電子設備振動沖擊環境適應性設計

第1章 電子設備環境適應性設計概論 1
1.1 引言 1
1.2 電子設備環境適應性設計的研究內容 2
1.3 電子設備環境平臺研究 3
1.3.1 電子設備環境平臺的含義 3
1.3.2 電子設備環境平臺的組成 3
1.3.3 電子設備環境平臺研究的主要內容 4
1.3.4 電子設備環境平臺設計的內容與步驟 9
1.4 電子設備環境適應性平臺研究 10
1.4.1 電子設備環境適應性（脆值）平臺的組成 10
1.4.2 建立電子設備環境適應性平臺的方法 11
1.4.3 提高電子設備環境適應性平臺可靠性的技術措施 12
1.5 電子設備環境控制技術 13
1.5.1 無源環境控制技術 14
1.5.2 有源環境控制技術 14
1.6 電子設備環境適應性設計準則 15
1.6.1 結構總體設計 15
1.6.2 模塊化設計 22
1.6.3 優化設計 23
第2章 電子設備振動沖擊理論基礎 26
2.1 振動的種類及特性 26
2.1.1 振動的種類 26
2.1.2 周期振動和準周期振動 27
2.1.3 非周期振動 29
2.1.4 平穩隨機振動 30
2.1.5 非平穩隨機振動 36
2.2 單自由度線性系統的振動 37
2.2.1 離散振動系統的力學模型 38
2.2.2 單自由度線性系統的自由振動 38
2.2.3 單自由度線性系統的強迫振動 41
2.2.4 單自由度線性系統對非諧和周期激勵的響應 49
2.2.5 單自由度線性系統對非周期激勵的響應 49
2.3 多自由度線性系統的振動 53
2.3.1 有阻尼二自由度線性系統受基礎位移激勵的振動 53
2.3.2 無阻尼二自由度線性系統的隔振設計 54
2.3.3 有阻尼動力消振器 56
2.4 連續彈性體系統的振動 59
2.4.1 桿的縱向振動 59
2.4.2 軸的扭轉振動 63
2.4.3 梁的橫向振動 63
2.5 非線性系統的振動 68
2.5.1 非線性系統的分類 68
2.5.2 非線性系統振動的物理特性 68
2.5.3 研究非線性系統振動的常用方法 71
2.5.4 標準沖擊脈沖發生器 72
2.5.5 非線性系統的應用和剛度擬合技術 93
第3章 電子設備環境適應性平臺 97
3.1 概述 97
3.2 電子設備環境適應性平臺的環境因素 100
3.2.1 正弦振動 100
3.2.2 隨機振動 101
3.2.3 炮擊振動 104
3.2.4 地震 107
3.2.5 聲振 109
3.2.6 沖擊 110
3.2.7 顛振與碰撞 119
3.2.8 傾斜和搖擺 120
3.2.9 風載荷 121
3.2.10 加速度 122
3.3 電子設備環境適應性平臺舉例 123
3.3.1 道路車輛平臺 124
3.3.2 軌道車輛平臺 132
3.3.3 機載平臺 144
3.3.4 星載平臺 151
3.3.5 艦船平臺 153
3.4 電子設備動力學環境適應性設計準則 154
第4章 電子設備振動沖擊環境適應性設計技術 156
4.1 概述 156
4.2 電子元器件的環境適應性設計 156
4.2.1 電子元器件的類別 156
4.2.2 電子元器件質量等級 158
4.2.3 電子元器件的篩選等級 161
4.2.4 電子元器件的環境適應性設計要求 161
4.2.5 電子元器件的二次篩選 167
4.2.6 模塊、組件的HALT-HASS 170
4.2.7 抗振動、抗沖擊指標的確定 174
4.3 電子設備的強度設計 174
4.3.1 構件的強度設計 174
4.3.2 緊固件的選用與安裝 178
4.3.3 電子元器件安裝的註意事項 181
4.3.4 典型電子元器件的安裝 183
4.3.5 印制電路板的安裝 185
4.4 電子設備的剛度設計 186
4.4.1 概述 186
4.4.2 層次結構和二倍頻規則 187
4.4.3 提高層次結構剛度的技術措施 188
4.4.4 懸臂結構的剛度設計 190
4.5 結構振動分析中的等效技術 193
4.5.1 等效質量、等效剛度和等效阻尼 193
4.5.2 彈性構件的等效技術 195
4.5.3 均布質量彈簧的等效集中質量 195
4.5.4 常見的無阻尼單自由度系統固有頻率的計算公式 197
4.6 電子組裝件振動環境適應性設計 198
4.6.1 概述 198
4.6.2 基板的動態特性及其影響 202
4.6.3 熱應力 208
4.6.4 連接導線的應力分析 209
4.6.5 焊點的應力分析 215
第5章 電子設備隔振系統及隔振器 219
5.1 概述 219
5.1.1 隔振系統設計準則 219
5.1.2 隔振系統設計必備的原始資料 220
5.1.3 標準傳遞率曲線 220
5.1.4 隔振系統模塊化設計基本要求 221
5.1.5 模塊化隔振系統對隔振器的要求 223
5.1.6 隔振器的質量保證規範 225
5.1.7 隔振器的彈性特性設計 228
5.1.8 隔振器的阻尼特性 231
5.2 電子設備隔振系統 233
5.2.1 單自由度隔振系統 234
5.2.2 多自由度隔振系統 239
5.3 橡膠隔振器 249
5.3.1 膠料的力學特性 249
5.3.2 膠料性能的影響因素 250
5.3.3 橡膠隔振器設計 250
5.4 金屬隔振器 252
5.4.1 鋼絲繩隔振器 254
5.4.2 金屬絲網隔振器 255
5.4.3 金屬網阻尼隔振器 255
5.4.4 模塊化抗沖擊型無峰隔振器 256
5.4.5 殲（強）擊機用隔振器 261
5.4.6 嵌入式隔振器 262
5.4.7 背（頂）部隔振器 267
5.4.8 壁掛式隔振器 270
5.4.9 抗傾覆隔振器 272
5.5 金屬橡膠隔振器 272
5.5.1 JQZ型空氣阻尼隔振器 272
5.5.2 GFD型低頻隔振器 273
5.5.3 GF型復合阻尼隔振器 274
5.6 二次隔振系統 275
5.6.1 晶振隔振器 276
5.6.2 二次隔振系統的隨機振動試驗 277
5.7 並櫃結構隔振系統 279
5.7.1 簡單並櫃結構隔振系統 280
5.7.2 具有公共減振平臺的並櫃結構隔振系統 281
5.7.3 應用實例 281
5.8 電子設備強沖擊環境適應性設計 286
5.8.1 強沖擊隔離的基本要求 286
5.8.2 強沖擊的速度安全邊界和加速度安全邊界 288
5.8.3 電子設備強沖擊環境適應性設計理念 289
5.9 振動主動控制技術 291
5.9.1 主動控制系統的分類 291
5.9.2 主動控制系統的組成 292
5.9.3 主動控制系統的建模 293
5.9.4 主動控制的控制器 294
5.9.5 主動控制技術的應用與展望 295
第6章 微轉角隔振緩沖平臺 296
6.1 概述 296
6.2 六連桿式微轉角隔振緩沖平臺 296
6.2.1 幹摩擦阻尼式六連桿平臺 297
6.2.2 油阻尼式六連桿平臺 297
6.3 微轉角限位隔振緩沖平臺 298
6.3.1 微轉角限位器的組成 298
6.3.2 強沖擊方向與微轉角限位器中滑軌的配置 301
6.3.3 現有隔振緩沖系統加微轉角限位器 302
6.3.4 小型電子設備的精密微轉角限位隔振緩沖平臺 303
6.3.5 高質心大型平臺 304
參考文獻 307