传递率是绝对坐标系中电子设备的响应振幅与基础振幅之比。
当振源是设备内部的振荡力(力激励)时,绝对传递率是传到基础上的力幅与激励力幅之比。
相对传递率相对传递率是隔振器的相对变形幅值与基础激励幅值之比。
相对变形量是隔振器容许位移空间的变量。
该特性对于消极隔振较为重要。
运动响应运动响应有时又称为动力放大因子,它是设备响应的位移振幅与当量静变形(激励力幅除以隔振器静刚度(KF/)之比。
当设备受到激励力作用时,隔振器必须具有使设备自由运动的位移空间。
(a) (b)图3.1 隔振器系统示意图(a)在基础上施加的运动为z,传到设备上的运动为x时的隔振;(b)在设备上施加力F,传到基础上的力为FT时的隔振2 隔振器的弹性阻尼特性和传递率隔振器的基本特征是它具有弹性承载和能量耗散能力。
在某些类型的隔振器中,承载和能量耗散功能由同一个元件来实现,例如天然或合成橡胶,在其它类型的隔振器中,弹性承载元件可能缺少足够的能量耗散功能,例如金属弹簧;所以要另外提供单独的截然不同的能量耗散元件(阻尼器)。
为了分析方便,假设弹簧和阻尼器是分开的元件,一般假设弹簧是线性,没有质量的;承载能力的非线性和质量对隔振的影响本章不讨论。
表3.1给出了各类阻尼器和理想弹簧组成的隔振器的理想模型。
a) 刚性连接粘性阻尼器一个粘性阻尼器c 被刚性连接在设备和它的基础之间,如表3.1(a)所示。
这种阻尼器具有这样的特性,即传递到设备的阻尼力cF与阻尼器中相对速度δ 成正比,即δcFC=。
这种阻尼器有时也称为线性阻尼器。
b) 刚性连接Coulomb阻尼器表3.1(b)给出了一个具有刚性连接的Coulomb阻尼器的隔振系统,阻尼器加在系统质量上的力fF是常数,和阻尼器的位置与速度无关,但是它的方向总是和阻尼器中的相对速度相反。
c) 弹性连接的粘性阻尼器弹性连接的粘性阻尼器如表3.1(c)所示。
粘性阻尼器c和刚度为k1的弹簧串联;承载弹簧(刚度为k)和阻尼器弹簧之间有关系kkn/1=。
这类阻尼系统有时也称为粘性松弛系统。
d) 弹性连接Coulomb阻尼器弹性连接的Coulomb阻尼器如表3.1(d)所示,摩擦元件只能传递在阻尼器弹簧k1中出现的力。
当阻尼器滑动时,摩擦力Ff和阻尼器的速度无关,但总m设备隔振器基础隔振器基础设备m向着和速度相反的方向。
表3.1中所列各类隔振器的传递率如表3.2所示。
表中绝对传递率A η是绝对坐标系下响应幅值与激励幅值之比。
相对传递率R η是激励与响应的相对变形量与激励幅值之比。
运动响应M η为响应的幅值与当量静变形F /K 之比。
表3.1 理想化的隔振器的类型激 振响 应频率参数阻尼参数注:1)实质上,这两种激振是相同的,把它们用两种数学形式来表示是为了定义库仑阻尼的阻尼参数时方便一些2)在隔振问题中,我们只对响应的大小感兴趣。
所以,相位角通常略去不写,余同。
3) 表3.1和表3.2中,阻尼比用ξ表示(表示即/c D c c ξ==)。
000sin sin X A t F F tωω==002000sin sin sin X A t X A tF F tωωωω=== 或000sin sin X A t F F tωω==002000sin sin sin X A t X A t F F tωωωω=== 或()()()()000sin sin sin T Tx A t t x x F F t ωθδδωθδωθ=+=+=-=+其中()00c ω==()00fFω==()()000c c ωω====∞()()000c c ωω====∞/c cc c c ξ==fF ξπδω=/c cc c c ξ==()10f fF k F ξξξπδω=≥=表3.2 表3.1中定义的隔振系统的传递率和运动响应(当公式绘有曲线时,在公式下面给出了曲线所在的图号,关于名词的定义可参看表3.1)1)仅当激振是由位移振幅定义时,这些方程才适用;2)这些曲线仅对最阻佳尼适用;3)这些曲线仅当n=3时适用;4)仅当激振用位移振幅定义时,这个方程才适用。
3.1.2标准传递率曲线图3.12 IEC 标准传递率曲线 图3.13 GB 标准传递率曲线曲线A :适用于仅考虑单自由试时,其共振频率不超过10Hz; 曲线B :适用于仅考虑单自度时,其共振频率在10~20H Z 之间;曲线C :适用于仅考虑单自度时,其共振频率在20~50H Z 之间,具有低回跳特性的有载隔振器。
A ,B ,C 曲线的斜率为一12dB /oct 。
1986年底,电工电子产品环境标准化委员会对国家标准GB2424.7进行修订时,增加了 一条反映我国80年代研制的新型隔振器特点的传递率曲线——D 曲线。
D 曲线的斜率规定 为一8dB /oct 。
它适用于仅考虑单自由度时,系统的固有频率小于5Hk ,最大共振传递率max )(A η≤1.5的高性能隔振器(见图3.13)。
综合以上特征)()()(实f A f f A pP ⋅=η,用于电子设备的各类隔振器的隔振传递率应在A ,B ,C ,D 曲线中的任一条曲线范围之内。
对于传递率超出C 曲线范围的隔振器,其传递率用Q(其它)表示,在隔振系统设计中,应避免使用。
电子设备实际使用时带隔振器,而在进行环境试验时,因无现成的合适夹具,否则要另 行设计专用试验夹具;或因振动台承载能力限制,无法使用带安装隔振器的夹具一起进行试 验等客观原因,希望将电子设备直接安装在振动台进行环境试验。
从纯理论上讲,根据电子设备等效损伤(等效响应)理论,可将标准传递率曲线)(f η作为加权因子,对环境试验的严酷等级)(f A 进行修正。
但目前没有相关标准规范加以规定,故任何修正是没有法律依据的。
显而易见,以上等效理论只有在确认该系统为绝对解耦的一维振动情况下才可使用。
3.2 多自由度隔振系统设计前面讨论的单自由度系统仅适用于说明隔振的基本原理,但是对于许多实际问题则是过于简化了。
弹性支承的质量发生单向位移的条件与许多实际应用的要求是不符的。