电子产品振动冲击设计
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深度| Pack振动与冲击夹具设计综述振动与冲击试验是我们评价电池系统结构是否满足强度与疲劳寿命要求的重要手段,而振动冲击夹具是试件与振动台之间传递能量的载体,其正确的设计对于测试结果的可靠度具有决定性的作用。
在此笔者查阅了很多关于夹具设计的相关文献,许多文献中描述的测试对象虽然不是电池系统,但测试的方法和测试工装的设计都可以参考借鉴,在此对阅读的相关文献进行整理,希望能够帮到大家。
1、夹具的结构刚度设计目标谈到设计振动与冲击测试工装,首先第一个想到的是希望夹具在试验频率范围内不出现或少出现共振。
一个好的夹具设计应满足以下6个要求:1)在整个试验频率范围内,夹具的频响特性要平坦,夹具的第一阶固有频率应尽量高于最高试验频率以避免发生夹具与产品的振动耦合;2)夹具与产品连接面上的各个点的响应尽量一致,以确保试验时激励输入的均匀性;3)夹具的刚度质量比要足够大,以提高固有频率;4)夹具的阻尼要尽量大,而且夹具垂直于激励方向的运动要小,以免对振动试验构成干扰;5)波形失真度在第一阶固有频率之前不应大于25%,在夹具第一阶固有频率之后,波形失真度不应大于60%;6)夹具的设计是否合格,关键要看夹具的第一阶固有频率。
设计夹具时,按照一般设计规范,振动夹具设计应尽量使夹具的一阶固有频率落在试验频率之外。
又有文献提到,对于大型夹具来说,要使其1阶固有频率高于试验件的1阶固有频率的3-5倍,以避免发生夹具与试验件在试验方向上产生共振耦合。
根据美国MIL-STD-810B标准规定了根据试验件的质量外形尺寸来确定夹具设计频率的相关规范,如下表所示。
2、材料选择与制作为了满足夹具高频特性要求,其刚度往往设计得很大,决定夹具固有频率的因素是E/ρ,在相同的结构条件下该比值越大,说明频率越高,同时也应该选择阻尼大的材料,最常用的是铝、镁及其合金。
夹具制造的主要方法有整体机加工、螺钉连接、铸造、焊接、粘接、环氧树脂成形等。
上述各种制造方法中以整体机加工为佳,其次是铸造,但铸造后应进行热处理或时效处理,以消除预应力,螺接夹具的高频振动性能最差。
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。
冲击与振动的有限元方法设计《冲击与振动的有限元方法设计》在工程领域中,冲击与振动的问题是常见而重要的。
冲击与振动不仅会对结构物造成破坏,还会对设备的正常运行产生严重影响。
为了提前预测和解决这些问题,有限元方法被广泛用于冲击与振动的分析和设计。
有限元方法是一种数值计算方法,通过将复杂的连续介质分割成有限个小单元,然后对每个小单元进行力学分析,最终得到整个结构的应力、应变等物理量的数值解。
对于冲击与振动问题,有限元方法可以提供详细而准确的结构响应信息,为工程师提供了重要的设计依据。
在冲击与振动的有限元方法设计中,首先要确定适当的模型。
模型的选择需要考虑结构的几何形状、材料特性以及预期的振动和冲击载荷。
常见的模型包括软件模型和物理模型。
软件模型通过计算机仿真来模拟结构的振动响应,可以提供更全面和精确的结果。
物理模型则通过实验测试来获取振动研究的结果,适用于小尺寸结构和复杂载荷情况。
其次,需要对模型进行离散化处理。
离散化是将连续介质分割成有限个小单元的过程,这些小单元可以是一维杆、二维板或三维体等。
离散化的过程中,还需要确定每个小单元的节点个数和节点位置,以及节点之间的连结关系。
根据不同的结构和振动特性,可以选择不同的离散化方法,比如刚性体元素、弹性体元素和流固耦合元素等。
然后,需要对每个小单元进行应力和振动分析。
应力分析是通过应力平衡方程和材料本构关系来计算结构的应力分布。
振动分析则是根据结构的动力学方程和边界条件来计算结构的振动响应。
在应力和振动分析中,还需要确定适当的加载条件,比如冲击载荷和振动频率等。
这些加载条件会影响结构的响应特性和破坏机理。
最后,根据分析结果可以进行优化设计。
通过对结构的响应特性进行分析和评估,可以确定结构的振动和冲击响应是否满足设计要求。
如果不满足,可以对结构的几何形状、材料特性和加载条件进行调整,以改善结构的振动和冲击性能。
优化设计的目标是使结构在冲击和振动环境下具有更好的工作性能和更长的使用寿命。
1.引言经过长期对雷击的三种主要形式:直雷击、传导雷和感应雷等深入研究,人们建立了雷电感应和高压反击的理论,弄清了高压雷电波在金属导线上的传输规律。
在此基础上,人们发明了间隙串联熔断器的避雷器、无间隙氧化锌避雷器、瞬态过电压浪涌抑制器(TVS)。
这些技术在电力和其他金属传输线上的综合应用,有效地防止了传导雷击对人和环境的灾害性破坏。
2.(雷击)浪涌的机理及综合防护虽然我们已经对直击雷和传导雷的灾害性破坏已经有较好的防护措施,但间接雷(如云层内、云层间的雷击,或临近物体遭到的雷击)仍然可以在户外架空线上感应出浪涌电压和电流。
此外,在电站或开关站中,大型开关切换瞬间,也会在供电线路上感应出大的浪涌电压和电流。
这两种浪涌的共同特点是能量特别大(用能量作比较,静电放电为皮焦耳级,快速脉冲群为毫焦耳级,雷击浪涌则为几百焦耳级,是前两种干扰能量的几百万倍),但波形较缓(微秒级,而静电与快速脉冲群是纳秒级,甚至是亚纳秒级),重复频率低。
电磁兼容领域所指的浪涌一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。
2.1开关瞬态系统开关瞬态与以下内容有关:主电源系统切换骚扰,例如电容器组的切换;配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化;与开关装置有关的谐振电路,如晶闸管;各种系统故障,例如设备组接地系统的短路和电弧故障。
2.2雷击瞬态雷电产生浪涌(冲击)电压的主要来源如下:直接雷击于外部电路(户外),注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生浪涌电压;在建筑物内,外导体上产生感应电压和电流的间接雷击;附近直接对地放电的雷电入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。
若有雷击保护装置,当保护装置动作时,电压和电流可能发生迅速变化,并耦合到内部电路,依然会产生瞬态冲击。
因此,电子设备的浪涌(冲击)防护已经成为电子产品设计者必须面对并解决的问题。
相关的浪涌防护标准及其测试为电子产品的浪涌(冲击)防护设计的符合性判定提供了依据和手段。
2.3(雷击)浪涌的综合防护为了有效保证人员、环境和设备免遭(雷击)浪涌的危害,需要一套系统全面的综合性防护体系。
电子产品冲击实验报告1. 引言电子产品在日常生活中使用广泛,其中包括手机、平板电脑、相机等。
然而,在运输和使用过程中,这些电子产品经常会遭受到冲击,由此可能导致其性能下降甚至损坏。
因此,本实验旨在研究电子产品在冲击下的动态响应和潜在损坏情况,以便更好地设计和生产电子产品,提高其冲击抗性。
2. 实验设计本实验采用了标准的冲击试验台进行冲击实验。
在实验中,我们选取了不同类型的电子产品进行测试,包括:手机、平板电脑和相机。
对每一种产品,我们进行了以下测试步骤:1. 固定电子产品在冲击试验台上;2. 调整冲击台的冲击力和频率;3. 测试电子产品在冲击下的动态响应,并记录数据;4. 观察电子产品是否受到损坏。
在实验中,我们将冲击力和频率设置了不同的参数,以模拟真实环境中可能遇到的冲击情况。
3. 实验结果在实验过程中,我们对每一次冲击实验都记录了电子产品的动态响应数据。
通过对这些数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 不同类型的电子产品在冲击下表现出不同的动态响应特性。
例如,相机对冲击比较敏感,在冲击后会有明显的震动和位移。
而手机和平板电脑则相对稳定,响应较为缓慢。
2. 冲击力和频率对电子产品的响应有明显影响。
较大的冲击力和较高的频率会导致电子产品产生更大的位移和震动。
3. 在实验中,我们观察到有些电子产品在经受较大冲击后出现了损坏的情况。
这些损坏包括:屏幕破裂、电池松动、摄像头故障等。
这表明电子产品在冲击下容易受到物理损坏。
4. 结论和建议根据实验结果,我们可以得出以下结论和建议:1. 对于生产商来说,应该设计和生产更具冲击抗性的电子产品。
通过改变产品结构和材料,可以提高产品在冲击下的稳定性和耐用性。
2. 对于用户来说,应该在日常使用中注意保护电子产品,尽量避免大的冲击和碰撞。
同时,在投放和携带电子产品时,也要注意按照正确方法进行包装和防护。
3. 在实验中,我们只针对了几种常见的电子产品进行了测试,未来可以进一步研究其他类型的电子产品在冲击下的响应情况,以获得更全面的数据。
某机载控制板随机振动和冲击仿真分析发布时间:2022-01-04T01:59:04.972Z 来源:《福光技术》2021年21期作者:李新亮[导读] 最后利用Ansys Workbench软件对该控制板进行了模态分析、随机振动仿真和冲击仿真分析,验证了设计的合理性。
中国电子科技集团公司第二十研究所陕西西安 710068摘要:分析了机载环境对电子设备可靠性和使用寿命的影响,介绍了随机振动和冲击的数学模型,对机载控制板进行了结构设计,最后利用Ansys Workbench软件对该控制板进行了模态分析、随机振动仿真和冲击仿真分析,验证了设计的合理性。
关键词:控制板;模态分析;随机振动仿真;冲击仿真1 概述电子设备在运输、使用过程中不可避免的会受到振动、冲击等环境应力的作用,这对电子设备的可靠性是严峻的考验错误!未找到引用源。
某控制板安装在飞机上,在飞行过程中产生的气动扰流、发动机排气噪声、载机振动传递等使该控制板受到很大的随机振动与冲击,严重影响着设备的可靠性。
在对控制板进行设计时,同步开展控制板的随机振动和冲击的仿真分析,随时调整设计方案,提高设计的可靠性,避免了由于设计不合理而导致的重复设计。
2 数学模型2.1随机振动的数学模型随机振动仿真分析的理论依据是强迫振动理论,若一个振动系统受到简谐激励,它的稳态响应也是同频的简谐运动,但幅值和相位不同。
若用复数来表达,假定系统输入x(t)=eiωt,则系统的输出为0,0,0:式中,S(ω)是随机振动系统的激励功率谱密度,它可以表示力、速度、位移、加速度等类型,该类型的随机振动信号在各个频域段上的分布密度即为激励功率谱密度;Y(ω)表示响应的分布密度,类型同样可以为力、速度、位移、加速度等。
2.2 冲击的数学模型单自由度系统受到冲击激励时,产生相应的冲击响应。
一系列不同固有频率、具有一定阻尼的线性单自由度系统受冲击激励作用时产生的最大响应值与各个系统固有频率的关系曲线,称为冲击响应谱错误!未找到引用源。
对振动冲击试验夹具设计制造方法的探讨随着现代工业和国防事业的不断发展,振动和冲击试验从上世纪出现开始到现在得到了巨大的发展,在各行各业得到了广泛的应用。
振动和冲击试验与夹具的设计技术密切相关,为了保证试验结果的有效性,需要设计出合格的试验夹具。
本文阐述了夹具在振动冲击试验中的重要性,总结了夹具的功能和性能指标,对夹具的基本类型、材料使用、制造加工、安装和动态测试方法进行了探讨。
标签:夹具的功能;制作工艺;测试方法0 概述振动、冲击试验是环境试验中很重要的一个环境参数,无论是航天航空、武器装备、轨道交通还是各种民用产品,在其储存、运输和使用过程中都会经受到振动、冲击的环境影响,也是可靠性试验、环境应力筛选及多因素综合环境试验最基础的项目。
要在实验室模拟实际环境对受试产品进行振动、冲击试验,就必须借助于试验夹具,通过夹具将试样与振动、冲击台面连接起来,通过夹具将规定的环境谱不失真地传递给试样,所以夹具的设计、制作及安装水平直接关系到试验能否顺利实施,产品能否经受到规定的试验量级考核,若因为夹具的设计、加工及安装不合理,就会造成受试产品“过试验”或“欠试验”,直接影响到试验结果的评判,由此可知,试验夹具对试件的振动冲击起着决定性的作用。
1 夹具的功能振动、冲击试验夹具是将试验台面与试样连接起来,将规定的激振力传递给受试产品,主要有两项功能:1.1 连接功能由于振动台面的螺栓孔有固定的尺寸和位置,不可能满足各种产品在平台上的安装要求,所以就需要通过夹具,将被试产品固定在振动台面上;1.2 传递功能夹具是介于振动台面与被试产品之间的传递介质,振动台的振动量值通过夹具传递给被试产品,用于模拟被试品在实际使用中所经受到的振动环境。
2 夹具的性能指标夹具的设计目前没有统一的标准方法,很多时候还依赖于实践经验,但一个理想的夹具需具备重量相对较小、刚度大、在规定试验频率范围内不出现共振等基本要求:(1)夹具自身的第一阶固有频率应大于规定的最高试验频率,才能有效避免受试产品与夹具发生共振耦合,造成试样不正当损坏;(2)受试产品与试验夹具连接面上各点的响应要尽量一致,以达到振动激励量值1:1传递给试件;(3)为提高夹具的第一阶固有频率,需选择刚度/质量比足够大的材料制作;(4)夹具的阻尼要足够大,当夹具发生共振,第一阶固有频率的品质因数Q须小于4;(5)夹具的质量最好大于试件的两倍以上,以减小受试产品与振动夹具之间的相互映射作用;(6)尽量减小夹具在垂直于振动/冲击方向上的横向运动;(7)振动、冲击波形失真要小,波形失真度在夹具的第一阶固有频率之前应小于25%,在之后,应小于60%。
高压开关的抗冲击和抗振动能力分析高压开关作为电力系统中重要的设备,在电力传输和配电系统中起着至关重要的作用。
为了保证其正常运行和可靠性,必须对其抗冲击和抗振动能力进行分析和评估。
本文将探讨高压开关在面对冲击和振动时的性能表现,并提出相应的解决方案,以提高高压开关的稳定性和可靠性。
首先,我们将从抗冲击能力方面开始分析。
高压开关在运行过程中可能会受到外部冲击力的影响,如雷击、短路、爆炸等。
这些冲击力可能会对高压开关的整体结构和内部元件造成损坏,导致开关的失效和系统的故障。
为了解决这个问题,高压开关需要具备良好的结构刚度和材料强度,以抵抗外部冲击的影响。
其次,我们将从抗振动能力方面进行分析。
在电力系统中,振动是不可避免的,特别是在设备运行时。
这些振动可能会对高压开关的正常工作和性能造成影响。
振动可能会导致接触不良、接线松动、内部元件错位等问题,从而影响开关的工作可靠性。
因此,高压开关需要具备良好的振动吸收和抑制能力,以减少振动对开关的负面影响。
为了提高高压开关的抗冲击和抗振动能力,可以从以下几个方面考虑:1. 结构设计:采用合理的结构设计可以提高高压开关的结构刚度。
例如,增加连接件的数量和改进连接方案,增加强化部件的数量和厚度,使得高压开关能够更好地抵抗外部冲击。
此外,采用抗震设计,如增加减震装置、减震垫等,可以有效降低振动对开关的影响。
2. 材料选择:选择合适的材料对提高高压开关的抗冲击和抗振动能力至关重要。
优质的材料应具备耐腐蚀、耐高温、抗摩擦等特性。
此外,材料应具备较高的强度,以确保在承受冲击或振动时不会变形或破裂。
3. 内部元件设计:高压开关的内部元件设计也是提高其抗冲击和抗振动能力的关键。
如合理安排内部元件的布置和固定方式,使用缓冲材料或减震结构来保护内部元件免受外部冲击和振动的影响。
4. 防护措施:除了在设计阶段注重抗冲击和抗振动性能外,采取一些适当的防护措施也是非常重要的。
例如,增加绝缘层的厚度,采用可靠的绝缘材料,以防止冲击和振动对绝缘层的破坏。
前言任何产品都处于一定的环境之中,在一定的环境条件下使用、运输和贮存。
因此都逃脱不了这些环境的影响。
特别恶劣的条件下工作的产品更是如此。
产品环境适应性水平高低的源头是环境适应性设计,因此要研制出一个环境适应性好的产品,首先抓的是环境适应性设计,设计奠定了产品的固有环境适应性。
(一)电子产品振动冲击设计现有的标准两大标准体系:1、民(商用)标准体系-(国际电工委员会)标准体系当今国内外在环境适应性规范和标准上有许多标准和方法,但归纳起来为二大体系:一类是以IEC(国际电工委员会)为主体的国际通用的民用 (商用) 产品的环境适应性规范和标准体系,它是国际贸易中民用 (商用) 产品的环境适应性水平要求的共同语言、统一准则,它是以欧洲资本主义国家为主导制订的,可以说它是欧洲资本主义国家环境适应性现状和水平的反映。
我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将TC50(环境试验)、TC75(环境条件)制订(转化)成环境适应性试验国标(GB/T2423系列标准)与环境适应性条件国标(GB/T4798系列标准)。
国标与IEC标准的特点是:环境适应性条件系列化、模拟试验方法(程序)经典、试验再现性高、不确定度好。
2、军标体系另一类是军用产品的环境适应性规范和标准体系,最有代表性为美国的MIL 标准和英国国防部07-55标准。
我国自80年代开始采用等效或等同的方法先后将相同专业的美国MIL标准转换为我国军标,美国军标的特点是工程应用性好,特别是标准中的环境条件要求来自同类产品的平台环境条件。
(二)环境适应性的设计内容电子设备在运输、储存和使用过程中要经受到多种多样的、错综复杂的环境条件。
按对影响产品的环境因素来分,有下面几种环境因素:①气候条件;②机械条件;③生物条件;④辐射条件;⑤化学活性物质;⑥机械活性物质。
1、按对环境适应性设计专业可分为:①耐高低温设计;②防潮设计;③抗振与缓冲设计④防生物侵害设计;⑤防腐蚀设计;⑥防尘、⑦防雨(水)设计;⑧防太阳辐射设计。
2、环境适应性设计步骤(1)确定产品寿命期的环境剖面(2)明确产品的平台环境条件(3)制订环境适应性设计准则(4)环境适应性设计输入验证(5)环境适应性设计评审(三)设计方法任何电子产品都是有众多的元器件、模块、组件、单元等组成,无论它们是大是小,都是要通过结构设计将其安装起来,才能形成所需的功能和性能。
对此就需解决三个问题。
其一:选用符合抗振缓冲要求的元器件、模块、组件、单元其二:进行抗振缓冲击结构设计其三:采用符合抗振缓冲击要求的安装工艺1、采用符合抗振缓冲要求的结构与工艺a、材料的选用对抗振缓冲而言, 材料的选用除考虑静态应力外,更主要根据振动与冲击对结构及支撐所产的动态应力和动态变形来考虑,若所产生的动态应力和动态变形在材料允許的安全工作应力范围,则不需特别设计,若超过则要采取措施,例如:加強、減低慣性矩与弯曲矩效应、或者更进一步的加上支撐构件。
假如这些方法还不能將应力減低至安全要求以下,更进一步的办法是減低应力的方法是采用減震裝置。
b、紧固件的选用对要经受振动与冲击的紧固件,不能单考虑靜态安裝。
更主要的是考虑动态强度。
c、元器件的安装从国内外元器件失效分析资料表明,有近一半元器件失效并非由于元器件本身固有质量不高,而是由于使用者对元器件选择不当或缺乏抗振缓冲安装知识造成的 1 振动与冲击对元器件的影响振动与冲击对元器件的影响主要表现在三方面:(a)振动冲击的作用力超过了元器件的极限承受能力;(b)由于设计不当引起共振,造成元器件过高的响应而导损伤;(c)疲劳损坏,即虽然振动和冲击加速度未超过极限值,但在长时间的作用下,产品及其元器件,零部件因疲劳作用而降低了强度,最后导致损坏。
不同的电子元器件对耐冲击振动性能是不一样,产品设计师应充分了解2 安装方式、方法及位置元器件的抗振动与冲击的强度随安装方式、方法及位置不同而有很大差别,在电子设备的初步设计阶段,就应当明确振动与冲击的要求,以便合理的确定电路和结构设计方案,选择合适的电子元器件(包括了解和计算元器件的固有频率等)及其安装方法,正确确定机械结构的强度、刚性、质量分布和阻尼大小等。
1)分离元器件的安装元器件卧式安装元器件卧式安装可以提高其固有频率,卧装抗振能力强,为提高抗振与缓冲能力,卧装可紧贴安装板,也可垫上橡皮、塑料、纤维、毛毡安装等;还可用环氧树脂固定。
对于小型电阻、电容器尽可能卧装,并在元器件与底版间填充橡皮或用硅橡胶封装分离元器件的安装-元器件竖直安装方式元器件竖直安装方式有些小型设备为了充分利用空间,提高组装密度,如弹载设备,多采用竖直安装方式,用这种安装方式,抗振与缓冲能力比紧贴印制板卧式安装要差许多,若用于恶劣环境条件,必须采用固定措施,为了提高其抗振能力,立装应尽量剪短引线。
(1)分离元器件的安装-元器件价加固安装元器件价加固用固封材料固封将元器件部分或全部固封起来,例如环氧树脂、硅胶等,可以较大的提高元器件抗振动与冲击的能力晶体管的安装功率晶体管一般采用立装,为了提高其本身能抗冲击和振动能力,可以卧装、倒装,并用弹簧夹、护圈或粘胶(如硅胶、环氧树脂)固定在印刷板上。
大功率晶体管应与散热器一起用螺栓固定在底板或机壳上。
(2)集成电路、半导体器件的安装(a)失效率低又无需调整的集成电路,应直接焊在印制板上,这样不仅抗振性能好,而且减少了接插件,提高了整机可靠性。
(b)需要经常调整的模拟电路,在调整中容易损坏的,可以采用插座,如用于恶劣环境条件中,应用适当地粘牢,避免振动时脱落。
(c) 集成电路元件,一定要注意贴面安装,降低集成电路的安装高度,安装高度应控制在7~9㎜之内。
(d)对于不同的半导体器件,安装方法应不同,对于带插座的晶体管和集成电路应压上护圈,护圈用螺拴紧固在底座上。
对于有焊接引线的晶体管,可以采取卧装,专用弹簧夹,护夹、护圈或涂料(如硅橡胶)固定在印制板上。
(3)其它元件的安装-大质量元器件安装(a)重量大于15g的元器件,对大的电阻、电容器则需用附加紧固装置。
变压器、继电器、电位器、晶体等;较重的元器件应尽量靠近支架安装;并尽量安装在较低的部位,变压器应尽量安装在产品的底层,利用变压器铁心的穿心螺栓将框架和铁心牢固地固定在底板上,其螺栓应有防松装置。
(b)对活动装置,如接插件、组合件、门等应有可靠的紧固装置;4)引线要求(c)尽量将几根导线编扎在一起,并用线夹作分段固定,以提高其固有频率,降低振动的惯性力,提高抗冲击振动能力。
但单线连接有时是不可避免的,这时使用多股导线比单股硬导线好,跳线不能过紧也不能过松。
若过紧,在振动时由于没有缓冲而易造成脱焊或拉断。
为提高离散的的电器元件的安装刚性,尽量缩短引线的长度,注意贴面的焊接,并用环氧树脂胶或聚氨脂胶点封在安装板上。
为避免电阻器和电容器谐振,在安装时一般采取用剪短引线来提高其固有频率使之远离干扰频谱。
(5)衬垫与距离(d)安装因振动易损坏的元件时,如陶瓷等较脆元件及其他较脆弱的元件和金属件联接时,应有减振装置,与金属件连接时,要垫上橡皮,塑胶、毛毯等减震衬垫材料;(e)元器件之间应有足够的距离,以免振动时发生短路或互相磨擦致损;(6)冗余与制动装置(f)可调元件如电位器等应有紧固措施;即所有调谐元件应有固定制动装置,使调谐元器件在振动和冲击时不会自行移动。
(g)继电器类元件的安装,应使触点的动作方向,尽量不要同振动方向一致,如有必要,可安装两个互相垂直的继电器并联使用,以防止纵向、横向振动失效,即采用冗余设计;(h)质量较大、有一定悬臂的器件应加机械固定或用胶灌封,以免其局部共振引起电气焊点受力较大而断裂拉开。
(i)对于插接式的元器件,其纵轴方向应与振动冲击方向一致,同时,应加设盖帽或管罩压紧防止振动与冲击过程中的松动。
(7)加固安装(j)质量较大、有一定悬臂的器件应加机械固定或用胶灌封,以免其局部共振引起电气焊点受力较大而断裂拉开。
(k)对于插接式的元器件,其纵轴方向应与振动冲击方向一致,同时,应加设盖帽或管罩压紧防止振动与冲击过程中的松动。
4 印制电路板设计印制电路板较薄,易于弯曲,所以印制板应尽量采用小板结构,电路板最佳形状为矩形,长宽比为3∶2或4∶3。
电路板面尺寸大于200x150mm时.应考虑电路板所受的机械强度,即尺寸较大的应有中间加强措施。
印制板四周边应尽量无自由边,以提高印制组件的固有频率,避免低频谐振。
(a)印制电路板上元器件的安装位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。
焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。
焊盘太大易形成虚焊,受到振动与冲击后会产生接触不良。
焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线孔径。
对高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。
印制电路板上元器件的安装重量超过15g的元器件、或每一引头重量超过7克及直径超过1.3厘时应夹紧或用其它方法固定在印制电路板上,然后焊接,以防止振动而引起疲劳断裂。
印制电路板上元器件的安装还可见上面有关元器件、集成电路、半导体器件的安装等的安装要求。
印制电路板缓冲设计只要要考虑两个方面问题,一是印制电路板的尺寸,二是印制电路板安装固定方式。
印制电路板尺寸印制电路板尺寸越大,其谐振频率就越低,防振特性也越差。
如板面尺寸过大,必须对其进行加固设计,如增设肋条并将大而中的元器件尽可能安置在印制电路板的近固定端,以提高装配板固有频率,增加防振能力。
但也并非尺寸越小越好,还要兼顾其它特性,进行权衡设计,如果印制电路板尺寸过小,不能安装下整个完整电路,对装调会带来困难,不便维修更换。
同时,还会增加板数和接插件,从而减低印制电路板的抗振缓冲性能,因为板数和接插件必然增加受振动与冲击后松动地方。
印制电路板抗振安装印制电路板在产品中应平行于振动与冲击方向安装,尽量避免垂直于振动与冲击方向安装。
如果三个方向要同时经受到振动与冲击,则应垂直于振动与冲击最小的方向。
降低印制板上的振动影响。
除采用约束阻尼处理技术外,如印制板上的插座与固定的插槽一定要紧配合。
另外,还可以通过改变印制板的尺寸,安装形式,元件在印制板上排列来改善印制板上的振动冲击环境。