隔振缓冲技术在应急通信中的研究范文

1.缓冲原理

车辆在恶劣的路面行驶时车载设备通常会受到冲击力的作用。因此，在车辆改装时需要对车载设备采取一定的缓冲措施。通过分析能量定理P=Ft可知，当冲击能量P一定时，受冲击时间t越大则设备所受的冲击力F越小；且由牛顿第二定律(F=ma)可知，此时设备所受的冲击加速度也越小。从能量的观点来看，缓冲设计的实质是把瞬时的、强烈的冲击能量，以位移的形式最大限度的储存在缓冲设备中，使缓冲设备产生较大的变形。冲击结束后，缓冲设备再缓慢的将储存的能量释放，从而达到保护车载设备的目的。

2.设备振动冲击分析

根据应急通信指挥车车载设备工作性质的不同，可将其分为两类：自振设备和防振设备。应急通信指挥车的车载发电机在工作时会产生很大的振动，属自振设备。这类设备往往自身重量大，刚度高，具有很强的抗振性。在车辆改装设计中，重点考虑避免其振动通过车体传递从而影响电子设备，故需要对其进行主动隔振。应急通信指挥车中有大量的信息采集、处理、传递设备，这类设备通常重量轻、刚度有限、抗振能力差，要求运输过程中不允许有较大的振动，属防振设备。为保护这类设备，需要对其采取一定的措施实现被动隔振。车辆在运输过程中的振动主要取决于路面的路况，凹凸不平的路面使车辆产生随机振动。随机振动的振动规律无法用确定的数学关系来表达，只能用概率和统计的方法来分析，故很难准确的定量计算。当路面情况较好时，可以将车辆的振动简化为简谐振动，可以用简谐振动的力学模型来分析计算。对于路况较差的情况，主要考虑车载设备所受到的冲击，重点进行缓冲设计。

3.隔振缓冲的措施及工程应用

3.1消除或减小振源改善车载设备的工作环境，消除或减小影响车载设备的振源。在应急通信指挥车的改装初期，优化车载设备的选择可减小整个系统的振动干扰源。应急通信指挥车可产生振动干扰源的设备主要包括：车载发电机、车载空调、机柜通风设备、暖风机等。在上述设备的选型中，应特别关注产品的振动及噪声参数，选择性能优良的产品可减少上述设备对其它车载设备尤其是对敏感电子设备的影响。

3.2提高设备的刚度增强车载设备的刚度可提高设备的固有频率，在设备受低频振源影响时，可减小外部激振频率与设备固有频率的比值，从而使隔振系数接近于1，以达到设备固有频率远离共振区。在应急通信指挥车的车辆改装中，机架式电子设备通常通过面板以及导轨与机柜相连。导轨对设备起支撑作用；面板与机柜骨架相连，对设备起固定作用。机柜结构刚度的好坏直接决定电子设备的抗振性能。因此，对机柜进行结构刚性化设计是十分必要的。

3.3合理使用减振器当车载设备受到振动影响时则需要隔振措施，受到冲击力时则需要缓冲措施；振动和冲击虽然是两种不同性质的机械因素，但在车辆改装的结构设计中，通常采取一种既能隔振又能缓冲的机械装置—减振器。1)减振器的选择与计算a.根据载车的结构，充分考虑减振器的安装空间和安装形式，合理选择减振器的形状。b.计算每个减振器所承受的载荷，同时考虑受到冲击力的影响，将许用载荷增大到计算载荷的1.2～1.3倍。c.当需要考虑设备承受冲击力作用时，可以选用变形量大、固有频率低、刚度小的减振器。d.初步选择减振器，并查出减振器的相关参数。带入上文的隔振系数公式进行计算，得出隔振效率E(1)100%。e.判断所选减振器能否达到设计要求，调整选择并验算。2)减振器的安装a.选择合适的支撑位置。在车改实践中，通常选择被支撑设备中刚度较强的部位作为支撑面(如机柜的底面、车载发电机的底座)，这样可使减振器具有较好的隔振效果。b.选择合理的布置方式。减振器理想的布置方式是将其安装在设备重心所在的平面。但在实际的车改过程中，设备较多采用的是底部支撑的方式(如机柜、储物柜的安装)。此时，需要尽可能将设备中重量较大的部件移至设备底部，从而尽可能降低设备的重心。另外，可以在设备上方增加侧面减振器，以此方法来消弱设备的藕合振动。车改中，设备机柜的最佳安装方式为背架式安装，如图3所示。如图3所示，通常在车载机柜底部安装四个相同的减振器，在机柜上部后方安装两个背部减振器。同时，为了尽可能避免或减小耦合振动对机柜的有害影响，在减振器的设计选型时，要求底部承载减振器和非承载的背部减振器的弹性阻尼特性是不相同的。具体设计中，要使背部减振器的垂直刚度为零，并且其水平刚度要匹配于底部隔振器的水平刚度，从而保证整个机柜减振系统具有低耦合、无共振的动态特性。

4.总结

在应急通信指挥车车辆的改装过程中，要充分考虑设备的工作环境，加强对车载设备的隔振缓冲设计，以增强设备的抗振性能。从而使车载电子设备在车辆行进过程中不受振动冲击的影响，保证应急通信指挥车在复杂的环境中仍能正常的开展应急指挥工作。

作者：陆跃年单位：安徽四创电子股份有限公司