1.1振動測試

環(huán)境振動測試中，振動測量包括兩類：

一是對引起噪聲輻射的物體振動測量；

二是對環(huán)境振動測量。

常使用振動方式可分為正弦振動(Sine vibration)及隨機振動(Random vibration)兩種

1.2 振動試驗工程背景

a：現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的制作工藝越來越復(fù)雜

b：產(chǎn)品的使用范圍越來越廣

c：復(fù)合材料的應(yīng)用越來越多

d：產(chǎn)品的可靠性要求越來越高

1.3 振動試驗?zāi)康?/p>

a：研制試驗：用于確定裝備的特性，暴露設(shè)計和構(gòu)造的不足及評價糾正措施

b：鑒定試驗：確定裝備是否滿足特定環(huán)境要求

c：功能試驗：驗證裝備暴露在惡劣的運行環(huán)境條件下是否能正常工作

d：耐久試驗：對環(huán)境壽命周期高精度的模擬

e：可靠性試驗：獲得裝備失效率的統(tǒng)計規(guī)律,試驗件通常較多

1.4 振動控制器

振動控制儀的主要技術(shù)指標：

正弦振動控制：a、頻率范圍

b、頻率穩(wěn)定度

c、掃描功能

d、壓縮的動態(tài)范圍

e、測振指示精度

f、控制精度

隨機振動控制：a、頻率范圍

b、頻率分辨率

c、動態(tài)范圍

d、均衡精度

e、回路時間

1.5振動臺

（1）機械式振動臺

直接作用式：凸輪驅(qū)動工作臺

慣性式：偏心質(zhì)量塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作為激振力

優(yōu)點：價格低廉、工作可靠、載荷和推力大

缺點：工作頻率范圍窄，加速度失真較大?？蓾M足試驗方法中低頻段試驗要求

（2）電液式振動試驗臺

原理：通過能量轉(zhuǎn)換裝置，將油泵流出的高壓流體的能量轉(zhuǎn)換成激振力

優(yōu)點：下限頻率低，易于實現(xiàn)大推力，載荷重，位移大

缺點：設(shè)備復(fù)雜，價格昂貴，對基礎(chǔ)要求高?？蓾M足試驗方法中低、中頻段的試驗要求

（3）電動式振動試驗臺

原理：恒定磁場和位于磁場中通有一交變電流的線圈相互作用，產(chǎn)生激振力

優(yōu)點：工作頻帶寬，振動波形好，易于自動控制，操作調(diào)節(jié)方便

缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，載荷和工作臺面較小?？蓾M足試驗要求中5Hz以上的各頻段試驗要求

1.6正弦振動試驗

主要用途：（1）模擬激勵源是周期函數(shù)的振動

（2）搜尋結(jié)構(gòu)共振頻率

（3）考核試件的疲勞強度

（4）與隨機振動疊加產(chǎn)生模擬實際環(huán)境的振動（SOR－直升機、汽車發(fā)動機艙）

1.7 正弦振動試驗—分類

（1）定頻正弦振動試驗：正弦振動頻率始終不變的試驗叫定頻正弦振動試驗

（2）掃頻正弦振動試驗：正弦掃頻試驗中頻率將按一定的規(guī)律發(fā)生變化，而振動量級是頻率的函數(shù)

正弦掃描搜尋找共振頻率，在共振頻率定頻駐留，考核疲勞強度。

1.8 隨機振動試驗方法

隨機振動試驗特點：為什么隨機信號能控制

a、所有試驗頻率成分同時激振而且在各頻率的輸入振幅是隨機變化的

b、從時間軸上看，隨機振動試驗為多次瞬間隨機振動的疊加，從試驗曲線上看，測點響應(yīng)曲線的每一幀都不同

c、數(shù)學(xué)模型更為復(fù)雜，控制設(shè)備要求較高

d、更加符合真實環(huán)境激勵

隨機振動試驗應(yīng)用范圍：

a、模擬車輛實際行駛過程中受到的振動

b、模擬地震時的振動

c、模擬飛行器發(fā)動機運行時的振動

d、模擬流體的紊流引發(fā)的振動

1.9 隨機振動試驗方法

隨機振動假設(shè)：平穩(wěn)、各態(tài)歷經(jīng)、高斯分布

平穩(wěn)---統(tǒng)計特性與時間無關(guān)

各態(tài)歷經(jīng)---每個子樣可以代表過程的統(tǒng)計特性

高斯分布---瞬時加速度值的概率密度函數(shù)符合高斯分布

嚴酷等級---頻率范圍、加速度譜密度、總均方根、持續(xù)時間

隨機振動中的計算：

隨機振動試驗條件的設(shè)置：

頻率范圍－－輸入試驗頻率的上下限

分辨率 －－大頻率與譜線數(shù)之比

自由度數(shù)－－統(tǒng)計中獨立變量的個數(shù)

譜設(shè)置 －－按照試驗規(guī)范將譜型輸入至控制器

容差設(shè)置－－推薦報警限為±3dB與中斷限±6dB

1.10 混合振動試驗方法

模擬真實的工作環(huán)境－－寬帶隨機＋正弦和或/窄帶隨機

（1）正弦疊加隨機振動（SOR）

（2）隨機疊加隨機振動（ROR）

（3）正弦疊加隨機再疊加隨機振動（SROR）

特點：

SROR 模式下，寬帶隨機的振動量級較小，窄帶隨機和正弦振動量級較大

ROR 模式下，可用實現(xiàn)輸出較小的激振力進行較大量級的振動

應(yīng)用范圍：

a、適合模擬復(fù)雜激勵下的振動試驗

b、可分段完成的大量級振動試驗

1.11沖擊試驗方法

沖擊環(huán)境來自于彈性體之間的機械撞擊

沖擊環(huán)境：

a、運輸過程中的隨機性彈跳沖擊

b、操作過程中的意外敲擊、震搖、跌落

c、利用沖擊能的受控沖擊環(huán)境

d、化學(xué)能或其他能量的突然釋放

沖擊試驗中的等效損傷原則

電工電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度和性能穩(wěn)定性與產(chǎn)品響應(yīng)的應(yīng)力直接相關(guān)。--在彈性極限內(nèi)，產(chǎn)品受到的應(yīng)力相同，其變形相同，所以表現(xiàn)的故障也相同。

沖擊故障類型

a）結(jié)構(gòu)變形

b）安裝松動產(chǎn)生裂紋甚至斷裂

c）電氣連接松動，接觸不良，使得產(chǎn)品工作性能不穩(wěn)定。

d）產(chǎn)品內(nèi)部各單元的相對位置發(fā)生變化，造成性能下降，甚至元器件破裂，使其無法工作。

1.12振動試驗方法

試驗條件的獲?。簩崪y數(shù)據(jù)、類似產(chǎn)品、相關(guān)標準

常用標準：

jungong產(chǎn)品：GJB150、MIL－STD－810F

電子產(chǎn)品：GB/T2423、IEC60068

汽車零部件：ISO16750、GM3127

軌道交通：IEC61373、TB3058

包裝運輸：GB/T4857、ASTM、ISTA

振動試驗的共性問題

邊界條件的模擬：

（1）正確模擬邊界條件，才能保證試驗的正確性－夾具

（2）激勵試驗時不需模擬實際邊界條件－ESS

傳感器的安裝位置：

控制點－－夾具上試件與夾具的結(jié)合面，靠近固定點。

測量點－－試件上剛度較大的位置，避免局部薄壁振動。

振動、溫度與濕度的綜合－－模擬工作環(huán)境、溫度引起材料性能的改變、振動傳遞特性變化

溫度與振動綜合－－傳感器靈敏度變化的影響

多維振動試驗－－更加真實模擬實際環(huán)境