CN201526640U - 一种插入式阻尼减振结构 - Google Patents

Abstract

一种插入式阻尼减振结构，包括约束层和阻尼层，阻尼层安装在两个约束层之间，通过两个约束层周边的紧固件与约束层固定连接。本实用新型利用电子设备自身结构作为约束层，在相邻电子设备结构之间放置插入阻尼层，克服了以往阻尼减振结构影响散热或强度不够的缺陷；对于电子设备受到外载荷较小的情况，以往的阻尼减振结构可以适用，如果兼顾散热，阻尼垫衬套减振结构也可以采用，但对于电子设备受到较大外载荷、且需考虑散热时，上述结构承载能力就会相对不足，或者是设备变得笨重、占用很大空间。而本实用新型具有结构简单、不改变原有结构接口，选材及实施容易，不影响散热的优点，对于需要减振、又要保证散热、承载又大、具有2台及以上设备相邻装配的电子设备减振特别适用。同时，通过选择合适的阻尼材料，还能使本实用新型兼顾电磁屏蔽作用。

Description

一种插入式阻尼减振结构

技术领域

本实用新型涉及一种电子设备减振结构，特别是涉及一种用于相邻电子设备结构之间的整体式插入式阻尼减振结构，属于减振技术领域。

背景技术

对电子设备危害最大的是振动、冲击，振动引起的应力超过设备的允许应力而被破坏，而冲击则有可能因瞬时加速度很大而造成元器件损坏；电子设备中各种元器件较多，并且许多元器件(比如晶体)承受振动冲击能力较弱。根据公布资料，引起电子设备(特别是机载和弹载设备)失效的环境因素中，振动、冲击因素对设备所造成的损伤影响约占其他环境因素的27％，电子设备振动、冲击造成的失效会使产品性能变差，有时甚至带来灾难性后果。

通过对设备内部某些振动、冲击敏感元器件单独进行特殊设计、或者采取局部减振措施可以满足要求，但对于设备整体均需要进行降低其振动响应的场合，上述局部减振难以满足要求。如果采用传统的橡胶减振器存在频率范围窄、影响散热、承载能力不够大的缺陷，一般的约束层阻尼减振方法可以很好的降低响应，但往往需要额外制作的阻尼约束结构，占用空间较多，另外也往往存在阻断散热路径，造成散热不良问题，这种情况对于航天电子设备往往是不允许的，因此如何能够降低电子设备整机的响应，可以做到质量、空间占用不大且又不影响散热，对这一问题的解决变得十分必要。

到目前为止，国内外公开刊物及公开渠道上所了解到的减振的方法繁多，涉及到汽车、船舶、航空、航天、民用机械等许多领域，但其设计主要存在以下几个缺点中的一条或多条：

1、结构的占用空间相对较大

2、对设备的接口、连接改变较大

3、支撑刚度降低较多

4、承载能力范围小

5、对设备散热路径有阻断，影响散热

图2、图3给出了电子设备阻尼减振的常见方法，图2为一级阻尼减振系统，电子设备22放置在底板21上，底板21为粘弹性阻尼结构，具体为2层金属板作为约束层，金属板之间粘接有粘弹性阻尼材料作为阻尼层，该结构可以大幅降低仪器振动响应，但很明显，由于底板21中粘弹性材料导热差，对仪器整体的散热有很大影响。图3为另一种常见的减振方式，为阻尼垫加金属衬套减振结构，阻尼垫加金属衬套32安装在电子设备31的两侧，该方法压紧后在起到减振的同时不影响散热，但它的缺点是金属衬套的承载能力有限，过大的载荷会造成阻尼垫撕裂、损坏。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种利用相邻电子设备自身外部结构作为约束层，在相邻两个电子设备结构之间放置插入阻尼层的整体插入式阻尼减振结构，克服了以往阻尼减振结构影响散热或强度不够的缺点。

本实用新型的技术解决方案是：一种插入式阻尼减振结构，包括约束层和阻尼层，阻尼层安装在两个约束层之间，通过两个约束层周边的紧固件与约束层固定连接。

所述的约束层为相邻的防振电子设备自身外部结构。

所述的阻尼层厚度不大于5mm。

所述的阻尼层选用损耗因子在0.01～10的阻尼材料制成。

所述的阻尼层可选用具有电磁屏蔽作用的材料制成。

本实用新型的原理：如图4所示，本实用新型为两弹性层11、12(约束层)夹阻尼层2的结构，如果阻尼层2模量相对较低，或阻尼层2没有与弹性层11、12牢固粘接在一起，或者阻尼层2由纤维状的干摩擦阻尼材料构成，这样的结构产生的阻尼与约束阻尼结构不同，阻尼材料的受力及耗能状况也不同，即所谓的插入阻尼结构。作为约束阻尼层的相邻电子设备之间放置的阻尼层2具有较大阻尼特性，一般由损耗因子在0.01～10的阻尼材料制成，如橡胶或毛毡等材料，厚度不大于5mm，此时效果最佳。

图4表示一个插入阻尼梁结构，图5为等效弹簧模型，主梁(弹性层11)及辅梁(弹性层12)为弹性梁，梁之间插入阻尼2，当主梁受正弦力Fe^jωt激励时，主梁产生y₁(x，t)的响应，辅梁产生y₂(x，t)响应，两者的位移差使插在两弹性层之间的阻尼产生横向的拉压应变，阻尼层的交变应力和应变按照材料耗能的一般原理，使插入阻尼结构产生能量损耗，成为一种新的阻尼结构。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：本实用新型利用电子设备自身结构作为约束层，在相邻电子设备结构之间放置插入阻尼层，克服了以往阻尼减振结构影响散热或强度不够的缺陷；对于电子设备受到外载荷较小的情况，以往的阻尼减振结构可以适用，如果兼顾散热，阻尼垫衬套减振结构也可以采用，但对于电子设备受到较大外载荷、且需考虑散热时，上述结构承载能力就会相对不足，或者是设备变得笨重、占用很大空间。而本实用新型具有结构简单、不改变原有结构接口，选材及实施容易，不影响散热的优点，对于需要减振、又要保证散热、承载又大、具有2台及以上设备相邻装配的电子设备减振特别适用。同时，通过选择合适的阻尼材料，还能使本实用新型兼顾电磁屏蔽作用。通过试验证明本实用新型能够很大程度降低振动、冲击中的加速度(或力)响应。

附图说明

图1为本实用新型立体示意图；

图2为一级阻尼减振系统结构示意图；

图3为阻尼垫加金属衬套减振结构示意图；

图4为本实用新型原理图；

图5为本实用新型等效弹簧图；

图6为随机振动输入曲线图；

图7为未采用本实用新型的随机振动响应曲线图；

图8为采用本实用新型的随机振动响应曲线图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例(以相邻的两个单机为例，多个单机相邻原理类似)来具体说明本实用新型。

分机1A、分机1B并装后为一套完整设备，由于振动试验量级较高，两分机不采取任何减振措施，试验时导致响应超出内部器件许用值，并且分机存在散热要求，不允许在分机安装底面采取传统的减振器方法进行减振，并且要求不能改变已确定的安装接口，还有严格的电磁兼容(EMC)要求，通过综合考虑，采用本实用新型。

如图1所示，在分机1A、1B之间加插入阻尼2(0.5mm的导电橡胶垫)，阻尼2通过穿过两个分机的连接耳片4定位孔的紧固螺栓将分机1A、1B与阻尼2固定在一起。在减震的同时仍能够保证产品向底板的导热，并起到EMC电磁屏蔽作用，即该方法一举三得，不带来副作用，收到了很好的效果。

实测表明产品上响应低约30％以上，且能够降低产品各方向的响应。本实用新型的优点在于能从整体上对整个产品进行减振，一般来说，能够使得产品中各器件响应均有所降低，另外，本实用新型区别于其他减振结构的最主要之处在于减振的同时仍能够保证产品向底板的导热；对于电子设备来说，还可以起到EMC电磁屏蔽作用，即该方法一举三得，同时又不会带来副作用。

图7、8为输入图6的随机振动时，相邻两分机未采用和采用本实用新型的随机振动响应曲线图，图7、8中带波动的曲线为实测响应曲线。从图7、8可以看出，随机振动采取本实用新型后整机的随机振动加速度响应由原来的39.5grms降低为25.4grms，降低了约35％，满足了器件的使用要求。

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (5)

1.一种插入式阻尼减振结构，其特征在于：包括约束层(1)和阻尼层(2)，阻尼层(2)安装在两个约束层(1)之间，通过两个约束层(1)周边的紧固件(3)与约束层(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种插入式阻尼减振结构，其特征在于：所述的约束层(1)为相邻的防振电子设备自身外部结构。

3.根据权利要求1所述的一种插入式阻尼减振结构，其特征在于：所述的阻尼层(2)厚度不大于5mm。

4.根据权利要求1所述的一种插入式阻尼减振结构，其特征在于：所述的阻尼层(2)选用损耗因子在0.01～10的阻尼材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种插入式阻尼减振结构，其特征在于：所述的阻尼层(2)可选用具有电磁屏蔽作用的材料制成。

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