电子设备振动冲击环境适应性设计

本书以电子设备在动力学环境中的适应性问题为出发点，分别从电子设备环境适应性设计概论、电子设备振动冲击理论基础、电子设备环境适应性平台、电子设备振动冲击环境适应性设计技术、电子设备隔振系统及隔振器、微转角隔振缓冲平台几个方面展开论述。本书适合作为电子设备结构设计人员的技术参考书，也可作为高等院校相关专业本科生、研究生的教学参考书。

第1章 电子设备环境适应性设计概论 1
1.1 引言 1
1.2 电子设备环境适应性设计的研究内容 2
1.3 电子设备环境平台研究 3
1.3.1 电子设备环境平台的含义 3
1.3.2 电子设备环境平台的组成 3
1.3.3 电子设备环境平台研究的主要内容 4
1.3.4 电子设备环境平台设计的内容与步骤 9
1.4 电子设备环境适应性平台研究 10
1.4.1 电子设备环境适应性（脆值）平台的组成 10
1.4.2 建立电子设备环境适应性平台的方法 11
1.4.3 提高电子设备环境适应性平台可靠性的技术措施 12
1.5 电子设备环境控制技术 13
1.5.1 无源环境控制技术 14
1.5.2 有源环境控制技术 14
1.6 电子设备环境适应性设计准则 15
1.6.1 结构总体设计 15
1.6.2 模块化设计 22
1.6.3 优化设计 23
第2章 电子设备振动冲击理论基础 26
2.1 振动的种类及特性 26
2.1.1 振动的种类 26
2.1.2 周期振动和准周期振动 27
2.1.3 非周期振动 29
2.1.4 平稳随机振动 30
2.1.5 非平稳随机振动 36
2.2 单自由度线性系统的振动 37
2.2.1 离散振动系统的力学模型 38
2.2.2 单自由度线性系统的自由振动 38
2.2.3 单自由度线性系统的强迫振动 41
2.2.4 单自由度线性系统对非谐和周期激励的响应 49
2.2.5 单自由度线性系统对非周期激励的响应 49
2.3 多自由度线性系统的振动 53
2.3.1 有阻尼二自由度线性系统受基础位移激励的振动 53
2.3.2 无阻尼二自由度线性系统的隔振设计 54
2.3.3 有阻尼动力消振器 56
2.4 连续弹性体系统的振动 59
2.4.1 杆的纵向振动 59
2.4.2 轴的扭转振动 63
2.4.3 梁的横向振动 63
2.5 非线性系统的振动 68
2.5.1 非线性系统的分类 68
2.5.2 非线性系统振动的物理特性 68
2.5.3 研究非线性系统振动的常用方法 71
2.5.4 标准冲击脉冲发生器 72
2.5.5 非线性系统的应用和刚度拟合技术 93
第3章 电子设备环境适应性平台 97
3.1 概述 97
3.2 电子设备环境适应性平台的环境因素 100
3.2.1 正弦振动 100
3.2.2 随机振动 101
3.2.3 炮击振动 104
3.2.4 地震 107
3.2.5 声振 109
3.2.6 冲击 110
3.2.7 颠振与碰撞 119
3.2.8 倾斜和摇摆 120
3.2.9 风载荷 121
3.2.10 加速度 122
3.3 电子设备环境适应性平台举例 123
3.3.1 道路车辆平台 124
3.3.2 轨道车辆平台 132
3.3.3 机载平台 144
3.3.4 星载平台 151
3.3.5 舰船平台 153
3.4 电子设备动力学环境适应性设计准则 154
第4章 电子设备振动冲击环境适应性设计技术 156
4.1 概述 156
4.2 电子元器件的环境适应性设计 156
4.2.1 电子元器件的类别 156
4.2.2 电子元器件质量等级 158
4.2.3 电子元器件的筛选等级 161
4.2.4 电子元器件的环境适应性设计要求 161
4.2.5 电子元器件的二次筛选 167
4.2.6 模块、组件的HALT-HASS 170
4.2.7 抗振动、抗冲击指标的确定 174
4.3 电子设备的强度设计 174
4.3.1 构件的强度设计 174
4.3.2 紧固件的选用与安装 178
4.3.3 电子元器件安装的注意事项 181
4.3.4 典型电子元器件的安装 183
4.3.5 印制电路板的安装 185
4.4 电子设备的刚度设计 186
4.4.1 概述 186
4.4.2 层次结构和二倍频规则 187
4.4.3 提高层次结构刚度的技术措施 188
4.4.4 悬臂结构的刚度设计 190
4.5 结构振动分析中的等效技术 193
4.5.1 等效质量、等效刚度和等效阻尼 193
4.5.2 弹性构件的等效技术 195
4.5.3 均布质量弹簧的等效集中质量 195
4.5.4 常见的无阻尼单自由度系统固有频率的计算公式 197
4.6 电子组装件振动环境适应性设计 198
4.6.1 概述 198
4.6.2 基板的动态特性及其影响 202
4.6.3 热应力 208
4.6.4 连接导线的应力分析 209
4.6.5 焊点的应力分析 215
第5章 电子设备隔振系统及隔振器 219
5.1 概述 219
5.1.1 隔振系统设计准则 219
5.1.2 隔振系统设计必备的原始资料 220
5.1.3 标准传递率曲线 220
5.1.4 隔振系统模块化设计基本要求 221
5.1.5 模块化隔振系统对隔振器的要求 223
5.1.6 隔振器的质量保证规范 225
5.1.7 隔振器的弹性特性设计 228
5.1.8 隔振器的阻尼特性 231
5.2 电子设备隔振系统 233
5.2.1 单自由度隔振系统 234
5.2.2 多自由度隔振系统 239
5.3 橡胶隔振器 249
5.3.1 胶料的力学特性 249
5.3.2 胶料性能的影响因素 250
5.3.3 橡胶隔振器设计 250
5.4 金属隔振器 252
5.4.1 钢丝绳隔振器 254
5.4.2 金属丝网隔振器 255
5.4.3 金属网阻尼隔振器 255
5.4.4 模块化抗冲击型无峰隔振器 256
5.4.5 歼（强）击机用隔振器 261
5.4.6 嵌入式隔振器 262
5.4.7 背（顶）部隔振器 267
5.4.8 壁挂式隔振器 270
5.4.9 抗倾覆隔振器 272
5.5 金属橡胶隔振器 272
5.5.1 JQZ型空气阻尼隔振器 272
5.5.2 GFD型低频隔振器 273
5.5.3 GF型复合阻尼隔振器 274
5.6 二次隔振系统 275
5.6.1 晶振隔振器 276
5.6.2 二次隔振系统的随机振动试验 277
5.7 并柜结构隔振系统 279
5.7.1 简单并柜结构隔振系统 280
5.7.2 具有公共减振平台的并柜结构隔振系统 281
5.7.3 应用实例 281
5.8 电子设备强冲击环境适应性设计 286
5.8.1 强冲击隔离的基本要求 286
5.8.2 强冲击的速度安全边界和加速度安全边界 288
5.8.3 电子设备强冲击环境适应性设计理念 289
5.9 振动主动控制技术 291
5.9.1 主动控制系统的分类 291
5.9.2 主动控制系统的组成 292
5.9.3 主动控制系统的建模 293
5.9.4 主动控制的控制器 294
5.9.5 主动控制技术的应用与展望 295
第6章 微转角隔振缓冲平台 296
6.1 概述 296
6.2 六连杆式微转角隔振缓冲平台 296
6.2.1 干摩擦阻尼式六连杆平台 297
6.2.2 油阻尼式六连杆平台 297
6.3 微转角限位隔振缓冲平台 298
6.3.1 微转角限位器的组成 298
6.3.2 强冲击方向与微转角限位器中滑轨的配置 301
6.3.3 现有隔振缓冲系统加微转角限位器 302
6.3.4 小型电子设备的精密微转角限位隔振缓冲平台 303
6.3.5 高质心大型平台 304
参考文献 307