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。

—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。

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。