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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PCB114

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PCB126

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