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摘 要：在精密电子设备外部或内部元器件上安装减振器，可以有效隔离振动、冲击，减少振动对精密电子设备的不利影响。因此，文章结合精密电子设备的减振原理，分析了精密电子设备的减振设计方法，并对精密电子设备的减振设计效果进行了试验探究。
关键词：精密;电子设备;减振
中图分类号：TH131 文献标识码：A
前言：
精密电子设备所受机械力形式多样，其中以振动、冲击引起的故障危害最大，会导致精密电子设备在某一激振频率下出现大振幅共振，最终因振动或冲击加速度产生应力超出设备承受极限强度而破坏。基于此，针对精密电子设备所受机械力形式，对精密电子设备的减振方案进行设计试验进行适当分析非常必要。
一、精密电子设备的减振原理
在精密电子设备上安装减振器主要是通过减振装置，隔离、或者减少精密电子设备与外界机械振动间的传递，进而减少基础振动对精密电子设备不利影响，促使精密电子设备可以正常运行。这一减振方式是一种被动隔振方式，可以保护精密电子设备不受损坏。
二、精密电子设备的减振设计
1、减振器选型
精密电子设备运行时所受振动、强度、冲击类型、频率等性质，确定了减振器隔离作用性质，对于飞机载精密电子设备而言，主要以减振为主要目的，而对于舰用、车用精密电子设备则以缓冲为主要目的。从减振器材质视角进行分析，由于橡胶减振器具有一定温度范围，过热、过冷会发生软化、硬化反应，且遇光照、油易老化，在温度范围超出-30～70℃、或者油类介质、光照环境中不宜选择橡胶减振器;从外形尺寸视角进行分析，减振器安置空间大小由精密电子设备重心位置、外形决定[1]。同时精密电子设备内元器件耐振抗冲击能力大小与精密电子设备允许承受最大振幅、加速度紧密相关，据此可以确定减振器隔振系数。
2、参数条件设计
精密电子设备减振器主要参数包括额定负荷、刚度、阻尼比等。其中在额定负荷设计时，可以综合考虑精密电子设备重量、减振器安装数量、重心位置等因素，选择额定负载大于额定负荷的减振器;而在精密电子设备减振器刚度设计时，从减振视角进行分析，刚度大小主要由隔振效果决定，即通过对固有频率进行计算获得所需隔振效果。随后可以选择小于或者等于计算刚度的减振器;在精密电子设备减振器阻尼比设计时，由于阻尼是控制、减少共振振幅的主要模块，精密电子设备启动、停止均需经过共振区，若减振系统阻尼过小会导致振动增加，因此，对于单一频率的激振环境，可以选择阻尼比较小的隔振区。但对于振源较复杂的激振环境，可以选择阻尼比较大的隔振区。
以航天用光电精密电子设备为例，由于光电系统对环境振动敏感度较高，但低频隔振、缓冲效率无法达到最优。据此，可以选择具有良好三向低频隔振性能、三向抗缓冲性能的橡胶减振器。其主要型号为EA25（或E25），外形尺寸和连接尺寸中L、L1、L2、B、B2、H、H1、M及n-d分别为70mm、54mm、40mm、40mm、40mm、40mm、27mm、M8及2-φ7，重量为0.22kg。Z、X、Y轴额定载荷分别为250N、100N、250N，静变形为1.0±0.4mm（或0.90±0.3mm），Z、X、Y轴动刚度分别为500N/mm、560N/mm、950N/mm，Z、X、Y轴固有频率分别为22.0Hz、23.5Hz、30.5Hz[2]。其中软化刚度特征用钢丝弹簧、三向刚度、钢丝干摩擦阻尼减振比为1/2/1，可以实现优良的三向减振，而高阻尼型硅橡胶材料的应用，也可以达到1500PSI抗张强度、88LBS抗撕裂性。
三、精密电子设备的减振试验
精密电子设备试验主要通过三个阶段开展，首先，通过振动响应试验，获得精密电子设备共振频率，根据测量的共振频率巍峨隔振防冲击设计提供依据;随后在规定的环境下利用随机振动方法开展耐久性试验，从振动级别、持续时间、振动频率三个方面入手，验证减振器安装后的精密电子设备是否与所需工作环境条件相符;最后，对精密电子设备减振耐久性试验后共振频率进行检查。若发现精密电子设备减振设计后共振频率发生异常变化，應立即对减振器运行情况进行检查[3]。
在具体试验开展过程中，可以将精密电子设备用减振装置安装在标准的振动试验台上，以不同振动水平窄带随机信号作为精密电子设备减振装置激励信号（X、Y初始相对于固定支架传递比分别为6.98、1.30）。而经过精密电子设备减振装置输出加速度信号作为响应信号（X、Y向初始响应信号主振向加速度总均方根值分别为95.00g、18.96g），分别利用两个加速度传感器，对激励信号、响应信号进行测量对比，同时进行X、Y轴频率幅度响应分析，最终得出验证性随机振动试验测量结果如表1所示：
由表1可得出，在精密电子设备减振器验证性随机振动试验中，X向试验时精密电子设备上测点I加速度总均方根值从95.00g下降至10.28g，相对于固定支架传递比由6.98下降至0.59，在测量位点范围内出现明显能量衰减，表明精密电子设备减振装置在X向具有良好减振作用。同理，减振装置安装后，Y向试验时精密电子设备上测点I加速度总均方根值、相对于固定支架传递比均明显下降，表明其在Y向具有突出减振作用。
四、总结
综上所述，根据验证性随机振动试验结果可得出，安装减振装置后的精密电子设备振动响应显著下降，从固定支架传递至精密电子设备上的振动响应也显著衰减。表明减振器可以有效隔离从外界传递到精密电子设备上的振动效应，减振效果明显。基于此，在精密电子设备减振设计过程中，相关人员可以根据减振原理，优选减振器进行减振设计，并进行减振试验验证，提高精密电子设备抗振动能力。
参考文献
[1] 宁东红，贾志娟，董明明. 车辆座椅悬架减振系统研究进展[J]. 中国计量大学学报，2018（2）：113-120.
[2] 姬天田，张纪平，王俊元. 某大型精密检测设备主动控制减振器仿真分析[J]. 机械制造与自动化，2019（003）：130-133.
[3] 景羿铭，田静，熊智. 减振装置对惯性导航系统的性能影响分析及测试[J]. 电子测量技术，2018（18）：128-132.
关键词：精密;电子设备;减振
中图分类号：TH131 文献标识码：A
前言：
精密电子设备所受机械力形式多样，其中以振动、冲击引起的故障危害最大，会导致精密电子设备在某一激振频率下出现大振幅共振，最终因振动或冲击加速度产生应力超出设备承受极限强度而破坏。基于此，针对精密电子设备所受机械力形式，对精密电子设备的减振方案进行设计试验进行适当分析非常必要。
一、精密电子设备的减振原理
在精密电子设备上安装减振器主要是通过减振装置，隔离、或者减少精密电子设备与外界机械振动间的传递，进而减少基础振动对精密电子设备不利影响，促使精密电子设备可以正常运行。这一减振方式是一种被动隔振方式，可以保护精密电子设备不受损坏。
二、精密电子设备的减振设计
1、减振器选型
精密电子设备运行时所受振动、强度、冲击类型、频率等性质，确定了减振器隔离作用性质，对于飞机载精密电子设备而言，主要以减振为主要目的，而对于舰用、车用精密电子设备则以缓冲为主要目的。从减振器材质视角进行分析，由于橡胶减振器具有一定温度范围，过热、过冷会发生软化、硬化反应，且遇光照、油易老化，在温度范围超出-30～70℃、或者油类介质、光照环境中不宜选择橡胶减振器;从外形尺寸视角进行分析，减振器安置空间大小由精密电子设备重心位置、外形决定[1]。同时精密电子设备内元器件耐振抗冲击能力大小与精密电子设备允许承受最大振幅、加速度紧密相关，据此可以确定减振器隔振系数。
2、参数条件设计
精密电子设备减振器主要参数包括额定负荷、刚度、阻尼比等。其中在额定负荷设计时，可以综合考虑精密电子设备重量、减振器安装数量、重心位置等因素，选择额定负载大于额定负荷的减振器;而在精密电子设备减振器刚度设计时，从减振视角进行分析，刚度大小主要由隔振效果决定，即通过对固有频率进行计算获得所需隔振效果。随后可以选择小于或者等于计算刚度的减振器;在精密电子设备减振器阻尼比设计时，由于阻尼是控制、减少共振振幅的主要模块，精密电子设备启动、停止均需经过共振区，若减振系统阻尼过小会导致振动增加，因此，对于单一频率的激振环境，可以选择阻尼比较小的隔振区。但对于振源较复杂的激振环境，可以选择阻尼比较大的隔振区。
以航天用光电精密电子设备为例，由于光电系统对环境振动敏感度较高，但低频隔振、缓冲效率无法达到最优。据此，可以选择具有良好三向低频隔振性能、三向抗缓冲性能的橡胶减振器。其主要型号为EA25（或E25），外形尺寸和连接尺寸中L、L1、L2、B、B2、H、H1、M及n-d分别为70mm、54mm、40mm、40mm、40mm、40mm、27mm、M8及2-φ7，重量为0.22kg。Z、X、Y轴额定载荷分别为250N、100N、250N，静变形为1.0±0.4mm（或0.90±0.3mm），Z、X、Y轴动刚度分别为500N/mm、560N/mm、950N/mm，Z、X、Y轴固有频率分别为22.0Hz、23.5Hz、30.5Hz[2]。其中软化刚度特征用钢丝弹簧、三向刚度、钢丝干摩擦阻尼减振比为1/2/1，可以实现优良的三向减振，而高阻尼型硅橡胶材料的应用，也可以达到1500PSI抗张强度、88LBS抗撕裂性。
三、精密电子设备的减振试验
精密电子设备试验主要通过三个阶段开展，首先，通过振动响应试验，获得精密电子设备共振频率，根据测量的共振频率巍峨隔振防冲击设计提供依据;随后在规定的环境下利用随机振动方法开展耐久性试验，从振动级别、持续时间、振动频率三个方面入手，验证减振器安装后的精密电子设备是否与所需工作环境条件相符;最后，对精密电子设备减振耐久性试验后共振频率进行检查。若发现精密电子设备减振设计后共振频率发生异常变化，應立即对减振器运行情况进行检查[3]。
在具体试验开展过程中，可以将精密电子设备用减振装置安装在标准的振动试验台上，以不同振动水平窄带随机信号作为精密电子设备减振装置激励信号（X、Y初始相对于固定支架传递比分别为6.98、1.30）。而经过精密电子设备减振装置输出加速度信号作为响应信号（X、Y向初始响应信号主振向加速度总均方根值分别为95.00g、18.96g），分别利用两个加速度传感器，对激励信号、响应信号进行测量对比，同时进行X、Y轴频率幅度响应分析，最终得出验证性随机振动试验测量结果如表1所示：
由表1可得出，在精密电子设备减振器验证性随机振动试验中，X向试验时精密电子设备上测点I加速度总均方根值从95.00g下降至10.28g，相对于固定支架传递比由6.98下降至0.59，在测量位点范围内出现明显能量衰减，表明精密电子设备减振装置在X向具有良好减振作用。同理，减振装置安装后，Y向试验时精密电子设备上测点I加速度总均方根值、相对于固定支架传递比均明显下降，表明其在Y向具有突出减振作用。
四、总结
综上所述，根据验证性随机振动试验结果可得出，安装减振装置后的精密电子设备振动响应显著下降，从固定支架传递至精密电子设备上的振动响应也显著衰减。表明减振器可以有效隔离从外界传递到精密电子设备上的振动效应，减振效果明显。基于此，在精密电子设备减振设计过程中，相关人员可以根据减振原理，优选减振器进行减振设计，并进行减振试验验证，提高精密电子设备抗振动能力。
参考文献
[1] 宁东红，贾志娟，董明明. 车辆座椅悬架减振系统研究进展[J]. 中国计量大学学报，2018（2）：113-120.
[2] 姬天田，张纪平，王俊元. 某大型精密检测设备主动控制减振器仿真分析[J]. 机械制造与自动化，2019（003）：130-133.
[3] 景羿铭，田静，熊智. 减振装置对惯性导航系统的性能影响分析及测试[J]. 电子测量技术，2018（18）：128-132.