振動台廠家告訴你做（zuò）正弦振動試驗的目的！

廣東劍喬振動台廠家帶大家詳細（xì）了解下為什麽要做正弦振動試驗，做正弦振動試驗的目的是什麽，請看下文：

正弦振動試驗的目的是在試驗室內模擬產品在運（yùn）輸、儲存、使用過程中所可能經受到的正弦振（zhèn）動及其影響。正弦振動主要是由於飛機、車輛、船舶、空中飛（fēi）行器和地麵機械的旋轉、脈動、振蕩等諸力（lì）所引起的。振動（dòng）對產品的影響主要（yào）有： 

(1) 對結構的（de）影響

這種影響主要（yào）是指變形、彎曲、產生裂（liè）紋、斷（duàn）裂和造成部件之間的相互撞擊等。這種破壞又可分為由於振動所引（yǐn）起的應力超過產品結構強度所能承（chéng）受的極限而造成的破壞，以及長時（shí）間的振動（例如107次以上應力循環的振（zhèn）動）使產品發生（shēng）疲勞而造成的破壞，這種破壞（huài）通常是（shì）不可逆的。 

(2) 對工作性能的影響（xiǎng）

這種影響主要是指振動使運動部件動作不正常、接觸（chù）部件接觸不良、繼電器產（chǎn）生誤動作，電子器件噪聲增大、指示燈閃爍等，從而（ér）導致工作不正常、不穩定，甚至失靈、不能工（gōng）作等。這種影響的嚴重程度，往往取決於振動（dòng）量值的大小，而且這種破壞通常不屬於永久性的破壞。因為在許多情（qíng）況下，一旦（dàn）振動停止，工作就能恢複正常,可見這種破壞往往是可逆的。 

(3) 對工藝性能的影響

這種影響主要是指螺釘鬆動、連接件或焊點脫開等。這（zhè）種破壞通常在一個不太長的振動時間內（nèi）（例如（rú）半小時（shí））就會出現（xiàn）。 

上述（shù）的種種影響，特別是當（dāng）產品的固有頻率和激勵頻率相等引起共振而導（dǎo）致響應幅值急劇增大時，會更（gèng）迅速和更嚴（yán）重地（dì）發生。1974年日本對121艘（sōu）船舶所（suǒ）作（zuò）的調查中發現，在4778起設備事故中，由於振動引（yǐn）起的占17%。在損（sǔn）壞（huài）的656件自動控製設備的元器（qì）件中，由於振動損壞（huài）的占18.7%。我（wǒ）國的（de）電子電（diàn）工產品由於振動引起的結（jié）構破壞、性（xìng）能下降、工作不良和失靈的（de）事例也（yě）屢有發生，而且是（shì）比較嚴（yán）重的。所以，正弦振動試驗是用來（lái）確定產品能否經受住（zhù）預定的振動條件（jiàn），能否在預定（dìng）的振動條件下可靠地（dì）工作、不出故事和性（xìng）能不發生下降的一種行之有效的方法。 

實際（jì）上產品所遇到的振動在大多數情況下是隨機性質（zhì）的振動，對這些隨機振動（dòng），本應隨機振動試驗方法進行試驗更切合實際。但由於曆史原因，即最先（xiān）有的是簡單的容易（yì）產生的正弦振動，後隨著科學技術的發展（zhǎn），複雜的技術含量高的（de）隨機振動才一步一步的發展起來。加上隨機振動控製儀剛出來時設備價格昂貴，而且需要較高的技術操作水平，試驗成本高，其次至今還有許多標準一直沿用正弦振動試驗，所以當今還有相當一部分在（zài）使有中實際經（jīng）受到的是隨機振動，而在對產品（pǐn）的摸（mō）底、鑒定、例外和驗收中用的仍是正弦振動試驗來進行。另外，正弦振（zhèn）動還可用來研究產品的動態特（tè）性等。所以正弦振動試驗在力學環境試驗（yàn）中還是一個（gè）最重（chóng）要的振動試驗項目，也是一個很經典的試驗方法。 

    試驗條件及（jí）選擇     

對正弦（xián）振動（dòng），目前國內外無論是軍用（yòng）標準還是民（商）用標準都（dōu）被廣泛采用著（zhe），不同的是采用的目的（de）和施加的對象不一樣。在（zài）微電（diàn）子器件試驗方（fāng）法與（yǔ）程序的（de）美軍標和國軍標中利用正弦振動對器件進行強度、疲勞和噪聲考核，在電（diàn）子及電氣元件試驗方法的美軍標和國（guó）軍標中除航天航空上（shàng）的產品外，其它都用正弦振動（dòng）進行環境適應性和結構（gòu）完整（zhěng）性考核，在軍用設備環（huán）境試驗方法的美軍標（810）和國軍標（150）中用正弦振動進行振動響應檢查和艦船（chuán）設備環境適應（yīng）性和結構（gòu）完整性考核，在衛星環境試驗要（yào）求美軍標（1540）和國軍標（1027）中也要用正弦振動進行響聲檢查與（yǔ）共振頻率、模態、振型分析。在IEC和國標中正弦振動用得更廣泛（fàn）。

前麵已述，正弦振（zhèn）動試驗（yàn）的試驗條件（嚴（yán）酷等級）有頻率（lǜ）範圍，振幅值，試驗等持續三個參數（shù）共（gòng）同確定。

如果有產品安裝平台環境條件（jiàn）數據就直接用（yòng）產（chǎn）品安裝平台的數據（jù）。如（rú）果沒有（yǒu），或是可用在多種場合使用、或是（shì）具有多種用（yòng）途的貨架產品、可以根據下麵標準中給出的條件通（tōng）過工程判斷來確定時間曆程（chéng）振動試驗的條件。

1. 頻（pín）率、頻率範圍（wéi）及其選擇

對（duì）頻率、頻率範圍，首先要熟悉標準。有的標準（特別是軍標）是直（zhí）接給出，即按產品的使用環境（jìng）直接給出了（le）試驗的頻率或頻率範圍；民（商）用標準通常是用兩種方式來規定的。第（dì）一（yī）種方式是（shì）給（gěi）出一組下限頻率（通常為：0.1 、1、 2、5、10、55、100HZ）和一組上限頻率（lǜ）（通常為：10、20、35、55、80、100、150、200、300、500、2000、5000HZ），由使用者根據需要進行選擇試驗頻率和頻率範圍。另一（yī）種方式是直接給出一係（xì）列的（de）頻率範圍（通常為：1-35、1-100、 2-80、10-55、10-100、10-150、10-200、10-500、10-2000、10-5000、55-500、55-2000、 55-5000HZ），使（shǐ）用者根據需要進（jìn）行選擇。

如何（hé）確定和選擇和確定試驗的頻率範圍？下麵的敘述可供參考：

產（chǎn）品在運輸、貯存和使用過程中（zhōng），有時會遇到很（hěn）低的振動頻率，例如車輛上用的（de）設備， 其車（chē）輛主（zhǔ）要基波頻率可能低到在1.5~4Hz之間，而振動試驗設備，要達（dá）到1.5Hz，其加速度波型（xíng）失真就會（huì）超差很大，達不到試驗的要求。因此（cǐ）在確定試驗頻率範圍時就（jiù）要權衡（héng），如果一個產品試驗頻率範圍不寬，低頻端在1 Hz或1 Hz以下，高頻端在100（或（huò）~500Hz），則可用液壓振動台來實（shí）現；如果一個（gè）產品試驗頻率範圍很寬（kuān），其高頻段在500~2000 Hz或以上，而低頻端又要到1 Hz或1 Hz以下，則隻能適當的提高低（dī）頻段的起點頻率，例如低頻端（duān）從5~10 Hz開（kāi）始，因為要達到500~2000 Hz的頻率，必需用電動振動台來進行試（shì）驗，而當今的電（diàn）動振動台隨（suí）著科學技術的發展，其低頻端已可達到5~10 Hz（一（yī）些21世紀研（yán）製（zhì）出的性能（néng）優（yōu）良的電動振動台已可達到2 Hz，但加速度失（shī）真仍偏大）。

下麵再以船用產品（pǐn）為（wéi）例來說（shuō）明這個問題。船舶的振動主要由船舶的（de）動力機械產生的，因此下限頻率應根據最低螺旋槳的軸速度來確定。目前國（guó）際和國（guó）內沿海和遠洋船舶大（dà）部分都（dōu）使（shǐ）用中.低速柴油機，它們的最低穩定轉（zhuǎn）速在40-80轉/分之間，因此下限頻（pín）率應選擇在5-10HZ。船舶的上限頻率（lǜ）主要螺旋槳軸的轉速×漿頁數×60來確定。目前幾（jǐ）個發達的資本主（zhǔ）義國家的軍用艦艇設備的振動標準中，其上限頻率都是這樣規定的。例如裝有（yǒu）海神（shén）1250型柴油（yóu）機的艦船，因其軸轉速為11400轉/分，經減速後（hòu）為5150轉/分（fèn），螺旋漿葉為三（sān）片，這樣可取300Hz的頻率為上限頻率（lǜ）。對陸（lù）用和空用產品，也可視振源的特點，采用計算的方法或現場實測（cè）的方法來確定其試驗的頻率及頻（pín）率範圍。

2. 振幅及其選擇

在正弦振動試驗中（zhōng），其振幅有位移幅值和加（jiā）速度幅值二種，在實際試驗時（shí），有的試驗僅給出位移幅值，有的試驗同時給出位移（yí）幅值和（hé）加速度幅值。

僅給出一個位移幅值：對IEC標準和國標，其上限頻率不超過10Hz的試（shì）驗，隻給出一個位移（yí）幅值；對美軍標和國軍標，例如電子及電（diàn）氣元件試驗方法，在10~55 Hz的頻率範圍內也僅（jǐn）給出一個位移幅值，其值為0.75mm(單振幅)。

同時（shí）給出位移幅值和加速度幅值：產品安裝（zhuāng）（放（fàng））平台實際振動的特點是頻（pín）率愈（yù）高加速（sù）度（dù）愈大，頻率愈低（dī）位移幅值愈大，而（ér）且是隨著振動頻（pín）率的變化而不斷改變（biàn）的。就對（duì）產品的影響而言，低頻主要是（shì）位移破壞，高頻主要是加速度破壞，而當今的正弦振動試驗是（shì）建立在以往科學技術基礎上的，當時（形（xíng）成正弦振動試驗時）的（de）試驗室模擬（nǐ）技術還不可能實現像現場振動一（yī）樣隨著振動（dòng）頻率的變化而其振幅有位移幅值不斷改變，隻能采用盡量逼近現場振動的方法，因此采用低頻段（duàn）位移幅值（zhí）不變（稱定位移），高頻率段加（jiā）速度幅值（zhí）不變（稱定加速度），從定位移變到（dào）定加速度之間的頻率稱（chēng）交越頻率（振動特性一（yī）種關係變到另（lìng）一種關係的頻率）。在IEC標準（zhǔn）和國標中有二種交越頻率，即8~9 Hz的低交越頻率和57~62 Hz高（gāo）交越頻率，前者主要用於（yú）艦船產品的試驗，後（hòu）者主（zhǔ）要用於陸用和空用產品的（de）試驗。

就位移幅（fú）值和加速度幅值而言，對元器件類標準，由於其通用性，通常給出一（yī）係列可（kě）供不同用（yòng）途整機進行選擇的的嚴酷等級，例如在微電子器件（jiàn）試驗方法與程序的美軍標和國軍標中試驗的頻率範圍為20~2000 Hz，其振級有（yǒu）：0.75mm/20g、0.75mm/50g、0.75mm/70g三（sān）個等級；在電（diàn）子及電氣元件試驗方法中，高頻振動的試驗頻率範圍為10~2000 Hz，其振級有：0.75mm/10g、0.75mm/15g、0.75mm/20g、0.75mm/30g、0.75mm/55g、0.75mm/80g六個等級；

在IEC標準和國標中，對8~9 Hz的（de）低交越頻率，有0.35mm/0.1g、0.75mm/0.2g、1.5mm/0.5g、3.5mm/1g、7.5mm/2g、10mm/3g、15㎜/5g七個等級，對57~62 Hz的高交越頻率，有0.35mm/5g，0.75mm/10g，1mm/15g，1.5mm/20g，2mm/30g，3.5㎜/50g六個等（děng）級，對上限（xiàn）頻率隻到10HZ的位移幅值，有10㎜，35㎜，100㎜三種位移（yí）幅值。在這裏還需指出的是，對（duì）IEC標準（zhǔn）和國標，它是不分元器件和（hé）整機的。對諸如（rú）美軍標810和國軍標150等軍用裝備（整機）標準，通（tōng）常是按其安裝平（píng）台的振動給出的（de）。這種按其安（ān）裝平（píng）台給出的振動是加嚴的，因為數據處理時它可能取的是實測振動的極值包絡，有時還（hái）加上一定（dìng）的安全係數。

3. 試驗（yàn）的持續時間及其選擇

試驗的持續時間是描述產品的耐受振動能力的重要參數。對試（shì）驗持續時間的選擇相對於上述二個參數的選擇要困難（nán）得多。因為目前一般很難給出多長（zhǎng）的試驗時間相當於實際使用的多少時（shí）間。對掃頻試驗（yàn），通常以掃頻循環數（shù）給出試驗時間。對定頻試驗，則直接以分（fèn）鍾和小時（shí）給出試驗時間。IEC和國標對掃頻試驗（yàn）給出了（le）1，2，5，15，20，50，100等七個掃頻循環數等級，對定頻（pín）試驗給（gěi）出了10分（fèn），30分，1小時，1.5小時，2小時，10小時等六個試驗時（shí）間等級；對微電子器件試驗方法與程序和電子及電氣元件試驗方（fāng）法的美軍標和國軍標，給出了12個（三（sān）方向）和36個（三方向）二種掃頻循環數等級。在這裏還需指出的是（shì）進行掃頻試（shì）驗時，其掃頻速（sù）率通常為1倍頻程/min。如何具體地選擇試驗的持續時間，通常是根據振動對產品的破壞機理來確定的。

振動對產品的破壞，一般可以分為三種，即對產品工作性能的破壞，對產品結構完好性的破壞，對產品壽命的破壞（huài）。如果主要考慮振動對（duì）產品工作性能的影響，如工作不正常、不穩（wěn）定、失靈、甚至不能工作等，通常是（shì）振動一旦停止，工作性能就能恢複正常，所以其（qí）試驗時間可按設備（bèi）所需的最長連續工作時間結合實踐經驗來確定。結構破壞主要是指脫焊、螺釘鬆動、連接件脫開、部件的相互撞擊。對這（zhè）種破壞一般在30分鍾到一小時就能（néng）發現。對其中的螺釘鬆動和連接件脫開、部件（jiàn）的撞擊也可按最長的連續工作時間來考慮。在某（mǒu）些情況下，也可按（àn）全部壽命時間來考慮（lǜ）。如（rú）果是為了確定產品承受累積應力的（de）能力（疲勞），其時間（jiān）應根據產品的使用（yòng）要求，按使用時可能出現的應力（lì）循（xún）環數來確（què）定，或按無限壽（shòu）命，即10⁷次應力循環來確定試驗時間。