做振動試驗先要搞清的問題,很實用!

機械振動是指物體在平衡位置附近的往復運動，在機械振動的過程中，振動物體的一些物理參數，如位移、速度等，將發生反覆變化，由此對日常生活和工程項目帶來一定的危害。例如，振動會引起噪聲汙染，從而對人體產生損害；會加劇構件的疲勞和磨損，縮短機器使用壽命等。今天我們就來分享振動測試必須知道的常識以及委託試驗前的準備工作。

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什麼是振動？

振動是機械系統中運動量（位移，速度和加速度）的振蕩現象。

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振動實驗的目的

振動試驗的目的是模擬一連串振動現象，測試產品在壽命周期中，是否能承受運輸或使用過程的振動環境的考驗，也能確定產品設計和功能的要求標準。振動試驗的精義在於確認產品的可靠性及提前將不良品在出廠前篩檢出來，並評估其不良品的失效分析使其成為高水平，高可靠性的產品。

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振動分幾種

振動分確定性振動和隨機振動兩種。

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什麼是正弦振動

能用一項正弦函數表達式表達其運動規律的周期運動。

例如凡是旋轉、脈動、振蕩（在船舶、飛機、車輛、空間飛行器上所出現的）所產生的振動均是正弦振動。

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正弦振動的目的

正弦振動試驗的目的是在試驗室內模擬電工電子產品在運輸、儲存、使用過程中所遭受的振動及其影響，並考核其適應性。

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正弦振動的試驗條件

正弦振動試驗的驗條件（嚴酷等級）由振動頻率範圍、振動量、試驗持續時間（次數）共同確定。

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什麼是振動頻率範圍

振動頻率範圍表示振動試驗由某個頻率點到某個頻率點進行往復掃頻。

例如：試驗頻率範圍5-50Hz，表示由5Hz到50Hz進行往復掃頻。

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什麼是頻率

頻率：每秒振動的次數.單位：Hz。

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什麼是振動量

振動量:通常通過加速度、速度和位移來表示。

加速度：表示速度對時間倒數的矢量。加速度單位:g或m/s2

速度：在數值上等於單位時間內通過的路程

位移：表示物體相對於某參考系位置變化的矢量。位移單位:mm

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什麼是試驗持續時間

振動時間表示整個試驗所需時間,

次數表示整個試驗所需掃頻循環次數。

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什麼是掃頻循環

掃頻循環：在規定的頻率範圍內往返掃描一次：

例如：5Hz→50Hz→5Hz,從5Hz掃描到50Hz後再掃描到5Hz。

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什麼是重力加速度

重力加速度：物體在地球表面由於重力作用所產生的加速度。

1gn=10m/s2（GB/T 2422-1995 電工電子產品環境試驗 術語）

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掃描方式分幾種

線性掃描：是線性的，即單位時間掃過多少赫茲，單位是Hz/s或Hz/min，這種掃描用於細找共振頻率的試驗。

對數掃描：頻率變化按對數變化，掃描率可以是oct/min ，對數掃描的意思是相同的時間掃過的頻率倍頻程數是相同的。

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什麼是掃描速度

掃描速度(sweep speed):指從最低頻率掃描到最高頻率的速度。有以下幾種：

1）oct/min:多少倍頻程每分鐘。

例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分鐘,10Hz到20Hz需1分鐘。

2）min/sweep:多少分鐘每次掃頻。

例:5-500Hz,掃描速度:1分鐘/sweep,表示從5Hz到500Hz需1分鐘。

3）Hz/s:多少Hz每秒。

例:5-10Hz,掃描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。

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振動試驗中有幾個方向

除有關規範另有規定外，應在產品的三個互相垂直方向上進行振動試驗。

一般定義產品長邊為X軸向，短邊為Y軸向，產品正常擺放上下為Z軸向。

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什麼是交越頻率

交越頻率：在振動試驗中由一種振動特性量變為另一種振動特性量的頻率。如交越頻率由等位移——頻率關係變為等加速度——頻率關係時的頻率。

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為什麼要共振搜尋

一般待測物上有各種零組件，而每一個不同的零組件，皆有其不同的共振頻率，同時會因形狀、重量、固定方式不同而在振動發生時產生不同的共振頻率及放大倍率，因此需對特定零組件搜尋它的共振特性，再依其特性執行共振點的加振試驗。

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什麼是共振頻率

共振頻率：產品出現共振的頻率。

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什麼是定頻振動

定頻振動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。

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定頻振動主要用於哪些方面

1)耐共振頻率振動：在產品振動頻響檢查時發現的明顯共振頻率點上，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。

2)耐預定頻率振動：在已知的產品使用環境條件振動頻率時，可採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承受振動的能力。

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什麼是臨界頻率

臨界頻率：由于振動導致產品的性能異常或劣化，或產生機械共振和其它響應效應如震顫的頻率。

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什麼是隨機振動

對未來任何一個給定的時刻，其瞬時值不能預先確定的振動。在一般的運輸環境中，對於運送中交通工具所產生的振動環境是屬於隨機振動，既使在同一時間內，每個不同的頻率下均有不同的振動量，在執行隨機波振動測試時，由於同時間不同頻率皆有振動量值。

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什麼是加速度譜密度

表示隨機信號的各個頻率分量所包的加速度方均值在頻域上是怎樣分布的。通常用ASD表示，單位：m2/s3或是(m/s2)2/Hz。

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什麼是功率譜密度

表示隨機信號的各個頻率分量所包的功率在頻域上是怎樣分布的。通常用PSD表示，單位：g2/Hz。

加速度譜密度與功率譜密度的換算？

1 g2/Hz=(9.8 m/s2)2=96.04 m2/s3

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正弦振動標準有哪些

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元貨物.採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

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隨機振動標準有哪些

GB/T 2423.56-2006 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fh：寬帶隨機振動（數字控制）和導則

IEC 60068-2-64-2008 基本環境試驗規程.第2-64部分:試驗.試驗Fh:振動、寬帶隨機抽樣

ASTM D4728-2006 海運貨櫃隨機振動檢測的標準試驗方法

GB/T 4857.23-2003 包裝 運輸包裝件 隨機振動試驗方

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什麼是方根均值

在f1和f2區間內單值函數的方均根值，是在該區間內的函數值的平方的平均值的平方根值。通常用rms表示。

振動試驗委託前需要做這六件事

振動試驗的目的

振動試驗的目的是模擬一連串振動現象，測試產品在壽命周期中，是否能承受運輸或使用過程的振動環境的考驗，也能確定產品設計和功能的要求標準。振動試驗的精義在於確認產品的可靠性及提前將不良品在出廠前篩檢出來，並評估其不良品的失效分析使其成為高水平，高可靠性的產品。

委託振動試驗前需要做哪些準備工作？

1. 需要知道產品的重量和尺寸以便選擇適合的振動試驗設備，若產品尺寸比較大，重量比較重還需要做一個專門固定樣品的夾具，每個實驗室都有自身臺面的尺寸圖，按照圖紙設計一個任意形狀的夾具。要注意的是夾具的材質必須是剛性的，如槽鋼，航空鋁材都可以。

2. 振動試驗檢測的依據/檢測標準/自定義試驗條件，現行常見的振動試驗標準有：GB 2423，GJB 150A，GJB 360，GJB 548，GJB 4，GJB 367A,GB 25119 / IEC 61373 / GB 21563，GB 6587，GB 11287，GB 16806，QC 413，ISO 16750，GB 4857等。

正弦振動標準主要包括：

GB/T2423.10-2008 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)

IEC60068-2-6-2007 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)

ISO8318:2000 包裝.滿裝的運輸包裝和單元貨物.採用可變頻的正弦振動試驗

GB/T4857.10-2005 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

隨機振動標準主要包括：

GB/T2423.56-2006 電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fh：寬帶隨機振動（數字控制）和導則

IEC60068-2-64-2008 基本環境試驗規程.第2-64部分:試驗.試驗Fh:振動、寬帶隨機抽樣

ASTMD4728-2006 海運貨櫃隨機振動檢測的標準試驗方法

GB/T4857.23-2003 包裝 運輸包裝件 隨機振動試驗方法

3. 確定具體的振動試驗條件，選擇有的標準具體試驗條件就已知了，有的標準需要根據自身產品的使用環境進行選擇；

4. 一般情況下振動試驗的方向是三個方向，也有隻需要做水平方向或只做垂直方向的；

5. 振動試驗屬於機械破壞性試驗，大多數情況下是不需要在通電狀態下做的，而有的振動試驗專門有功能性試驗就需要振動試驗過程中一直帶電振動，如GJB150A-2009螺旋槳式飛機振動和GB21563中的功能性振動試驗都是需要帶電試驗的。

6. 做為用戶需要知道振動試驗完成後如何判定，一般情況下只判定樣品外觀結構無損壞，螺釘無脫落等；若樣品振動試驗過程中和試驗後通電無異常可以寫上產品上電能正常工作。

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