机柜振动，冲击响应特性的试验研究StudyonVibrationandShockResponsePropertyofCabinet
中国电子科学研究院岳涛王斌赵晓林YUETaoWANGBinZHAOxiao—fin 摘要：机柜是设备的安装架，当其受到某一安装平 台的振动与冲击作用后，随着安装位置的不同，机
柜内安装的单元设备所经受的振动，冲击量值和谱
型也有很大不同.因此对于单元设备的振动，冲击
考核条件不应等同于整系统的要求，而应该根据其
关键词：振动响应；测试；分析
中图分类号:TB24;0329
Abstract:Cabinetistheshelvesofdeviceunits, whenitwasexposuredtovibrationsandshocks, deviceunitswouldalsoexperiencevibrationsand shockswithdifferentaccelerationandspectrum whichwasdeterminedbythedynamicpropertyof
installingplatform.Soitshouldusetheresponses oftheplatformtodefinetheVibrationandshock requirementsfordeviceunits,butnotequatetothe
system.
Keywords:vibrationresponse;test;analysiS
1概述
产品在生产，运输，储存和运行的各个过程
常要求在这些严酷的环境条件下安全可靠的工作.
为了验证产品对环境的适应性，确定产品耐环境设
计是否符合要求，通常需要进行环境试验.
振动，冲击试验是环境试验中较为重要的项目，而
确定合适的试验条件(包括量值和谱型)是能否科
学，合理，高效进行试验的关键因素.当前产品的
环境适应性要求基本上是以研制合同或标准中的考
核条件为依据的，研制合同中的试验要求也大多参
照了标准中的条件.但是研制合同和标准只规定了
系统或整机的振动，冲击环境适应性要求，而安装
在系统或整机中的单元设备实际所经受到的振动,
冲击环境，是不同于与系统或整机的，而是通过系
统或整机传递到其安装位置处的一个局部的平台环境.MIL—STD一81OF《环境工程考虑和实验室试验方法》强调对于产品的振动，冲击环境适应性要求应
该考虑产品在其安装平台上所经受的振动，冲击环
境.产品的平台环境条件包含了两层含义:1，产品
的大环境条件.主要是指系统或整机在什么环境条
件下储存，工作，运输.比如产品是车载或机载
的，如果是机载，还要区分载机的类型和安装在载
机的什么部位.产品的大环境条件主要决定了系统
或整机的平台环境.2，产品的微环境条件.主要是
指每个单元设备在实际储存，工作，运输时产品所
经受的局部环境条件.局部环境条件既受到大环境
条件的影响，同时也随着每个单元设备安装位置结
构动态特性的不同(即机械阻抗不同)而不同，比如
虽然同是安装在飞机的同一部位，但是直接安装在
飞机地板上和安装在机柜类的结构形式内，其平台
环境显然也是不同的.即使都是安装在机柜内，但
是对于不同的机柜形式和机柜内的不同位置，其平
硝酸镁
台环境显然也是不同的.而由于每个产品安装平台
传递特性的千差万别，任何一个标准都不可能考虑
被妖魔化的沙尘暴
到所有结构的传递特性，而只能给出系统或整机的
振动环境要求，如果这时候对所有的单元设备都按
照与系统或整机的相同要求进行试验，显然是不再
蜜蜂丰子恺
合适的，很容易出现欠试验或过试验情况.
2工程实例分析
振动和冲击对产品的影响，不仅仅与振动量值(Grms)和冲击加速度的大小有关，更与振动的功
率谱密度(即振动能量在各频率上的分布)和冲击
脉冲的波形及脉冲持续时间密切相关.对于大型系
统工程，各分系统，子系统，设备，分机所经受到
的环境条件不同于系统所经受到的环境条件，随着
安装位置结构动态特性的不同(即机械阻抗不同),
各设备受到振动，冲击后响应的量值和谱型(波
形)与对系统的要求存在很大的差别，众所周知,
在振动与冲击领域，产品的破坏作用与激励有关,
DEO2008No60作肼fTECHONLOGYMAGA丑一6一但更主要与响应的量值和谱型有关.
下面以安装在典型机柜结构内部的设备为例来
说明这一问题.为了能够获得机柜上各单元设备安
装平台的振动，冲击环境，分别对设备1设备4的安
装位置(如图1所示)进行振动，冲击响应测试，并
将测得的响应数据按照GJB/Z126—99《振动，冲击
环境测量数据归纳方法》进行处理.
2.1机柜各设备安装平台的振动环境
2.1.1设备安装平台振动环境实测及处理
机柜通过底部4个减震器和背部2个减震器与平
台固定连接.机柜上装有4层设备，如图1所示.设
备l一设备4安装平台的振动环境如图2一图5N示，图
2一图5中较粗的曲线为输入到机柜底部的激励信号功率谱，另外3条曲线分别为各设备安装平台的垂直,
左右，前后方向响应的功率谱.
{O
'
宋嘉宝—
工
西e
001
《
曩E3
IE-4
设备1
设备2
设备3
设备4
图1机柜各设备安装位置
10100
镶{Hz,
图2设备1安装平台功率谱让朋友圈清清爽爽
一
7一环境技术2008年12月第6期
2.1.2设备安装平台振动环境比较
对比图2一图5中机柜各单元设备安装平台的振动
环境，可以非常清楚的看到:
(1)在机柜底部施加振动激励，测量各设备安
装平台的响应，各平台响应的量值和谱型均不同于
机柜底部的激励条件，如图2一图5和表1所示；响应
'O
1
O'
O∞
嚣1E-3
'O
1
树
Z
01
0O
姆
嚣'E3
1O
{
茹
O,
麓
青岛大拇指广场
整Oo1
褥
罄1E3
10100
缀警{Hz
图3设备2安装平台功率谱
图4设备3安装平台功率谱
图5设备4安装平台功率谱
表1设备均方根加速度值比较
序号激励名称左右方向前后方向垂直方向1设备10.60g0.91g0.73g
2设备20.80g1.28g1.5lg
3.63g
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议