19. Способы виброзащиты конструкций рэс

Известно несколько способов защиты аппаратуры от вибраций. К ним относятся: изменение соотношения между собственными частотами конструкций и частотами возмущающей силы; экранирование упругих волн источника; уравновешивание возмущающих нагрузок механизмов; изоляция вибраций и применение динамических гасителей.

Применение того или иного способа уменьшения вибраций зависит от конкретных условий эксплуатации изделия РЭУ. Сущность первого способа защиты от вибраций заключается в изменении частоты возмущающей силы, если это возможно, либо в изменении резонансной частоты конструкции относительно основной и кратных частот источника упругих колебаний. Изменение резонансной частоты конструкции можно осуществить изменением жесткости. В связи с тем, что спектр возбуждения обычно состоит из многих гармонических составляющих, резонансную частоту конструкции необходимо разместить между основными частотными составляющими источника возмущений.

Для осуществления экранирования упругих волн между источником вибраций и конструкцией устанавливаются экраны из материалов, отличающихся от материалов конструкции. Например, если упругие волны распространяются в эластичных средах (резина, поролон, полиуретан и др.), в качестве экрана можно использовать металлические прокладки, колпаки, цилиндры, решетки, которые приклеиваются к эластичной среде. Если колебания распространяются в металле, то экранами могут быть эластичные материалы, воздушные зазоры и щели.

Эффективность экранирования упругих волн зависит от соотношения размеров экрана и длины распространяющихся волн. Опытным путем установлено, что экранирование упругих волн начинается тогда, когда «глубина» экрана (размер, характеризующий погружение экрана в среду, в котором распространяются упругие волны) больше или равна 0,3 λ.

Способ уравновешивания возмущающих нагрузок заключается в выполнении таких конструкций, у которых центр масс лежит на оси вращения (условие равенства нулю главного вектора сил инерции), а ось вращения совпадает с главной осью инерции (условие равенства нулю главного момента сил инерции). Уравновешивание возмущающих нагрузок обычно достигается добавлением противовесов или снятием излишнего материала.

Способ изоляции вибрации заключается в том, что между изолируемой конструкцией и основанием устанавливаются амортизаторы. Изоляция вибраций является наиболее универсальным и наиболее распространенным способом защиты конструкции РЭУ от вибраций и ударов.

Эффективным средством защиты конструкции РЭС от механических воздействий является введение демпфирования. В ряде случаев оно используется совместно с амортизацией. Наиболее перспективным и распространенным способом демпфирования конструкций РЭС является одно- или двусторонняя заливка или введение высокоэффективных вибропоглощающих материалов в структуру несущих оснований. Эти способы основаны на способности полимеров рассеивать большое количество энергии при растяжении, изгибе или сдвиге за счет упругих свойств. К недостаткам данных способов относятся: худшая ремонтопригодность при заливке, худший теплоотвод от залитых элементов, сильная зависимость демпфирующих свойств от температуры, возможность возникновения больших внутренних напряжений в компаунде при изменении температуры, изменение свойств полимеров при воздействии радиации. Использование вибропоглощающих материалов позволяет снизить коэффициент виброизоляции ячеек с 40 до 3 за счет приклейки ИС к рамке ячейки. При одном и том же эффекте демпфирования толщина внешней заливки должна быть в 5... 10 раз больше, чем при введении вибропоглощающих материалов в структуру несущей конструкции.