基于元器件级电子设备抗振加固设计研究
某型火焰探测器核心元件抗震优化设计
某型火焰探测器核心元件抗震优化设计向光明;蒋鲜明【摘要】为解决火焰探测器在环境应力筛选和装车工作中出现的核心元器件损坏的缺陷,通过结构分析,找出结构中存在的薄弱部位.采用创新性改进,有效解决了存在的问题,提高了产品性能稳定性.提供了一种对电子元器件抗震、减震的思路.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】3页(P126-128)【关键词】火焰探测器;抗震;结构优化【作者】向光明;蒋鲜明【作者单位】重庆华渝电气集团有限公司,重庆400021;重庆华渝电气集团有限公司,重庆400021【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言某型火焰探测器的主要功能是用于检测特种车辆内部受到攻击时和发动机异常产生的火焰信号，适用于特种车辆内部的灭火抑爆系统。
其主要作用是检测出有效的火焰信号并输出给灭火抑爆控制器，使其控制灭火瓶进行灭火或者抑爆，防止在车辆内部产生爆炸，保护乘员的生命安全。
检测火焰信号时使用红外管和紫外管同时检测火焰中的不同波长信号，对信号进行对比分析，使输出的火焰信号稳定可靠，不受外界其它信号的干扰。
但产品在实际装车使用和按《GJB 1032-90电子产品环境应力筛选方法》[1]第5.2条进行环境应力振动筛选时，出现红外管三个管脚从根部断裂和紫外管玻璃碎裂现象，严重影响产品质量。
本次优化设计要解决红外管管脚断裂和紫外管玻璃碎裂问题，保证火焰探测器在各个环境条件下正常工作，确保产品质量稳定可靠。
1 原结构分析1.1 原探测器结构火焰探测器整体装配后的结构简图如图1所示。
装配后的整体结构组成要保证火焰探测器满足文献[1]、[2]等相关标准和规范的要求。
文献[2]中的随机振动要求是进行部件环境应力筛选时使用的，可以尽早发现产品结构中存在的质量缺陷。
在这个环节原来的探测器结构组成最容易出现器件损坏的现象。
图1 探测器结构1.壳体 2.紫外板 3.撑杆 4.红外板 5.固定盘 6.红外管 7.紫外管 8.压圈在文献[1]中对光学探测器结构相关的具体要求如下：1）第3.4.1条：光学探测器的安装一般按空间中心位置分轴延伸，各探测器的探测中心一般应汇聚在车内中央部位，单个光学探测器的探测视场不小于90°，光学探测器的安装位置应使被保护的整个空间受到最佳监视。
电气设备减震体系抗震设计方法的研究
（Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００５５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｃｅｐｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅ－ ｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ；ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ； ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ
通常，电气设备减震 结 构 应 选 择Ｉ、ＩＩ类 场 地， 且宜选择对抗震 有 利 的 地 段，避 开 不 利 地 段；当 无 法 避 开 时 ，应 采 取 有 效 措 施 进 行 处 理 ． ２．１．２ 设 防 目 标 ［１］
１）当 遭 遇 到 多 遇 和 基 本 设 防 烈 度 地 震 影 响 时 ，不 受 损 坏 ，仍 可 继 续 使 用 ．
２ 电 气 设 备 减 震 结 构 的 初 步 设 计 和 抗震计算
电子封装中的抗震设计方法研究
电子封装中的抗震设计方法研究哎呀，说到电子封装中的抗震设计方法，这可真是个有趣又复杂的话题。
先给您讲讲我之前遇到的一件事儿吧。
有一次，我去一家电子厂参观，正好赶上他们在测试一批新的电子封装产品的抗震性能。
那场面，可真是紧张又刺激！只见那些封装好的电路板被放在一个模拟震动的平台上，然后机器开始疯狂地抖动起来。
我在旁边看着，心里直打鼓，想着这些小家伙能不能经受住这般折腾。
咱回到正题哈，电子封装中的抗震设计为啥这么重要呢？您想想，现在的电子产品，小到手机，大到电脑服务器，哪一个不是到处跑、到处用。
要是抗震性能不行，稍微有点震动，里面的芯片、线路啥的就出问题了，那这产品不就废了嘛。
在抗震设计里，材料的选择那可是关键中的关键。
就好比盖房子，你得选结实的砖头和水泥吧。
对于电子封装，就得选那些既有一定弹性，又能承受压力的材料。
比如说，有些特殊的塑料或者橡胶，它们既能缓冲震动带来的冲击，又不会太软影响封装的稳定性。
结构设计也是重中之重。
就像搭积木一样，怎么搭得稳固不容易倒，这里面可有讲究。
比如说，采用多层结构，让各个部分相互支撑，就像人互相拉着手一样，增加整体的稳定性。
还有啊，合理安排芯片和线路的布局，避免出现重心不稳的情况。
还有一点不能忽视，那就是连接方式。
就好比把两块木板钉在一起，钉子钉得好不好直接影响连接的牢固程度。
在电子封装中，芯片和基板之间的连接、各个组件之间的连接，都得精心设计。
采用先进的焊接技术或者胶水，确保在震动的时候不会断开。
另外，测试环节也绝对不能马虎。
这就好比考试，得检验一下学得好不好。
通过各种模拟震动的设备，模拟不同强度和频率的震动，看看封装后的产品能不能扛得住。
而且还得不断改进，就像学生查缺补漏一样，哪不行改哪。
再回过头来说说我在电子厂看到的那次测试。
最后测试结束，有一些产品表现不错，稳稳当当的；但也有一些就不行了，芯片都移位了。
这让我更加深刻地认识到，抗震设计真不是闹着玩的，一个小细节没做好，可能整个产品就完蛋了。
电气设备的抗震设计技术研究
电气设备的抗震设计技术研究在当今社会，电气设备在各个领域都发挥着至关重要的作用，从工业生产到日常生活，从能源供应到通信联络，无一能离开电气设备的稳定运行。
然而，自然灾害尤其是地震，对电气设备的安全构成了严重威胁。
为了保障电气设备在地震发生时能够正常工作，减少因设备损坏造成的经济损失和社会影响，电气设备的抗震设计技术成为了一个至关重要的研究领域。
地震对电气设备的影响是多方面的。
首先，地震产生的强烈地面运动可能导致设备发生位移、倾斜甚至倾倒。
其次，地震波的冲击会引起设备内部零部件的松动、损坏，影响其正常功能。
此外，电气设备所连接的线缆和管道也可能在地震中受到破坏，从而引发短路、断路等故障。
为了应对这些问题，电气设备的抗震设计需要从多个方面入手。
首先是结构设计方面。
在设计电气设备的外壳和支撑结构时，要充分考虑其强度和刚度，以承受地震产生的各种作用力。
合理的结构形式和材料选择能够有效地提高设备的抗震性能。
例如，采用高强度的钢材或铝合金材料，以及优化结构的几何形状，如增加加强筋、减小跨度等，都有助于增强设备的稳定性。
在零部件设计方面，要注重其连接方式和固定方法。
螺栓连接、焊接等连接方式要确保足够的强度和可靠性，防止在地震中出现松动或脱落。
同时，对于精密的零部件，如电子元件、传感器等，需要采取特殊的减震和防护措施，以减少地震对其的冲击和损害。
设备的安装方式也对其抗震性能有着重要影响。
在安装电气设备时，要确保其与基础牢固连接，采用合适的地脚螺栓和减震垫等装置。
对于大型电气设备，还需要进行基础的抗震设计，如增加基础的深度和宽度，提高基础的承载能力和稳定性。
除了硬件方面的设计，软件控制也是电气设备抗震设计的重要组成部分。
通过智能监测和控制系统，可以实时监测设备的运行状态和地震情况，在地震发生时及时采取相应的保护措施，如紧急停机、切换备用电源等，以减少设备损坏和保障系统的安全运行。
在进行电气设备抗震设计时，还需要遵循相关的标准和规范。
什么是电子元件的抗震抗振能力如何选择适当的抗震抗振能力
什么是电子元件的抗震抗振能力如何选择适当的抗震抗振能力电子元件在应用过程中常常会受到震动和振动的影响，因此抗震抗振能力是电子元件设计中的一个重要考虑因素。
本文将从什么是电子元件的抗震抗振能力以及如何选择适当的抗震抗振能力两个方面进行探讨。
一、什么是电子元件的抗震抗振能力电子元件的抗震抗振能力是指电子元件在地震、机械振动等外界震动或振动条件下，维持正常工作状态的能力。
在现代社会中，电子设备广泛应用于各行各业，而这些设备往往处于不稳定的环境中，如交通工具、工业设备等。
因此，电子元件的抗震抗振能力变得尤为重要。
抗震抗振能力的考量主要包括自振频率与外界频率的匹配程度、材料的选择与结构设计等方面。
自振频率是指电子元件在受力作用下呈现出固有的振动频率，通常用于描述系统的稳定性。
如果外界频率与自振频率相近，就有可能引发共振现象，从而对电子元件的正常运行产生不利影响。
在选择抗震抗振能力合适的电子元件时，还需要考虑材料的选择和结构设计。
材料的选择应考虑其物理性质如强度、韧性、刚度等，以及其耐热、耐撞击、耐腐蚀等特性。
结构设计方面则需要考虑元件的布局、固定方式、减振措施等。
二、如何选择适当的抗震抗振能力选择适当的抗震抗振能力需要考虑具体应用场景和电子元件的特性。
以下是一些常用的选择方法：1. 了解应用环境：在选择电子元件之前，首先要了解元件所处的应用环境，包括该环境的振动频率、振幅等特征。
这些信息将有助于确定所需的抗震抗振能力水平。
2. 参考相关标准：根据不同行业的相关标准，可以了解到不同类型电子元件所需的抗震抗振能力要求。
例如，汽车电子元件通常需要满足汽车行驶过程中的振动条件。
3. 考虑可调整性：对于一些特殊需求的电子元件，可调整性是一个重要的选择因素。
例如，一些电子元件可以通过调整结构参数或改变固定方式来适应不同的振动条件。
4. 验证和测试：选择合适的抗震抗振能力之后，可以通过模拟实验或现场测试来验证其性能。
这将有助于验证选择的合理性，同时也可以为后续的使用提供准确的参考。
关于提高小型化精密系统抗震能力的探讨
—181—《装备维修技术》2021年第11期关于提高小型化精密系统抗震能力的探讨陈鹏良（贵州航天控制技术有限公司，贵州 贵阳 550009）摘 要：本文探讨了近年来武器系统科研生产中遇到的精密器件抗震问题，结合动力学能量传递相关知识，给出了抗震设计的相关建议。
关键词： 武器系统；精密器件；抗震近年来，随着国防军工相关的科技技术飞速发展，坦克、飞机、导弹等武器系统使用环境呈现出多元化、极端化的特点，使得武器系统在其全寿命周期内经历的力学环境越来越严酷，环境中经常会有某些频段窄带振动冲击量级骤升的现象。
而另一方面小型化、多功能集成化也是武器系统发展的趋势与要求，这就要求在有限空间里安装更多的精密集成元器件，而这些精密器件往往存在精度高、抗震能力差的特点。
要解决系统力学环境恶劣与精密器件抗震能力差的矛盾，就需要吃透结构力学知识，在结构设计时提升系统的减振能力。
1 减振原理一般而言，减振问题可从两方面考虑：一是，防止振动能量在振源和产品之间的传递；二是，分散或减弱产品结构中抗震能力差的精密器件处的能量。
前者就是将振动源与目标产品的刚性连接改成弹性连接，以隔绝或减弱振动能量的传递，从而实现减振降噪的目的，对于武器系统来说就是根据各分系统产品的力学特性，做好各部件产品的空间分配与安装时隔振设计。
图1 隔振装置示意图如图1 左所示，产品与振源之间是近刚性的连接，若振源由于各种原因存在一个干扰力F=F0sin ωt 时，这个干扰力便会百分之百地传给产品。
如果将产品与振源的连接变成弹性连接，如图1右那样，由于弹性装置的隔振作用，振源存在的干扰力便不再全部传递给产品，只传递一部分或完全被隔绝。
由于振动传递被隔绝了，固体声被降低，因而也就收到了降低噪声的效果。
传振系数是表征隔振效果的物理量，系数T 越小，说明通过隔振元件传递过去的力越小，因而隔振效果越好。
因此，所谓隔振问题就是如何设计适当的装置，取得较小的T 值的问题。
半导体设备防微震措施
半导体设备防微震措施1.引言1.1 概述概述部分：随着社会的发展，半导体设备在各个领域的应用越来越广泛。
半导体设备的稳定性对于保障设备的正常运行至关重要。
然而，由于周围环境的原因，包括交通震动、地震、设备振动等多种因素，半导体设备经常会面临微震的影响。
微震虽然不会造成明显的破坏，但长期积累下来会对设备的性能和寿命产生负面影响。
为了解决这一问题，本文将从概述现有的半导体设备防微震措施入手，重点探讨震动对半导体设备的影响，并提出一些建议的改进措施。
同时，本文还将介绍半导体设备防微震措施的背景，以及本文的结构和目的。
通过对这些内容的详细阐述和分析，旨在为半导体设备制造商、使用者以及相关研究人员提供参考，有效地降低微震对半导体设备的影响，提升设备的稳定性和可靠性。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的组织和安排进行介绍。
通过清晰的结构，读者可以更好地理解文章内容的逻辑关系和发展思路。
下面是对文章结构部分的内容的一个示例：文章结构本文将采用以下结构来探讨半导体设备的防微震措施。
首先，引言部分将给出概述、文章结构和目的，为读者提供全面的背景信息。
接着，正文将包含两个主要部分。
第一部分将介绍半导体设备背景，包括其基本原理和应用领域。
这部分将帮助读者了解半导体设备的重要性和受震动影响的原因。
第二部分将深入探讨震动对半导体设备的影响，包括其可能导致的破坏和失效情况。
我们将分析震动原理和对设备性能的影响，以提供读者对该问题的全面了解。
最后，结论部分将总结现有的防震措施，并提出我们的建议改进措施。
我们将回顾和评估现有的防微震措施，并针对已经存在的不足之处提出改进建议。
这部分将提供实用和有效的措施，以帮助半导体设备在震动环境下更好地运行和保护。
通过以上结构，我们将对半导体设备防微震措施的相关问题进行详细阐述。
我们的目标是提供有用的信息和实践经验，以帮助相关从业人员更好地理解和应对这一问题。
接下来，我们将开始介绍半导体设备的背景，为后续内容做铺垫。
3.电子设备的防振设计(于书吉)
3．1．2．2约束阻尼结构
3．1．2．3 复合阻尼结构
3．1．2．4 其它阻尼
3．1．2．5 阻尼应用效果评价
3．2抗冲击设计的基本方法
a.对舰船 b.对电子设备 c.陆地环境
3．2．1 电子设备的 抗冲击设计
在电子设备防止冲击 的设计中，其主要的方法 就是利用防冲全按模型试验中所采取的减振 降噪方案进行实船应用设计。 实船测试结果达到设计要求（与 未完全采取措施的实船比对）。 改进意见。
• 例3：陆地设施的抗振防冲击 应用设计
• 抗振防冲击的设计要求 • 隔振防冲击带设计 • 隔振防冲击的浮筑结构设计
4．实验要求
a.振动响应试验 b.耐久性试验 c.最后检查共振频率
5.模型试验 采用实船比例为1：4设计舱段，其中 包括主机舱、餐厅、指控室、驾驶室、无 线电室、艇长室、轮机长室。 模型结构应与实船结构保持一致。
对模型进行有无控制措施的比对试验： 强声场激励试验； 振动激励试验； 声、振同时激励试验。
试验结论： 验证理论分析是正确的； 振动控制为主要目标是正确的； 验证预报及计算与试验结果比较 吻合； 减振降噪方案设计可靠； 约束阻尼结构选型正确； 施工工艺可行。
4.减振降噪方案设计 指控室的控制方案： 两隔壁采取间断式约束阻尼结 构； 地板全部涂设约束阻尼层； 舱室表面采取吸、隔声措施； 隔声结构与地板相接处采用弹 性连接。
驾驶室的控制方案： 舱室围壁分档设置约束阻尼结构； 内壁采取吸、隔声结构； 地板表面采取约束阻尼层。 无线电室、艇长室的控制方案： 地板采用约束阻尼层； 天花板隔声、吸声吊顶； 舱内壁做简单的吸、隔声措施。
•
阻尼减振技术按工程应用 可以分为三类：第一类利用阻 尼器件作为机电设备、管路等 系统的隔振和抗冲击装臵；第 二类是利用附加的阻尼材料控 制金属结构的板、梁中的结构 振动。如自由阻尼结构、约束 阻尼结构、复合阻尼结构；第 三类则是利用夹板层、非金属 阻尼材料等组成的结构性材料。
电气设备的抗震设计与评估
电气设备的抗震设计与评估在当今社会，电气设备在各个领域都发挥着至关重要的作用，从工业生产到日常生活，从通信设施到医疗设备，无一能离开电气设备的稳定运行。
然而，在面对地震等自然灾害时，电气设备的安全性和可靠性往往面临巨大的挑战。
因此，电气设备的抗震设计与评估就显得尤为重要。
地震是一种不可预测且破坏力极强的自然灾害，它能在瞬间给建筑物和其中的设备带来巨大的冲击和震动。
对于电气设备而言，这种震动可能导致设备的结构损坏、零部件松动、线路短路甚至设备整体倒塌等严重后果。
这不仅会造成经济上的巨大损失，还可能影响到相关领域的正常运转，甚至危及人们的生命安全。
在电气设备的抗震设计中，首先要考虑的是设备的结构强度。
这包括外壳的材质选择、框架的稳固性以及内部零部件的安装方式等。
例如，外壳应采用具有足够强度和韧性的材料，以承受地震带来的冲击力。
框架的设计要合理，能够有效地分散和吸收震动能量，避免应力集中导致结构破坏。
内部零部件的安装应牢固可靠，采用防震垫圈、螺丝锁固剂等措施，防止在震动中松动脱落。
电气设备中的线路和连接部分也是抗震设计的关键环节。
线路应具备足够的柔韧性，以适应设备在震动中的位移和变形。
连接插头和插座应采用可靠的锁定机制，确保在震动过程中不会出现接触不良或断开的情况。
同时，对于重要的线路和连接，应进行冗余设计，即使部分线路出现故障，也能保证设备的基本功能不受影响。
在进行抗震设计时，还需要充分考虑设备的重心和平衡问题。
重心过高或不平衡的设备在地震中更容易发生倾倒或翻滚。
因此，设计人员要通过合理的布局和配重，使设备的重心尽量降低并保持稳定。
此外，对于一些大型的电气设备，还可以考虑安装减震装置，如减震弹簧、阻尼器等，以减少地震能量的传递，保护设备不受损坏。
除了设计环节，对电气设备进行准确的抗震评估也是确保其在地震中安全可靠运行的重要手段。
抗震评估通常包括对设备结构强度的分析、振动特性的测试以及模拟地震条件下的性能验证等。
电子设备振动分析与抗振设计
电子设备振动分析与抗振设计重庆九洲星熠导航设备有限公司重庆 400037摘要：外部环境的多变以及电子设备辅助设施的不合理，会影响电子设备的使用质量，导致设备自身的电性能明显下降，在运行的过程中特别容易出现共振的问题，甚至出现由于零部件老化失效造成的振动疲劳，导致电子设备疲劳损伤的情况，直接使电子设备运行失效，会对设备运行质量造成更加严重的影响。
为了避免这样的情况发生，要进一步优化电子设备的结构，加强对抗振设计的改善，用科学的办法对设备振动进行分析，规范抗振设计。
对电子设备全面的管理和科学的控制方法有利于提高设备的使用质量。
关键词：电子设备；振动分析；抗振设计一、影响电子设备振动产生的原因1.1外部环境由于外部环境的不确定，影响电子设备运行的因素有两个方面：（1）电子设备的激振，由于设备在运行的过程当中不停地出现颠簸的状态，将力直接作用在电子设备本身而发生的振动就是激振现象。
例如，将设备安置在车辆当中，车辆在行驶过程中不停地颠簸，就是电子设备的振动状态。
所以，受外部不确定性因素的影响，便会出现各种各样的振动现象。
（2）位移激振，与激振刚好相反，位移激振是通过弹簧和阻力之间相互作用，将力直接转移到了电子设备上，会出现干扰电子设备实际运行的行为。
1.2设备内部影响电子设备振动的内部原因和整体的内部设计有着密不可分的关系。
如果设计整体不合理，在运行中就会发生内部零件的弯曲和变形，形成耦合振动，对设备的正常运行造成干扰，使整个运行系统都发生变化。
影响电子设备振动的一个重要因素是连接刚度的设计，如果刚度设计达不到设备运行所需要的标准，就会造成因外部环境的振荡所产生的连接问题，严重影响到了电子设备运行的稳定性，环境因素如果也达不到设备运行的要求，就会出现由于电子设备运行颠簸剧烈而造成的设备运行中断，造成电子设备内部系统紊乱，无法继续进行工作。
除此之外，电子设备内部所用的零部件，例如，螺丝规格、数量等，也是影响电子设备振动的原因。
加固计算机振动仿真及其电路板抗振设计
加固计算机振动仿真及其电路板抗振设计
黄义科;周代强;黄平刚
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】文中针对某型加固计算机在振动试验中出现硬盘无法读取的问题,通过有限元软件对其进行模态、谐响应分析后,结合实测数据,将故障原因定位为主板刚度不足引发共振进而导致硬盘无法读取。
结构整改后,主板不再发生共振,样机试验过程中故障不再出现,测试点的加速度明显减小。
进一步探讨加固计算机电路板抗振设计方法。
通过厚度、紧固螺钉间距近似计算电路板固有频率,得到了几组可广泛适用于加固计算机电路板厚度、紧固螺钉间距的设计值。
【总页数】5页(P25-29)
【作者】黄义科;周代强;黄平刚
【作者单位】成都三零嘉微电子有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O32
【相关文献】
1.深井抗振仪器减振腔的减振仿真设计
2.机载加固显示器抗振设计与振动试验研究
3.加固液晶显示器振动分析及抗振设计
4.大面积TFT液晶显示屏的振动应力分析及其抗振加固
5.红石水电站厂房的机组诱发振动及抗振加固研究
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抗震防震设计
机械振动的危害和抗振防振设计的原理1机械振动的危害和抗振防振设计的原理1.1机械振动对电子仪器造成的危害（1）容易使电子元器件的结构部件因机械疲劳而损坏；（2）使电器的开关或触头产生抖动，易产生误动作，引起测量误差大或测量失败；（3）引起可调，可动部分产生机械位移或使紧固部分松动，从而破坏其正常工作。
1.2抗振防振设计的基本原理为了使设备在外激振动下不受或少受影响，就要对设备采取抗振防振设计。
一般采取使系统的粘性阻尼比>1，即式（5）中f>fc，就能得到良好效果。
2电子类教学仪器的抗振防振设计措施振动的产生与仪器设备的基本结构，制造质量及配合精度密切相关，电气驱动元件自身的振动往往是造成整机振动的重要根源。
防止机械振动的对策根本是要消除振动源，最大限度地降低电子元器件的自身振动，因此在设备的设计制造中应尽量选取低振动，低噪声的电气驱动元件。
此外还要注意以下方面：2.1抗振防振设备材料选择（1）橡胶弹性材料。
橡胶是一种高分子物质，具有很好的弹性，它的弹性是由于受力后体积发生形变的结果。
由于容易成型，加工方便，具有较大阻尼而被较多使用。
（2）金属弹性材料。
金属弹性材料主要以构成金属弹簧为主的抗振设备具有力学性能稳定，可以有较大变形量而减振抗振效果好。
主要用于仪器设备重量相对较重，外界机械振动较强的环境中使用的电气设备。
（3）乳胶海棉。
乳胶海棉刚度较低，阻尼大，富有弹性，应用乳胶海棉装置的抗振系统的自振频率一般在5Hz以下。
由于它承载能力较小，容易老化，适于小型仪器的抗振防振。
（4）软木。
采用软木的抗振系统的共振频率一般在20Hz以上。
2.2采取适当的防振设计（1）在设计仪器的机箱部分时要针对不同仪器所工作的环境而选用合适的材料以便能抗振，保护机箱内元器件安全。
在机械振动较大的工作环境中机箱材料要选用钢质等刚性材料。
从材料力学知道，构件的材料一定时，则抗扭刚度取决于构件的截面形状和尺寸，所以对机箱材料板材要选择合理的截面形状和尺寸，增加机箱壁缘也可有效提高刚度，因此在满足结构要求，工艺性，重量指标的情况下，选择截面惯性矩较大的截面形状，是提高弯曲刚度的有效措施。
电子设备的抗振设计
1引言电子设备在振动环境下，由于振动的疲劳效应及共振现象，可能出现电性能下降、零部件失效、疲劳损伤甚至破坏的现象。
据统计，在引起机载（弹载）电子设备失效的环境因素中，振动因素约占27%。
所以，对结构进行优化设计，提高设备的抗振动能力，是保证产品性能和可靠性的重要手段。
电子设备受到振源传输来的强迫振动，不同的振源、不同的振动环境，对产品的影响是不相同的。
车载设备及运输中的振动环境是中低频的随机振动，垂直方向的振动占优势，水平方向的振动量值远小于铅垂轴。
在喷气式飞机及导弹上，其振源是发动机和气动扰流，以及着陆、滑行时机体的振动，其振动环境是宽带随机振动，垂直方向与水平方向的激励量值相当。
舰船的主要振源是螺旋桨产生的低频周期振动。
一般来说，为了避免共振现象，电子设备的固有频率应避开振动激励的频率，两者比值应大于2.5，称其为倍频法则。
但在宽带振动环境中，这是做不到的，只能做到降低共振峰值、传递率和相关耦合率。
因此，需要对系统及内部构件的固有频率和模态进行分析，来优化结构设计。
2电子设备的模态分析2.1元器件的固有频率2.1.1小型器件对一般的两脚型悬空安装元件，如图1（a）所示，可简化为简支梁和均布质量。
如图1（b）所示，该系统是一个单自由度自由振动系统，管脚质量不计，采用静变形法计算固有圆频率：其中：E——杨氏模量；I=πd4 /64——惯矩。
2.1.2法兰型器件对大型器件，如变压器、波导等，都采用法兰盘连接。
当l/b<1时，按刚性质点处理；当l/b>2时，按均质悬臂梁简化（见图2）。
当1<l/b<2时，刚度密度比值高的按质点考虑（如铝、钛），刚度密度比值低的（如铜、非金属）按悬臂梁处理。
(a)按图2的模型,梁作横向自由振动的振型函数。
Y(x)=Asinλx+Bcosλx+Cshλx+DchλxA、B、C、D 是取决于边界条件的常数。
对悬臂梁的弯曲振动，其频率方程为：二阶圆频率：（b）悬臂梁绕X轴的扭转自由振动，其自由运动方程为：曲线y1、y2的交点坐标即为ωn的值。
0.18 μm SOI器件技术抗SET设计加固方法
触发 器 常采 用 保 护 电 路 对 其 存 储 节 点 进 行 加 固保
１ 物理机制
在Ｓ Ｏ Ｉ 器 件技 术 中 ， 大部 分 Ｓ Ｅ Ｔ事 件 发 生 在粒 子轰 击 晶体管 衬底 的模 式 下 。对 于 Ｎ ＭＯ Ｓ晶体 管 ， 粒子 在衬 底 区产生 电子一 空穴对 ， 电 子在 外 电场 作 用 下 扩散 到源 区或 者 漏 区 ， 留下多余 的空穴 ， 这 些 空
对Ｓ Ｅ Ｔ效 应 敏感 ， 需 要 重 点考 虑 。在 传统 的加 固保 护中， Ｓ Ｒ Ａ Ｍ 单 元 常采 用纠 错码 方法 进 行加 固保 护 ，
界 值后 引起 寄生 Ｂ Ｊ Ｔ机制 触发 。寄生 Ｂ Ｊ Ｔ触 发 后导 致 管子 源 区与漏 区导 通 （ 尽 管管 子 栅 信 号处 于 关 闭
究方 向： 抗辐照加 固设计， 可 靠 性 设 计 。 Ｅ－ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｔ ｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｑ ｉ ｎ ｇ １ ９ ８ ３＠
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图１ 显 示 的常用 Ｄ 型触 发 器 中 ， 物 理 机 制模 型
重 点在 于 ｎ ２ ３晶体管 上 。在 触 发器 存 储 逻辑 电平 １ 时， ｎ ２ ３晶体 管作 为从 触发 器 的反馈 器件 ， 在存 储 逻
２ ９期
林家庆 ， 等： ０ ． １ ８ ｍ Ｓ Ｏ Ｉ 器件技术抗 Ｓ Ｅ Ｔ设计加 固方 法
８ ７ ６ １
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电子设备的防震设计
电子设备的防震设计电子设备的防振设计序随着现代工业、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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基于元器件级电子设备抗振加固设计研究
文章从电子设备力学可靠性角度出发，以某印制板电路板组件为对象，通过比较两种抗振措施的有效性，展开面向基于元器件级的抗振设计研究。
结果表明，在随机振动条件下，阻尼减振方案更为有效，可有效改善元器件的力学工作环境。
标签：元器件；电子设备；抗振加固；设计
1 引言
为确保电子设备的可靠性，在进行力学环境试验前，一般应用有限元仿真手段对结构进行设计验证。
通过有限元分析验证的电子设备，其结构及PCB在环境试验验证一般均不会出现强度破坏及刚度不够等问题。
振动试验表明当前最易出现问题的是设备中的电子元器件。
如DIP双列直插式封装、BGA球阵列封装、钽电容器件管脚由于疲劳而断裂、焊点脱落等[1]。
综合考虑振动失效模式和产品特点、可靠性和成本等因素，电子设备中往往采用振动被动控制技术。
其应用的振动控制的主要技术有隔振、去谐与去耦、反共振减振、结构刚化设计等[2]。
而随着新型粘弹性（宽温域、宽频段、高阻尼）材料的研制成功，用粘弹性高阻尼材料制成的高阻尼减振器在电子设备上广泛使用[3]。
文章将以某印制板组件为对象提出减振措施，从结构刚化设计和阻尼减振两个方面提出两个抗振加固方案；通过力学实验比较措施的有效性，验证器件级抗振加固的效果，以达到元器件在电子设备中能够得到可靠应用的目的。
2 研究对象介绍
某印制板组件经简化后，由铝合金框架、印制板以及4个螺装器件组成，如图1。
各零件之间连接均为螺钉紧固连接，印制板的外形尺寸为237mm×160mm×2mm。
图1 印制板组件示意图
2.1 方案一（结构刚化设计方案）
结构刚化设计，是通过提高结构刚度，达到提高设备谐振频率和提高机械强度的目的。
方案一通过改变原有铝合金框架样式，将螺装器件从原有的安装在印制电路板上改为安装在铝合金框架上，实现提高结构刚度的目的。
图2 结构刚化设计组件示意图
2.2 方案二（阻尼减振设计方案）
T型阻尼减振器结构简单、使用方便，已广泛应用于多种设备中。
方案二将
螺装器件加装该减振系统后固定在印制板上，详图3。
其中阻尼减振器主体部分选用某系列粘弹性阻尼材料制成。
该材料是一种高分子聚合物，既有弹性固体性质，又表现出粘性流体特性。
由于粘弹性材料兼具二者特性，在力的往复作用下既可以储存能量又可以耗散能量，起到阻尼减振的作用[4]。
3 减振措施有效性研究
3.1 随机振动试验
测点位置的确定及传感器的安装：将各方案中螺装器件顶面中心位置和印制板上表面中心位置定义为测点，并在每个测点安装一个加速度传感器，用于测量该点的加速度响应，如图4所示。
对三种印制板组件方案进行相同条件的随机振动试验，得到频响曲线如图5。
图4 测点安装示意图及实物图
图5 螺装器件测点频响曲线图
图6 PCB中心区域测点频响曲线图
3.2 实验结果分析
通过综合分析频响曲线和响应数据，可以得到以下结论：
表1 试验数据统计
3.2.1 从表1可以看出方案二与原方案组件的谐振频率相同，均在118Hz附近，方案一的的谐振频率在在178Hz附近，这说改变铝合金框架样式对于提高组件谐振频率比较明显。
而方案二采取的阻尼减振结构措施，仅在螺装器件处88Hz有尖峰出现，但响应峰值仍在118Hz处，并未影响整个组件的固有频率。
3.2.2 与原方案相比，方案一器件处均方根加速度降低8%，功率谱密度降低16.4%；PCB中心区域均方根加速度提高了25.4%，功率谱密度峰值降低9.9%。
方案二器件处均方根加速度降低73.5%，功率谱密度降低80.1%；PCB中心区域均方根加速度提高了6.5%，功率谱密度降低41.3%。
4 结束语
综上所述，结构刚性化设计能够提高一阶谐振频率以及响应峰值下降，对于器件处抗振加固能够起到一定作用。
但在宽带随机振动中，其它频段响应却因为结构动态特性变化而升高，因此整体效果并不明显。
而采用阻尼结构抗振加固措施，器件处均方根加速度下降明显，其对功率谱密度峰值也起到了抑制作用，尤其是对高频部分作用非常明显。
因此阻尼减振方案可以作为更为有效的抗振加固措施，提高电子设备中元器件及其组件的抗振性能。
参考文献
[1]叶松林.航天计算机的振动分析与减振技术研究[D].西安电子科技大学.
[2]张天琳.电子设备硬振设计的模态与分析成都电子科技大学硕士论文2007.
[3]李晓颜，等.某电子设备的阻尼减振设计[J].宇航材料工艺，2013年第1期.
[4]于国荣，等.粘弹性耗能材料的动态力学特性研究[J].山西建筑，2008.
作者简介：于方（1979，10-），男，高级工程师，星上电子设备结构设计和可靠性分析。