全民檢測振動試驗分為正弦振動試驗與隨機振動試驗電磁兼容測試實驗室的目的是在實驗室內模擬產品在運輸、儲存、使用過程中所可能經受到的正弦振動及其影響。全民檢測檢驗中心正弦振動主要是由于機、車輛、船舶、空中行器和地面機械的旋轉、脈動、振蕩等諸力所引起的。
正弦振動試驗的試驗條件(嚴酷等級)由頻率、振幅、試驗持續時間三個參數共同確定。
一、 振動試驗相關術語定義(《GB/T 2298-2010機械振動、沖擊與狀態監測 詞匯》)
1) 正弦振動:振動參量可由時間自變量的正弦函數描述的周期運動。
2) 頻率:周期的倒數
注:頻率的單位是赫茲(Hz),相當于每秒循環一次
3) 振幅:位移與相對位移,表征物體上一點相對于某參考系的位置變化的時間變量;峰-峰值,給定時間區間內振動{zd0}正值與{zd0}負值之間的差值。
4) 交越頻率:振動的某一特征從一種關系轉變為另一種關系時的頻率。
二、 振動試驗標準
振動試驗標準有很多,不同的國家地區行業,都會有不同的標準體系,如:ASTM,ISTA,MIL,EN,IEC,ETSI,JIS,SAE,JASO,ISO,IEC,AEC等;
現行常見的振動試驗標準有:GB2423, GJB150A,GJB360,GJB548,GJB4,GJB367A,GB25119,GB21563,GB6587,GB11287,GB16806,QC413,ISO16750,GB4857,IEC60068
其中全民檢測中心正弦振動標準主要有:
GB/T 2423.10-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Fc:振動(正弦)
IEC 60068-2-6-2007 基本環境試驗規程 第2部分:試驗. 第6節:試驗Fc:振動(正弦波)
ISO 8318-2000包裝 滿裝的運輸包裝和單位貨物 采用可變頻的正弦振動試驗
GB/T 4857.10-2005包裝 運輸包裝件基本試驗第10部分:正弦變頻振動試驗方法
三、 振動試驗方法
在正弦振動試驗方法中又規定了“掃頻試驗”和“定頻試驗”兩種試驗方法。
1、 掃頻試驗
掃頻試驗是指在試驗過程中維持一個或兩個振動參數(位移、速度或加速度)量級不變,而震動頻率在一定范圍內連續往復變化的試驗。
1) 現行掃描化是線性的,即單位時間掃過多少赫茲,單位是Hz/s或Hz/min,這種掃描用于細找共振頻率的試驗。
2) 對數掃描頻率變化按對數變化,掃描率可以是oct/min、oct是倍頻程。
全民檢測檢驗中心掃頻試驗主要用于:
a) 產品振動頻響的檢查(即最初共振檢查),確定共振點及工作的穩定性,找出產品共振頻率,以做耐振處理。
b)耐掃頻處理,當產品在使用頻率范圍內無共振點時,或有數個不明顯的諧振點,必須進行耐掃頻處理,掃頻處理方式在低頻采用定位移幅值,高頻段采用定加速度幅值的對數連續掃描,其交越頻率一般在55-72Hz,掃頻速率一般按1min/oct進行。
c) {zh1}共振檢查:以產品振動頻響檢查相同的方法檢查產品經耐振處理后,各共振點有無改變,以確定產品通過耐振處理后的可靠程度。
2、 定頻試驗
定頻試驗是指在規定的固定頻率點上進行各種振動參數不同量級的試驗。它主要用于:a)耐共振頻率處理。在產品振動頻響檢查時發現的明顯共振頻點上,施加規 定振動參數振幅的振動,以考核產品耐共振振動的能力。b)耐預定頻率處理。在已知的產品適用環境條件振動頻率時,可采用耐預定頻率的振動試驗。其目的還是 為考核產品在預定危險頻率下的承受振動的能力。
四、振動試驗條件的選擇
1、 頻率、頻率范圍:
有的標準(例如軍標)會直接給出,要求按照產品的正常使用環境選定了試驗的頻率或頻率范圍;民(商)用標準通常考慮的是產品在運輸、貯存和使用過程中會遇 到的振動頻率。例如車輛上用的設備,主要基波頻率可能低到1.5~4Hz之間。在試驗頻率范圍0.1Hz~500Hz時,可使用液壓振動臺來實 現;500Hz~2000Hz時,則需要使用電動振動臺來實現。另外,如今的電動振動臺也可達到5Hz~10Hz。
2、振幅及其選擇
在正弦振動試驗中,其振幅有位移幅值和加速度幅值二種,在實際試驗時,有的試驗僅給出位移幅值,有的試驗同時給出位移幅值和加速度幅值。
1)位移幅值:對IEC標準和國標,其上限頻率不超過10Hz;在美軍標和國軍標中,例如電氣元件試驗方法,在10Hz~55Hz范圍內也僅給出一個位移幅值0.75mm(單振幅)。
2)同時給出位移幅值和加速度幅值:產品安裝按照實際的振動特點是頻率越高加速度越大,頻率越低位移幅值越大,并且是隨著振動頻率的變化不斷改變的。對產 品而言,低頻主要是位移破壞,高頻主要是加速度破壞。低頻與高頻之間的轉換就要應用到交越頻率。在IEC標準中有8~9Hz的低交越頻率和57~62Hz 的高交越頻率,前者主要用于艦船產品試驗,后者主要應用于陸用和空用產品的試驗。
3、振動試驗的持續時間及其選擇
振動試驗的持續時間是描述產品的耐受振動能力的重要參數。對掃頻試驗一般是以掃頻循環數給出;對定頻試驗,則直接以分鐘或小時計算。
IEC和國標對掃頻試驗給出了1, 2, 5, 15, 20, 50, 100等七個掃頻循環數等級;全民檢測檢驗中心對定頻試驗給出了10分,30分,1小時,1.5小時,2小時,10小時等六個試驗時間等級。美軍標和國軍標則給出了12個 和36個二種掃頻循環數等級。全民檢測檢驗中心主要是綜合考慮產品結構、功能、實際的工作時間以及故障恢復等因素。
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