【电子行业标准(SJ)】 军用电子设备振动与冲击手册

中华人民共和国电子行业军用标准FL 0120
SJ20594-96
军用电子设备振动与冲击手册
vibration and shock handbookfor military electronic equipments1996-08-30发布
1997-01-01实施
中华人民共和国电子工业部　批准1范围
1.1主题内容
1.2适用范围
2引用标准
3定义
3.1术语
3.2符号
4线性振动理论
4.1力学模型及基本元件
单自由度系统
4.3多自由度系统·
4.4杆的纵向振动·
轴的扭转振动·
4.6梁的横向振动·
5非线性振动理论
5.1工程中的非线性振动
5.2非线性振动系统的分类
5.3非线性振动的物理特性·
5.4求解非线性振动问题的常用方法：6随机振动
随机过程的统计特性
6.2随机激励下的系统响应…
7冲击与瞬态振动·
7.1单自由度系统运动微分方程…7.2卷积积分法
7.3拉普拉斯变换法，
7.4冲击响应谱：
7.5各种典型脉冲的冲击响应谱.8军用电子设备组件刚架和拱的振动8.1
刚架的振动·
拱的振动
8.3电子组件的振动计算
导向弹簧的振动计算
陀螺柔性导线的刚度
（40）
8.6疲劳曲线
9军用电子设备组件一
一板的振动
9.1薄板振动的分析方法
9.2矩形板的振动
9.3印刷电路板的振动传递率
9.4电路板的振动计算
9.5电路板的最大容许静挠度
10军用电子设备组件—壳的振动…10.1圆柱壳的振动·
10.2球壳的轴对称振动
10.3扁壳的振动
11军用电子设备薄壁箱形结构的振动…11.1弹性基础上箱体的弯曲振动.11.2地面与支承运动引起的箱体弯曲振动·11.3薄壁电子机箱振动计算…·12军用电子设备振动与冲击测试仪器….·12.1振动与冲击传感器…
12.2振动与冲击测量仪器…·
12.3振动与冲击分析仪器…·
13军用电子设备振动信号的数字分析13.1振动信号特征…
13.2傅里叶级数与离散频谱
13.3傅里叶变换与连续频谱
13.4数字频率分析技术..
14军用电子设备的振动与冲击测量14.1振动量测量
14.2冲击与瞬态振动的测量
15军用电子设备试验模态分析……·15.1试验模态分析理论
15.2模态试验
15.3模态参数识别的纯模态方法16军用电子设备环境试验
16.1环境试验的一般要求
16.2正弦振动试验
16.3随机振动试验·
16.4冲击试验·
碰撞试验
16.6加速度试验
17军用电子设备隔振理论
（114)
..（143)
17.1单自由度隔振系统…
17.2多自由度隔振系统设计
17.3非线性隔振系统
17.4随机振动的隔振设计
17.5非线性系统的隔振
18军用电子设备冲击隔离理论
18.1冲击隔离效果的评价指标…18.2隔振缓冲系统的期望动态特性18.3线性冲击隔离系统设计：
19军用电子设备的隔振器…
19.1隔振器设计与选用原则…
19.2隔振器的特性测试方法
19.3隔振器型号命名方法
19.4隔振器的质量保证规范
19.5电子设备常用隔振器产品规范19.6隔振器的验收规则
隔振器的弹性特性设计·
19.8金属隔振器
19.9橡胶隔振器
19.10金属橡胶型隔振器
附录A常用符号表（补充件）
附录B振动与冲击传感器的性能指标（参考件）·附录C常用隔振器（参考件）
附加说明·
：(292)
中华人民共和国电子行业军用标准军用电子设备振动与冲击手册
Vibration and shock handbookfor military electronic equipments1范围
1.1主题内容
SJ20594-96
本标准给出了军用电子设备振动与冲击的基础理论：典型军用电子设备结构的振动计算分析方法与实例；军用电子设备振动与冲击测试分析技术与仪器；军用电子设备振动与冲击环境规范与试验方法：军用电子设备振动、冲击和噪声控制设计方法。1.2适用范围
本标准适用于军用电子设备振动与冲击的分析计算、环境试验、测试分析和控制设计。2引用标准
以下标准的有效版本，在本标准中规定的范围内，构成本标准的一部分。GB2298-93
GB2828-81
GB2423.6-95
GJB150.15-86
GJB150.16-86
GJB150.17-86
GJB150.18-86
GJB150.20-86
GJB510-88
GJB4.7-83
SJ93-78
SJ2555-84
SJ2608-85
SJ2609-85
SJ2610-85
SJ/Z2924- 88
SJ/T10160-91
SJ/T10163-91
机械振动冲击名词术语
逐批检查、计数抽样程序及抽样表电工电子产品基本环境试验规程军用设备环境试验方法加速度试验军用设备环境试验方法振动试验军用设备环境试验方法噪声试验军用设备环境试验方法冲击试验军用设备环境试验方法
飞机炮振试验
无谐振峰隔振器总规范
舰船电子设备环境试验振动试验减振器
电子设备隔振器设计与应用技术导则金属干摩擦隔振器
平板型、碗型隔振
空气阻尼、金属网阻尼隔振器
振动冲击隔离系统优化设计导则GFD型低频隔振器
危险频率测试方法
中华人民共和国电子工业部1996-08-30发布1997-01-01实施
SJ20594—96
SJ/T10165-91隔振器型号命名方法SJ/T10178-91隔振器特性测试方法SJ/T10179-91金属隔振器总规范SJ/T10180-91金属橡胶隔振器总规范SJ/T10181-91橡胶隔振器总规范SJ/T
印制线路振动冲击测试方法
冲击测量与数据处理
SJ/T20134-91军用电子设备噪声控制要求SJ2013-92
3定义
3.1术语
电子设备振动检测与故障诊断方法本标准采用标准GB2298机械振动、冲击名词术语所规定的术语。3.2符号
本标准所采用的符号见附录A。
线性振动理论
振动系统按其运动系统的结构参数特性可分为线性振动与非线性振动，按系统力学模型特点分为集中参数(离散)系统和分布参数(连续)系统；按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动、参数振动与自激振动等；按振动的规律可分为简谐振动、随机振动、瞬态振动等。本章研究单自由度系统的自由振动与受迫振动的理论，包括无阻尼及有阻尼系统。也讨论多自由度系统及分布参数系统，拉格朗日方程及导纳与传递函数等概念。4.1力学模型及基本元件
4.1.1离散型振动系统的力学模型任何一个离散型振动系统一般由三种基本元件组成。组成离散系统的三种基本元件是质量、弹簧和阻尼器。最简单的离散系统由一个质量、弹簧和阻尼器组成，如图4.1.1所示。离散系统的自由度数是有限的，其运动状态由二阶常微分方程表达，方程的个数应与系统的自由度数相等。
图4.1.1单自由度振动系统
图4.1.2安装在线性隔振器上的电子设备当电子设备安装在线性隔振器上时，如图4.1.2所示，若仅讨论设备垂向振动特性时，便可以将它简化为图4.1.3所示的力学模型。设备的总质量m和隔振器弹簧刚度k、阻尼c便分别构成图4.1.3所示的由一个质量m、一个线性阻尼元件c和一个线性弹簧k组成的单自由度系统。
图4.1.3电子设备的力学模型
SJ20594—96
图4.1.4离散多自由度系统
如需进一步讨论设备中各个插箱（1,2，3,4)和机架(5)各自的振动特性，便成为图4.1.4所示的离散多自由度系统。由于该系统具有5个质量，并需要5个独立座标才能确定它们的振动状态，故它们是五自由度线性振动系统。4.1.2离散系统的基本元件
质量（包括转动惯量）质量模型（图4.1.5）是一个刚体，只有惯性，它的加速度正比于作用在质量块上的合力，即
图4.1.5质量
图4.1.6线性弹簧
弹簧弹簧模型（图4.1.6）只具有弹性，其本身质量可略去不计。弹簧所受的力与它的变形有关，弹簧力与变形的比率称为弹簧常数或刚度。若弹簧常数或刚度随变形增大而提高，则称该弹簧为硬特性弹簧。若弹簧常数或刚度随变形增大而降低，则称该弹簧为软特性弹簧。在小变形的情况下，弹簧力与弹簧变形的一次方成正比，称为线性弹簧，即F=k(2)
式中：2>
k弹簧常数或刚度。
(4.1.2）
在线性振动系统中，弹性元件的恢复力与位移的次方成正比，其比例系数即产生单位位移所需的力，称为刚度。对扭振系统，产生单位角位移所需的扭矩，称为扭转刚度。刚度的倒数，即单位力所引起的位移，称为柔度。刚度是影响机械系统振动特性的主要因素之一。简单弹性元件的刚度和扭转刚度分别见表4.1.1和表4.1.2。复杂元件或整个系统的刚度，用实验方法测得。3
D，-大端中径cm
D2-小端中径cm
SJ20594—96
弹性元件的刚度
圆柱形拉伸或压缩
圆锥形拉伸或压缩
串联弹簧
并联弹簧
混联弹簧
杠杆弹簧
圆形截面
矩形截面
4Ghb3n
元ND3
0.1410.1960.2290.263/0.281
N-弹簧有效圈数
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矩形截面
2N(D+D)(D,+D2)
16Ghb3n
N(D+D)(D+D2)
0.276(h/6)2
1+(h/6)2
N-弹簧有效圈数
-+++”+-2元
n-弹簧串联的个数
n-并联弹簧的个数
(+k2)k3
k,+kz+k
SJ20594—96
续表4.1.1
等截面悬臂梁
等厚三角形悬臂梁
悬臂板簧（各板排列
成等强度梁）
简支梁
两端固定的梁
周边简支，中心受载
的圆板
圆形截面
矩形截面
k= nbh'E
n-钢板数
当1=12时
当=2时
3R2(1-μ)(3 +μ)
3元d\E
式中！圆板厚；u-泊松比;R-圆板半径简
SJ20594-96
续表4.1.1
周边固定，中心受载
的圆板
3R2(1 - μ)
式中t-圆板厚;u-泊松比;R-圆板半径T-弦的张力
表中E-弹性模量Pa;G-切变模量Pa;I-断面惯性矩cm表4.1.2
弹性元件的扭转刚度
圆柱形扭转弹簧
圆柱形弯曲弹簧
两端受扭的矩形条
(b/h=1.75~20)
两端受扭的平板
(b/h>20)
扭转刚度
N-弹簧有效圈数
32ND（1+E/2G)
N-弹簧有效圈数
-钢条总长
kg=aGbh3
SJ20594-96
续表4.1.2
实心轴
空心轴
锥形轴
阶梯轴
紧配合的轴
力偶作用于县臂梁
的端部
力偶作用于简支梁
的中点
扭转刚度
(a) kg =
(c) ke
(e) ke= 1.1
Gr(D* - d')
(b) ke
(d) ke
(f) ke
3G,D(D2-D,)
321(D-D)
k。 ko + kz
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