正弦振动测试是一种在实验室中广泛使用的测试方法。随着振动测试技术的发展,正弦振动测试经历了从简单到复杂的演变过程。最初,实验室主要采用的是固定频率的正弦振动测试,这种测试方法简单直接,但对测试对象的覆盖面有限。随后,为了更全面地评估产品在不同频率下的振动响应,扫频循环振动测试应运而生
正弦振动以模拟旋转、脉动、震荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主,又可分为扫频振动和定频振动两种,正弦振动试验一般考验的是产品的结构强度和搜索结构的共振频率。
二、正弦振动的试验条件
1、振动频率范围
对于定频振动试验,是在一个特定的频率条件下进行,例如:50Hz,加速度10m/s2;
对于扫频振动试验,是在一个频率范围内依次进行扫频振动,例如:5Hz~60Hz~150Hz,5Hz~60Hz,位移峰峰值2mm,60Hz~150Hz,加速度为10m/s2。
2、振动的加速度
通常以m/s2或者g为单位,代表振动的剧烈程度,加速度越大,振动越严苛。
3、振动的位移
一般交越频率以下,低频率定位移,位移有单峰值(0-p)和峰峰值(p-p)之分,也代表了振动的强度。
4、扫频的速率
在扫频振动试验中,通过扫频的速率可以计算出振动的时间,例如扫频速率为1oct/min,它代表的是从5Hz扫到10Hz需要1分钟,那么从5Hz~80Hz,大概需要4分钟。
5、扫频的循环次数
一般要求每方向扫频10次或20次循环,一次完整的循环需要从低频扫到高频,再从高频扫回低频率算是一个完整的循环,例如:5Hz~150Hz,需要先从低频50Hz扫到高频150Hz,再从高频150Hz扫到低频5Hz算是一个完整的循环。
6、振动方向
一般要求振动三个相互垂直的方向,也有要求振动一个垂直方向的。
7、振动时间
根据扫频的次数,扫频的速率计算出振动试验的时间,另外一种就是直接规定每个方向振动多久,例如,要求振动三个相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振动2小时。
三、正弦振动试验条件示例
1、定频振动试验
要求在特定的频率例如50Hz,加速度为10m/s2,振动三个相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振动1小时;
2、扫频振动试验
要求5Hz~150Hz的频率范围,扫频速率为1oct/min,加速度为10m/s2,振动三个相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振动10次循环;
要求频率范围(5Hz~60Hz~150Hz),5Hz~60Hz,位移峰峰值2mm,60Hz~150Hz,加速度为10m/s2,振动三个相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振动2小时;
四、正弦振动试验能激发哪些故障
1、导线的磨损、光学上或机械上的失调;
2、 紧固件/元器件的松动、元器件失效;
3、 电气短路、轴承摩擦腐蚀;
4、 密封失效、结构件裂纹或断裂等。
五、正弦振动试验标准
1、GB/T 2423.10-2019《电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Fc: 振动(正弦)》;
2、IEC 60068-2-6:2007《电工电子产品环境试验 第 2-6 部分:试验方法 试验 Fc: 振动(正弦)》;
3、GB/T 4857.7-2005《包装 运输包装件基本试验 第 7 部分:正弦定频振动试验方法》;
4、 ISO 2247:2000《包装 完整、满装运输包装件和单元货物 低频定频振动试验》;
5、QC/T 413-2002《汽车电气设备基本技术条件 》;
6、GB/T 6587-2012《电子测量仪器通用规范》;
7、GB/T9813.1-2016《计算机通用规范 第 1 部分:台式微型计算机》;
8、GB/T 9813.2-2016《计算机通用规范 第 2 部分:便携式微型计算机》;
9、GB/T 9813.3-2017《计算机通用规范 第 3 部分:服务器》;
10、GB/T9813.4-2017《计算机通用规范 第 4 部分:工业应用微型计算机 》;
11、GJB 150.16A-2009《装备实验室环境试验方法 第 16 部分:振动试验》中的舰船振动试验;
12、GJB 322A-1998《计算机通用规范 》中的正弦试验;
13、GJB 3947A-2009《军用电子测试设备通用规范》中的正弦试验;
14、GJB 1032-1990 《电子产品环境应力筛选方法》;
15、GJB 4.7-1983《舰船电子设备环境试验 振动试验》;
16、GJB 1621.7A-2006《技术侦察装备通用技术要求 第 7 部分:环境适应性要求和试验方法》中的模拟舰船振动试验;
17、GJB 2225A-2008《地面电子对抗设备通用规范》;
18、 TB/T 2846-2015《铁路地面信号产品振动试验方法》;
19、NB/T 32004-2018《光伏并网逆变器技术规范》;
20、GB/T25386.1-2021《风力发电机组 控制系统 第 1 部分:技术条件》;
21、GB/T25386.2-2021《风力发电机组 控制系统 第 2 部分:试验方法 》;
22、GB/T 11287-2000《电气继电器 第 21 部分:量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第 1 篇:振动试验(正弦)》;
23、GB/T 7261-2016《继电保护和安全自动装置基本试验方法》;
24、IEC 60255-21-1:1988《电气继电器 第 21 部分:量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第 1 篇:振动试验(正弦)》;
25、GB/T14598.27-2017《量度继电器和保护装置 第 27 部分:产品安全要求》;
26、DL/T 478-2013《继电保护和安全自动装置通用技术条件》;
27、IEC60255-27:2013《量度继电器和保护装置 第 27 部分:产品安全要求》;
28、GB/T 14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》;
29、TB/T 2846-2015《铁路地面信号产品振动试验方法 》。