隔振緩沖技術在應急通信中的研究范文
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1.緩沖原理
車輛在惡劣的路面行駛時車載設備通常會受到沖擊力的作用。因此，在車輛改裝時需要對車載設備采取一定的緩沖措施。通過分析能量定理P=Ft可知，當沖擊能量P一定時，受沖擊時間t越大則設備所受的沖擊力F越小；且由牛頓第二定律(F=ma)可知，此時設備所受的沖擊加速度也越小。從能量的觀點來看，緩沖設計的實質是把瞬時的、強烈的沖擊能量，以位移的形式最大限度的儲存在緩沖設備中，使緩沖設備產生較大的變形。沖擊結束后，緩沖設備再緩慢的將儲存的能量釋放，從而達到保護車載設備的目的。
2.設備振動沖擊分析
根據應急通信指揮車車載設備工作性質的不同，可將其分為兩類：自振設備和防振設備。應急通信指揮車的車載發電機在工作時會產生很大的振動，屬自振設備。這類設備往往自身重量大，剛度高，具有很強的抗振性。在車輛改裝設計中，重點考慮避免其振動通過車體傳遞從而影響電子設備，故需要對其進行主動隔振。應急通信指揮車中有大量的信息采集、處理、傳遞設備，這類設備通常重量輕、剛度有限、抗振能力差，要求運輸過程中不允許有較大的振動，屬防振設備。為保護這類設備，需要對其采取一定的措施實現被動隔振。車輛在運輸過程中的振動主要取決于路面的路況，凹凸不平的路面使車輛產生隨機振動。隨機振動的振動規律無法用確定的數學關系來表達，只能用概率和統計的方法來分析，故很難準確的定量計算。當路面情況較好時，可以將車輛的振動簡化為簡諧振動，可以用簡諧振動的力學模型來分析計算。對于路況較差的情況，主要考慮車載設備所受到的沖擊，重點進行緩沖設計。
3.隔振緩沖的措施及工程應用
3.1消除或減小振源改善車載設備的工作環境，消除或減小影響車載設備的振源。在應急通信指揮車的改裝初期，優化車載設備的選擇可減小整個系統的振動干擾源。應急通信指揮車可產生振動干擾源的設備主要包括：車載發電機、車載空調、機柜通風設備、暖風機等。在上述設備的選型中，應特別關注產品的振動及噪聲參數，選擇性能優良的產品可減少上述設備對其它車載設備尤其是對敏感電子設備的影響。
3.2提高設備的剛度增強車載設備的剛度可提高設備的固有頻率，在設備受低頻振源影響時，可減小外部激振頻率與設備固有頻率的比值，從而使隔振系數接近于1，以達到設備固有頻率遠離共振區。在應急通信指揮車的車輛改裝中，機架式電子設備通常通過面板以及導軌與機柜相連。導軌對設備起支撐作用；面板與機柜骨架相連，對設備起固定作用。機柜結構剛度的好壞直接決定電子設備的抗振性能。因此，對機柜進行結構剛性化設計是十分必要的。
3.3合理使用減振器當車載設備受到振動影響時則需要隔振措施，受到沖擊力時則需要緩沖措施；振動和沖擊雖然是兩種不同性質的機械因素，但在車輛改裝的結構設計中，通常采取一種既能隔振又能緩沖的機械裝置—減振器。1)減振器的選擇與計算a.根據載車的結構，充分考慮減振器的安裝空間和安裝形式，合理選擇減振器的形狀。b.計算每個減振器所承受的載荷，同時考慮受到沖擊力的影響，將許用載荷增大到計算載荷的1.2～1.3倍。c.當需要考慮設備承受沖擊力作用時，可以選用變形量大、固有頻率低、剛度小的減振器。d.初步選擇減振器，并查出減振器的相關參數。帶入上文的隔振系數公式進行計算，得出隔振效率E(1)100%。e.判斷所選減振器能否達到設計要求，調整選擇并驗算。2)減振器的安裝a.選擇合適的支撐位置。在車改實踐中，通常選擇被支撐設備中剛度較強的部位作為支撐面(如機柜的底面、車載發電機的底座)，這樣可使減振器具有較好的隔振效果。b.選擇合理的布置方式。減振器理想的布置方式是將其安裝在設備重心所在的平面。但在實際的車改過程中，設備較多采用的是底部支撐的方式(如機柜、儲物柜的安裝)。此時，需要盡可能將設備中重量較大的部件移至設備底部，從而盡可能降低設備的重心。另外，可以在設備上方增加側面減振器，以此方法來消弱設備的藕合振動。車改中，設備機柜的最佳安裝方式為背架式安裝，如圖3所示。如圖3所示，通常在車載機柜底部安裝四個相同的減振器，在機柜上部后方安裝兩個背部減振器。同時，為了盡可能避免或減小耦合振動對機柜的有害影響，在減振器的設計選型時，要求底部承載減振器和非承載的背部減振器的彈性阻尼特性是不相同的。具體設計中，要使背部減振器的垂直剛度為零，并且其水平剛度要匹配于底部隔振器的水平剛度，從而保證整個機柜減振系統具有低耦合、無共振的動態特性。
4.總結
在應急通信指揮車車輛的改裝過程中，要充分考慮設備的工作環境，加強對車載設備的隔振緩沖設計，以增強設備的抗振性能。從而使車載電子設備在車輛行進過程中不受振動沖擊的影響，保證應急通信指揮車在復雜的環境中仍能正常的開展應急指揮工作。
作者：陸躍年單位：安徽四創電子股份有限公司