电子设备振动分析 第3版PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1振动源 1

1.2定义 1

1.3振动表达式 2

1.4自由度 3

1.5振动方式 4

1.6振动节点 5

1.7耦合方式 5

1.8紧固件 6

1.9飞机和导弹用电子设备 8

1.10舰船和潜艇用电子设备 10

1.11汽车、卡车和牵引车用电子设备 11

1.12石油勘探用电子设备 12

1.13计算机、通信和娱乐用电子设备 12

第2章 简单电子系统的振动 13

2.1无阻尼单弹簧-质量系统 13

例题：悬臂梁的固有频率 14

2.2单自由度扭转系统 15

例题：扭转系统的固有频率 16

2.3串联弹簧和并联弹簧 17

例题：弹簧系统的谐振频率 18

2.4频率和加速度与位移的关系 19

例题：梁的固有频率应力 20

2.5有黏滞阻尼的强迫振动 22

2.6传输率作为频率的函数 25

例题：建立谐振频率与动态位移的关系式 25

2.7无阻尼多弹簧-质量系统 26

例题：系统的谐振频率 26

第3章 元件引线和焊点的振动疲劳寿命 28

3.1引言 28

3.2安装在PCB上的元件的振动问题 28

例题：TO—5晶体管引线的振动疲劳寿命 28

3.3 TO-5晶体管焊点的振动疲劳寿命 30

3.4引线振动问题的建议 32

3.5振动期间变压器内采用动态力驱动式的引线 32

例题：变压器引线中的动态力和疲劳寿命 33

3.6 PCB和元件产生的引线应变之间的相对位移 35

例题：PCB位移对可靠性的多种影响 36

第4章 电子部件的梁结构 40

4.1匀质梁的固有频率 40

例题：梁的固有频率 43

4.2非均匀横截面 46

例题：带有非均匀截面箱体的固有频率 49

4.3复合梁 50

第5章 排架、框架和圆弧状元件引线 55

5.1装在电路板上的电子元件 55

5.2有侧向载荷和铰接端的排架 57

5.3应变能——有铰接端的排架 58

5.4应变能——有固定端的排架 61

5.5应变能——有铰接端的圆弧 65

5.6应变能——有固定端的圆弧 66

5.7应变能——消除引线应变的圆弧 68

例题：增加引线的横偏绕曲来提高疲劳寿命 70

第6章 印制电路板与平板 75

6.1不同类型的印制电路板 75

6.2电路板边缘条件的变化 77

6.3印制电路板传输率的估算 79

6.4利用三角级数估算固有频率 80

6.5利用多项式级数估算固有频率 84

例题：印制电路板的谐振频率 87

6.6瑞利法导出固有频率方程 88

6.7电路板中的动态应力 93

例题：PCB中的振动应力 95

6.8印制电路板上的加强肋 95

6.9用螺钉固定到电路板上的加强肋 99

6.10在两个方向有加强肋的印制电路板 101

6.11用肋加固平板和电路板的正确应用 102

6.12快速估算电路板要求的肋间距的方法 103

6.13有不同支撑的不同形状PCB的固有频率 104

例题：带三点支撑的三角形PCB的固有频率 109

第7章 用以延长PCB的疲劳寿命的倍频程准则、缓冲和阻尼 110

7.1 PCB与其支撑结构之间的动态耦合 110

7.2松动的边缘导向件对插入式PCB的影响 113

7.3对倍频程准则的动态计算机研究的描述 113

7.4前向倍频程准则的反复应用 113

7.5反向倍频程准则必须具有轻量的PCB 114

例题：装有继电器的PCB的振动问题 114

7.6建议的继电器的纠正措施 115

7.7使用减振器减小PCB的位移和应力 116

例题：增加减振器以提高PCB的可靠性 117

7.8使用阻尼控制PCB的传输率 118

7.9材料的阻尼特性 119

7.10使用黏弹性材料的约束分层阻尼 119

7.11为何PCB上的加固肋常常比阻尼更好 120

7.12具有PCB黏弹性阻尼器的问题 120

第8章 电子设备正弦振动故障预防 122

8.1引言 122

8.2振动疲劳寿命估算 122

例题：电子系统的鉴定试验 124

8.3电子元件引线应力消除 124

8.4为正弦振动环境设计的PCB 126

例题：确定PCB的理想谐振频率 128

8.5器件位置和布局对PCB寿命的影响 129

8.6楔形压板对PCB谐振频率的影响 130

例题：有边缘楔形压板的PCB的谐振频率 132

8.7松动的PCB边缘导向件的影响 134

例题：有松动的边缘导向件的PCB的谐振频率 136

8.8过谐振点的正弦扫频 137

例题：正弦扫描期间累积的疲劳循环数 138

第9章 电子设备随机振动设计 139

9.1引言 139

9.2随机振动中的基本故障模式 139

9.3随机振动的特性 140

9.4正弦振动和随机振动之间的差异 140

9.5随机振动输入曲线 141

例题：确定输入均方根加速度水平 142

9.6随机振动单位 143

9.7随机振动输入曲线的形状 143

例题：求取倾斜PSD曲线的输入RMS加速度 144

9.8分贝数与斜率之间的关系 145

9.9求取PSD曲线下面积的积分方法 146

9.10求取PSD曲线上的各点 147

例题：求取PSD值 147

9.11利用基本对数求取PSD曲线上的各点 148

9.12概率分布函数 148

9.13高斯（正态）分布曲线 148

9.14利用三段技术确定随机振动故障的关系 150

9.15瑞利分布函数 151

9.16单自由度系统对随机振动的响应 151

例题：随机振动疲劳寿命估计 152

9.17 PCB对随机振动的响应 157

9.18 PCB的随机振动环境设计 157

例题：求取PCB谐振频率的希望值 160

9.19相对运动对器件疲劳寿命的影响 161

例题：器件疲劳寿命 161

9.20考虑输入PSD而不考虑输入RMS加速度的原因 162

9.21连接器磨损和表面摩擦腐蚀 163

例题：确定连接器的近似疲劳寿命 163

9.22多自由度系统 164

9.23随机振动的倍频程规则 164

例题：机箱和PCB对随机振动的响应 165

例题：电子机箱的动态分析 167

9.24确定正零交越数 169

例题：确定正零交越数 170

第10章 电子设备的声噪声效应 171

10.1引言 171

例题：确定声压级 171

10.2电子设备中的麦克风效应 171

10.3声噪声试验的发生方法 172

10.4 1/3倍频程带宽 174

10.5确定声压谱密度 174

10.6对声噪声激励的声压响应 175

例题：暴露于声噪声中的薄金属面板的疲劳寿命 175

10.7确定声加速度谱密度 179

例题：声噪声分析的替代方法 179

第11章 电子设备冲击环境设计 181

11.1引言 181

11.2冲击环境的规定 182

11.3脉冲冲击 183

11.4零回弹和全回弹半正弦冲击脉冲 185

例题：半正弦冲击脉冲跌落试验 185

11.5电子结构对冲击脉冲的响应 188

11.6简单系统对各种冲击脉冲的响应 189

11.7 PCB如何响应冲击脉冲 190

11.8期望的PCB冲击谐振的确定 191

例题：PCB对半正弦冲击脉冲的响应 192

11.9 PCB对其他冲击脉冲的响应 194

例题：安装在悬臂梁上的变压器的冲击响应 194

11.10等效冲击脉冲 197

例题：电子组件的运输箱 197

11.11低频率比R值 200

例题：低频率比R的冲击放大因子 200

11.12冲击隔离器 201

例题：隔离器中产生的热量 202

11.13冲击隔离器使用须知 203

例题：选择一组冲击隔离器 203

11.14弱阻尼系统的减幅振荡效应 205

11.15二自由度系统如何响应冲击 206

11.16冲击的倍频程准则 208

11.17速度冲击 208

例题：设计承受速度冲击的机箱 209

11.18非线性速度冲击 209

例题：敏感电子箱的缓冲材料 210

11.19冲击响应谱 211

11.20机箱和PCB如何响应冲击 213

例题：机箱和PCB的冲击响应谱的分析 213

11.21点火冲击如何影响电子元器件 216

例题：混合器件模片键合线的谐振频率 218

第12章 电子机箱的设计与分析 220

12.1引言 220

12.2各种安装形式 220

12.3初步动态分析 223

12.4螺钉连接的盖 224

12.5耦合模式 226

12.6机箱的动态载荷 228

12.7机箱的弯曲应力 231

12.8弯曲产生的屈曲应力比 233

12.9机箱的扭转应力 235

12.10剪切的屈曲应力比 237

12.11屈曲的安全裕度 238

12.12重心安装 239

12.13求解机箱动态力和应力的简单方法 240

第13章 制造方式对电子设备可靠性的影响 242

13.1引言 242

13.2电子元件和引线的标准公差 242

例题：PCB公差对频率和疲劳寿命的影响 243

13.3与PCB厚度公差有关的问题 244

13.4不良黏结方法对结构强度的影响 245

13.5将小型轴心引线元件焊接到通孔PCB上的问题 245

13.6由已知的不良制造方法引起的各种问题 246

13.7航空电子完整性大纲和汽车完整性大纲（AVIP） 247

13.8进行AVIP分析的基础原理 249

13.9关于可靠性的不同透视 252

第14章 振动夹具和振动试验 253

14.1振动模拟设备 253

14.2振动台的安装 254

14.3振动试验夹具 254

14.4夹具设计的基本要求 255

14.5螺栓的有效弹簧刚度 256

14.6螺栓的预加力矩 258

例题：求理想的螺栓力矩 258

14.7摆动模式和倾覆力矩 258

14.8油膜滑台 260

14.9振动夹具的配重锤 261

14.10优质夹具设计要点 261

14.11悬挂系统 262

14.12机械保险装置 263

14.13从摆动模式中区分出弯曲模式 264

14.14推杆联轴器 264

14.15 滑板纵向谐振 268

14.16振动台的加速度生成能力 268

14.17伺服控制加速度计的位置 269

14.18估算结构件中传输率Q的更精确的方法 270

例题：插入式PCB预期的传输率 271

14.19振动试验夹具的交叉耦合效应 271

14.20螺栓连接结构件中的逐步振动剪切故障 272

14.21采用剪切负载的螺栓的推杆耦合振动台 273

14.22螺栓连接PCB的中心以改善其振动疲劳寿命 274

14.23由于制造方法不当引起的振动故障 276

14.24实际上因大型底座跌落引起的所谓振动故障 276

14.25增强现有系统振动和冲击能力的方法 277

第15章 电子设备的环境应力筛选 278

15.1引言 278

15.2环境应力筛选理论 278

15.3筛选环境 279

15.4预期筛选可接受时怎么办 281

15.5预期筛选不可接受时怎么办 281

15.6是否筛选的问题 281

15.7筛选大纲开始前的准备 282

15.8组合的热循环、随机振动和通电工作 284

15.9分开的热循环、随机振动和通电工作 285

15.10筛选环境顺序的重要性 285

15.11如何求取热循环筛选中的损伤 286

15.12随机振动筛选中疲劳寿命极限总量估计 287

例题：振动和热循环筛选中用掉的疲劳寿命 289

参考文献 294