多零件和螺接結(jié)合點(diǎn)材料阻尼特性-金相圖像顯微鏡

  材料阻尼與結(jié)構(gòu)變形時(shí)損失的內(nèi)部能量有關(guān)。當(dāng)給一個(gè)長(zhǎng)
條施加軸向拉力時(shí)，它不會(huì)馬上伸長(zhǎng)到一個(gè)新的長(zhǎng)度。由于長(zhǎng)條緩
慢蠕變到其新的穩(wěn)定的長(zhǎng)度，這會(huì)有一個(gè)小的時(shí)間滯后。當(dāng)外部載
荷撤銷(xiāo)時(shí)，該過(guò)程會(huì)逆轉(zhuǎn)，長(zhǎng)條試圖緩慢地縮回到其原來(lái)的長(zhǎng)度。
因?yàn)橛行?yīng)變能已經(jīng)轉(zhuǎn)化為熱能，可利用的能量減少了，因此長(zhǎng)條
決不會(huì)完全回到其原來(lái)的位置。現(xiàn)在給長(zhǎng)條施加相等的壓縮載荷，
上面描述的作用將以相反的方向發(fā)生。當(dāng)畫(huà)出正負(fù)應(yīng)力作用下的正
負(fù)應(yīng)變曲線時(shí)，將形成一個(gè)遲滯回線，結(jié)構(gòu)材料和黏彈材料的遲滯
回線稍有不同?；鼐€所包圍的區(qū)域是每個(gè)應(yīng)力循環(huán)的能量損失的度
量。因此，該區(qū)域就變?yōu)椴牧系淖枘崽匦阅芰Φ亩攘?。材料中較高
的應(yīng)力和應(yīng)變，將增大回線的區(qū)域，它表明：較高的應(yīng)力和應(yīng)變將
產(chǎn)生較大的阻尼。

估算材料阻尼的另一個(gè)方法是測(cè)量自由振動(dòng)結(jié)構(gòu)中的振幅變化
。當(dāng)移出和放開(kāi)受測(cè)的梁結(jié)構(gòu)要素時(shí)，因?yàn)槟芰康南模簩⒁灾?br>漸減小的振幅上下自由振動(dòng)，最終趨于靜止。能夠利用材料阻尼的
另一個(gè)方法是將若干橡膠條粘在螺接蓋板的內(nèi)表面。當(dāng)蓋板螺接到
適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，橡膠的布置應(yīng)使它們的下邊壓在插入式PCB的無(wú)支
撐的頂邊。橡膠條提供兩個(gè)功能：它們?yōu)镻CB增加某種附加支撐，
并且增大PCB上的阻尼。對(duì)于外加的新系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種布置工作良
好。但是，在這些系統(tǒng)服務(wù)幾年之后，振動(dòng)和沖擊環(huán)境最終會(huì)使橡
膠條磨損，這樣，外加的支撐和外加的阻尼會(huì)隨時(shí)間而變得不太有
效。

結(jié)構(gòu)阻尼特性
  結(jié)構(gòu)阻尼與振動(dòng)期間由于螺接和鉚接接合面的摩擦、裝配
結(jié)構(gòu)中的樞軸連接的摩擦以及各種表面間的滑動(dòng)、拍擊和碰撞引起
的能量損失有關(guān)。在生產(chǎn)裝配結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)試驗(yàn)表明：絕沒(méi)有兩個(gè)
相同的表觀結(jié)構(gòu)以完全相同的方式起作用。它們的傳輸率和固有頻
率總會(huì)有一些小的變化。這是由制造公差，金屬片的厚度，表面粗
糙度，結(jié)合面壓力，表面平面度，材料硬度，組裝時(shí)螺釘或鉚釘?shù)?br>數(shù)量，螺釘?shù)某叽?、間距和力矩，接合面的干濕，濕度條件，組裝
順序以及許多其他因素的不同而引起的。

  振動(dòng)試驗(yàn)必須仔細(xì)地規(guī)劃，以獲取任何結(jié)構(gòu)的傳輸率和固
有頻率。使用真實(shí)結(jié)構(gòu)代替模型進(jìn)行試驗(yàn)總會(huì)更好些。當(dāng)必須使用
模型時(shí)，它應(yīng)該接近于真實(shí)結(jié)構(gòu)。凡可能之處，試驗(yàn)應(yīng)使用所要求
的加速度輸入值進(jìn)行。由于使用真實(shí)硬件進(jìn)行試驗(yàn)總會(huì)擔(dān)心真實(shí)硬
件出現(xiàn)損壞，因而常常使用較低的試驗(yàn)量值。插入式PCB非線性程
度很大，因而使用較低的輸入加速度試驗(yàn)量值會(huì)導(dǎo)致較低的應(yīng)力和
較小的阻尼。而較小的阻尼將會(huì)導(dǎo)致較高的傳輸率和固有頻率。因
此，只要知道了結(jié)構(gòu)的非線性特性，就不應(yīng)存在利用降低了的輸人
加速度值進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)的問(wèn)題。

  在具有許多零件和螺接結(jié)合點(diǎn)的大型系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)阻尼總
是會(huì)大于材料阻尼。增大材料應(yīng)力會(huì)增大材料阻尼，并減小傳輸率
。增大材料應(yīng)力還將縮短材料的疲勞壽命。為設(shè)計(jì)劃算的電子系統(tǒng)
，必須了解這種權(quán)衡關(guān)系。

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)