基于振动响应特性和波谷控制的振动输入谱参数确定方法技术

本发明专利技术基于振动响应特性和波谷控制的振动输入谱参数确定方法，步骤如下：1)依据产品特性确定产品在振动中需要关注的关键部位；2)测量获取关键部位的振动响应曲线的所有特征频率段；3)确定所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度，计算得到各特征频率段的功率谱密度放大倍数；4)获取目标响应谱线中在各特征频率段的谱密度，计算得到设计输入谱中在各特征频率段的谱密度；5)将所获得的各特征频率段由小至大进行排序，计算得到相邻频率段的谱密度增益或衰减斜率，即为输入谱参数；本发明专利技术该方法可有效避免因产品优势频率响应对产品造成不期望出现的过筛选结果，避免因过筛选试验造成的可靠性隐患。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。属于电子 产品振动筛选试验

技术介绍
电子产品环境应力筛选技术是通过向电子产品施加合理的环境应力和电应力，将 其内部缺陷早期发现的一种技术。一般认为如果振动量级超过〇.(Mg2VHZ的+3dB，则受试品 会产生疲劳损伤，造成可靠性隐患甚至出现不应有的故障。因此振动输入谱在振动筛选试 验过程中必须科学控制。 目前用于整机电子产品的随机振动筛选条件主要是来自GJB1032-90的依据前人 工程经验总结出来的6.06g振动谱线，在实际操作过程中往往是在产品的外部安装机械接 口处输入，也有输入在产品内部去除减振器之后的关键部位上，但仍然因为整机各部件的 多阶振动优势响应频率引起一些部件的振动谱密度超过甚至远大于〇. (Mg2VHz的+3dB容 差。对于体积较小、构成简单的单表、单板产品可以直接使用该条件进行环境应力筛选，但 对于尺寸较大，由多组件构成的单机级产品，直接将该激励条件输入到产品安装部位会引 起产品各部件的较大振动差异，在产品某些部位的响应总均方根值甚至会超过13grms，会 对仪表产生疲劳作用，损耗产品的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供基于振动响应特性和波谷 控制的振动输入谱参数确定方法，避免了产品优势频率响应对产品造成不期望出现的过筛 选结果。 本专利技术的技术方案是：基于振动响应特性和波谷控制的振动输入谱参数确定方 法，步骤如下： 1)依据产品特性确定产品在振动中需要关注的关键部位； 2)测量获取关键部位的振动响应曲线的所有特征频率段，即所有波峰频率段和所 有波谷频率段，及各特征频率段下的响应功率谱密度W; 3)确定所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度Wo，计算得到各特征频率 段的功率谱密度放大倍数Q; 4)获取目标响应谱线中在各特征频率段的谱密度Wa，计算得到设计输入谱中在各 特征频率段的谱密度Wb; 5)将步骤2)所获得的各特征频率段由小至大进行排序，计算得到相邻频率段的谱 密度增益或衰减斜率A，即为输入谱参数； 式中： '为某一波峰频率段的终点频率； f2为某一波谷频率段f2的起点频率； Wbl为某一波峰频率段负的功率谱密度； Wb2为某一波谷频率段5的功率谱密度。 本专利技术与现有技术相比的优点在于:此种设计方法设计出的振动输入谱针对了各 个产品的自身特点，能够有效避免对产品的过应力筛选，避免筛选试验过早损耗产品振动 累计寿命，减小产品可靠性隐患。【附图说明】 图1某型号惯组产品波谷控制的随机振动筛选试验条件谱形图。图2为本专利技术方法流程图。【具体实施方式】 如图2所示，下面对本专利技术的实现过程作详细说明： 1)依据产品特性确定产品在振动中需关注的若干关键部位； 根据不同产品的不同特性，确定振动中需关注的部位，此处主要是关注容易在振 动中损坏的部位和需要在振动中检验质量的部位。 以惯组产品为例，惯性仪表和信号处理与接口电路是产品的关键件，需要特别关 注其质量是否可靠。 2)通过试验测量或者仿真的手段获取关键部位的振动响应曲线的波峰频率段、波 谷频率段，统称为特征频率段，及各特征频率段下的响应功率谱密度W;以某型号惯组为例，通过振动试验测试得到惯性仪表本体特征频率段1为80Hz-85Hz，响应功率谱密度W为0 . lg2//Hz，特征频率段3为180Hz-450Hz，响应功率谱密度W为 0.02g2//Hz。信号处理与接口电路特征频率段2为120Hz-122Hz，响应功率谱密度W为 0.67g 2//Hz 〇 3)确定试验或仿真所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度Wo,使用公式 (1)计算得到各特征频率段的功率谱密度放大倍数Q;式中： Q一一功率谱密度放大倍数； W-一产品响应功率谱密度； Wo - 一输入功率谱密度；继续以步骤2)产品为例，输入功率谱密度Wo为0.04g2//Hz，根据公式（1)计算得到 本体特征频率段1放大倍数Q为2.5倍，特征频率段3放大倍数Q为0.5倍，特征频率段2放大倍 数Q为16倍。 4)获取目标响应谱线中各特征频率段的谱密度1，使用公式(2)计算得到设计输 入谱在各特征频率段的谱密度Wb; Q一一功率谱密度放大倍数； Wa-一目标响应谱响应功率谱密度； Wb一一设计输入功率谱密度；继续以步骤2产品为例，将数据带入公式(2)得到设计输入谱在各特征频率段的谱 密度Wb，特征频率段1为0.016g2//Hz，特征频率段3为0.08g2"Hz，特征频率段2为0.0024g 2" Hz0 5)将步骤2)所获得的各特征频率段由小至大进行排序，将上述3个频率段排序为 80Hz-85Hz，120Hz-l 22Hz，180Hz-450Hz，如图 1 所示。 使用公式(3)计算得到相邻频率段(例如心-心'和^-^彡的谱密度增益丨或衰减） 斜率A; 式中： fi'--频率段fi-fi'的终点频率； f2--频率段f2-f2'的起点频率； Wbl――频率段M1 '的功率谱密度。 Wb2 - -频率段f 2-f 2 '的功率谱密度。 因此85Hz-120Hz之间存在一个衰减过程，计算得到斜率A为-16.5dB/oct，122Hz-180Hz之间存在一个增益过程，计算得到斜率A为27.14dB/oct。 其余频率段均按上述方法计算，直到得到全频率段的完整谱线图，如图1和表1。实 际产品中涉及频率段较多，在此不一一赘述。表1进行波谷控制的随机振动输入条件【主权项】1.，其特征在于步骤如下： 1) 依据产品特性确定产品在振动中需要关注的关键部位； 2) 测量获取关键部位的振动响应曲线的所有特征频率段，即所有波峰频率段和所有波 谷频率段，及各特征频率段下的响应功率谱密度W; 3) 确定所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度Wo,计算得到各特征频率段的 功率谱密度放大倍数Q;4) 获取目标响应谱线中在各特征频率段的谱密度Wa，计算得到设计输入谱中在各特征 频率段的谱密度Wb;5) 将步骤2)所获得的各特征频率段由小至大进行排序，计算得到相邻频率段的谱密度 增益或衰减斜率A，即为输入谱参数；式中： f 1 '为某一波峰频率段f 1的终点频率； f 2为某一波谷频率段f 2的起点频率； Wbi为某一波峰频率段fi的功率谱密度； Wb2为某一波谷频率段f 2的功率谱密度。【专利摘要】本专利技术，步骤如下：1)依据产品特性确定产品在振动中需要关注的关键部位；2)测量获取关键部位的振动响应曲线的所有特征频率段；3)确定所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度，计算得到各特征频率段的功率谱密度放大倍数；4)获取目标响应谱线中在各特征频率段的谱密度，计算得到设计输入谱中在各特征频率段的谱密度；5)将所获得的各特征频率段由小至大进行排序，计算得到相邻频率段的谱密度增益或衰减斜率，即为输入谱参数；本专利技术该方法可有效避免因产品优势频率响应对产品造成不期望出现的过筛选结果，避免因过筛选试验造成的可靠性隐患。【IPC分类】G06F17/50【公开号】CN105550401【申请号】CN201510886289【专利技术人】金贝, 王宁, 宁晓戈 【申请人】北京航天时代光电科技有限公司【公开日】2016年5月4日【申请日本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于振动响应特性和波谷控制的振动输入谱参数确定方法，其特征在于步骤如下：1)依据产品特性确定产品在振动中需要关注的关键部位；2)测量获取关键部位的振动响应曲线的所有特征频率段，即所有波峰频率段和所有波谷频率段，及各特征频率段下的响应功率谱密度W；3)确定所使用的输入谱中在各特征频率段的功率谱密度W0，计算得到各特征频率段的功率谱密度放大倍数Q；Q=WW0]]>4)获取目标响应谱线中在各特征频率段的谱密度Wa，计算得到设计输入谱中在各特征频率段的谱密度Wb；Wb=WaQ]]>5)将步骤2)所获得的各特征频率段由小至大进行排序，计算得到相邻频率段的谱密度增益或衰减斜率A，即为输入谱参数；A=(10logwb2wb1logf2f1′log2)...(3)]]>式中：f1’为某一波峰频率段f1的终点频率；f2为某一波谷频率段f2的起点频率；Wb1为某一波峰频率段f1的功率谱密度；Wb2为某一波谷频率段f2的功率谱密度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金贝，王宁，宁晓戈，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11