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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。
用落锤冲击试验机确定隔振器冲击刚度的新方法
束立红;吕志强;黄映云;周炜
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2005(024)004
【摘要】落锤试验方法,因装置结构简单,操作方便,现已成为在隔振器冲击性能研究领域中重要的手段.介绍一种确定隔振器冲击刚度的新方法--波形组合法.该方法认为,尽管冲击过程中存在着"回弹",波形成为断续的脉冲,但质量块在空中运动中能量损失很小,可以用适当的方法把它们组合成连续波形,以致我们可以用成熟的振动分析技术进行数据处理.还介绍了用函数分解法帮助提取畸变波形中冲击性能参数的方法.
【总页数】4页(P111-114)
【作者】束立红;吕志强;黄映云;周炜
【作者单位】海军工程大学振动与噪声研究所,武汉,430033;海军工程大学振动与噪声研究所,武汉,430033;海军工程大学振动与噪声研究所,武汉,430033;海军工程大学振动与噪声研究所,武汉,430033
【正文语种】中文
【中图分类】O329
【相关文献】
1.在落锤冲击试验机上进行的隔振器振动参数识别 [J], 吕志强;束立红
2.落锤冲击试验机落锤冲击速度的测定方法 [J], 罗念勇;韩贵仁
3.采用气动式冲击试验机进行隔振器冲击参数测试 [J], 黄映云;吴善跃;张煜盛
4.摇臂式落锤冲击试验机设计 [J], 张亚军
5.落锤式冲击试验机测量不确定度评定报告 [J], 蒲伟汉
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肖训华：电子设备的振动和冲击隔离设计肖训华 深圳市宝慧和科技有限公司 （广东 深圳518076） 内容提要：为了能够减少振动与冲击带来的不良影响，需要与医用电子设备的实际情况结合进行振动与冲击隔离设计。
在文中就针对医用电子设备的振动与冲击隔离进行了设计。
关键词：电子设备；振动；冲击；隔离；医疗设备医用电子设备的振动与冲击会对医用电子设备带来严重的危害，甚至是会导致诊断结果的误判。
这就需要我们通过相关的设计来减少甚至是消除这些影响。
1. 振动隔离设计医疗设备中的计算实例 （所有计算公式来源于参考文献） 台式超声产品中，显示器的固定如下图1所示，请计算设备在以0.35mm 的振幅，5~100Hz 扫频垂直方向振动时显示器的最大振幅，以及验证铸铝件是否可能会在振动中断裂。
图1铸铝的阻尼比，D=0.008；E=71000Mpa ；I=bh 3/12=2500mm 4 该弹性系统的刚度，K=3EI /L 3=1.18X104 N/mm=1.18X107 N/m 根据公式计算共振频率：f o2= 171.8Hz可以知道系统在5~100Hz 内都没有产生共振，因此隔振系数范围为： η=1.00~1.49（f=5~100Hz ）， 所以最大振幅为：A=ηA0= 0.523mm 振动相位差： tanθ=2Dγ3/(1-γ2+(2Dγ)2)=0.046（弧度） 最大相对振幅计算：U max ==0.174mm键盘在最大相对振幅时有最大的应力，最大振幅时的应力：键盘的材料为铸铝ADC12，可简化成为厚10mm ，宽300的悬臂梁进行计算。
(Acos θ-A 0)2+(Asin θ)2显示器 m=10kgP=kU max +mg=2053+98=2151N 悬臂梁的最大应力产生在悬臂根部：σmax= = =86Mpa 铸铝ADC12的抗拉强度为228MPa ，屈服强度σ0.2=154Mpa ，所以该产品键盘在振动中理论上不会变形和断裂。
本科生毕业设计论文题目：60W反激式开关电源的设计姓名：聂亚芬学号：201320060119班级：1320604Z班年级：2013级专业：电子信息工程学院：机械与电子工程学院指导教师：邓文娟（副教授）完成时间：2017年月日作者声明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。
文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。
本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。
特此声明。
毕业设计（论文）作者（签字）：签字日期：年月日本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。
学位论文指导教师签名：年月日60W反激式开关电源的设计聂亚芬60W Flyback Switching Power Supply DesignYafen Nie2017年05月30日东华理工大学毕业设计摘要摘要电源技术是当代科技的重要组成部分，无论是在日常生活还是尖端科技中，电源技术都扮演着一个重要的角色。
我们常见的电源有两类，分别为线性稳压电源和开关电源，但由于开关电源具有体积小、重量轻、低功耗等优点，它已经逐渐取代了线性稳压电源的地位，并且成为了电子计算机、家电、通讯等各个行业的主流产品。
而其中反激式开关电源电路较为简单，成本也相对低廉，市场应用范围更广，所以相对来说更具有研究意义。
此次课题是面向小型工控企业设计的一款高效开关电源，采样反激式拓扑，结合使用了安森美的NCP1253芯片进行功能设计，得到一款输出为60W/12V的反激式开关电源。
电热火工品复杂电磁波环境综合适应性设计方法探究发布时间：2021-12-23T08:14:52.472Z 来源：《中国科技人才》2021年第27期作者：秦晓辉文萍[导读] 对适用于复杂电磁波环境的电热火工品进行研究，成为了一项极为必要的工作。
国营长虹机械厂?广西桂林市 541002摘要：本文主要以脉冲电磁波环境为例，介绍了电热火工品在复杂电磁波环境下的作用规律、提升其在复杂电磁波环境下的适应性以及对设计效果的验证方法，以期通过切实提高电热火工品对复杂电磁波环境综合适应性的方式，为我国武器设备的安全发展提供助力，希望能够给读者带来启发。
关键词：电热火工品；复杂电磁波环境；综合适应性引言：火工品是对武器系统能量传递进行管控的核心部件，在实际应用过程中，火工品的输出性能与武器的安全性、毁伤能力等方面的性能存在着直接的联系，现阶段，为进一步提升火工品的综合性能，使其满足现代化武器发展的需要，对适用于复杂电磁波环境的电热火工品进行研究，成为了一项极为必要的工作。
一、电热火工品在复杂电磁波环境中的作用规律在武器设备中，电热火工品主要以电热桥丝为换能元，通过电热换能的方式进行工作，在实际应用过程中，受作用机理与装药种类的影响，电热火工品不仅可以在低能量条件下发火，还能更好地适应电磁干扰较强的环境。
现阶段，电磁信号主要可以分成连续电磁波与脉冲电磁波，对电磁波对电热火工品作用机理的影响情况进行分析，连续电磁波会以电流的形式，对电热火工品桥丝换能元产生刺激，在实际工作过程中，连续电磁波会使钝感型电热火工品的感度发生变化，出现瞎火现象，使低发火能量电热火工品出现意外发火的情况；脉冲电磁波会以电压的形式，对电热火工品的脚—脚或者脚—壳连接处产生不利影响，在实际工作过程中，脉冲电磁波可能会导致低发火能量电热火工品出现意外发火或者瞎火的现象，而对于钝感型电热火工品来说，受这种火工品能够冲程的短脉冲电流冲击较大，出现上述问题的概率相对较小[1]。
肖训华：电子设备的振动和冲击隔离设计当刚性连接的机箱、机柜、显控台无法满足环境试验要求时，可安装隔振系统帮助设备过关。
但在大多数情况下，是为了通过隔振系统降低设备受到的振动冲击激励量值，为设备提供较好的力学环境，从而提高设备的安全性、可靠性和使用寿命。
当无军品级商品时，在保证设备正常工作的前提下，可采用低一级(如用工业级代替军品级)元器件来降低设备成本。
提高设备结构设计水平和提高设备抗振抗冲击能力是首位的，必须克服完全寄希望于隔振系统的错误设计思想。
(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。
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。
