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嘉峪檢測網 2019-12-23 14:36
振動試驗及常用試驗標準
振動試驗是評定元器件、零部件及整機在預期的運輸及使用環境中的抵抗能力,根據產品所承受的環境不同,振動試驗分以下種類:
1. 正弦定頻試驗
在選定的頻率上(可以是共振頻率,特定頻率,或危險頻率)按規定的量值進行正弦振動試驗,并達到規定要求的時間。
2. 正弦掃頻試驗
在規定的頻率范圍內,按規定的量值以一定的掃描速率由低頻到高頻,再由高頻到低頻作為一次掃頻,直到達到規定的總次數為止。
掃頻試驗分線性掃頻試驗和指數掃頻試驗。線性掃頻速度由掃頻速率(Hz/s)或單次掃頻時間決定;指數掃頻速度的掃頻速率一般為每分鐘一個倍頻乘,單次掃頻時間為
3. 窄帶隨機掃描試驗
在規定的頻率范圍內,用某一中心頻率上某一帶寬的窄帶隨機信號作由低頻到高頻,再由高頻到低頻的掃描,并達到規定要求的時間。
4. 寬帶隨機振動試驗
在規定的頻率范圍內,按規定的譜形狀和總均方根值(GRMS)作寬帶隨機振動,并達到規定要求的時間。
5. 寬帶隨機疊加正弦振動試驗
在規定的頻率范圍內,在隨機振動的基礎上疊加有若干個頻率的正弦振動,按規定量級規定時間完成試驗。
6. 寬帶隨機疊加窄帶隨機掃描振動試驗
在規定的頻率范圍內,在寬帶隨機振動的基礎上疊加有若干窄帶隨機峰值,按規定量級規定時間完成試驗。
7. 跑車試驗
在選定的路面上,將試驗樣品裝在運輸車上,以一定的車速行駛若干次,用來模擬在不同路面上的振動情況。
以上振動試驗的量值GB2423及GJB150、GJB360、根據不同的使用環境規定了相應的試驗量值。
GB2423是對電工電子產品的基本環境試驗所作的規定。
GJB150是對軍用設備環境試驗方法所作的規定。
GJB360是對軍用電子及電氣元器件試驗方法所作的規定。
GJB548是對軍用微電子器件試驗方法所作的規定。
振動試驗設備的基本參數及選型
1. 振動試驗設備的基本參數
① 最大載荷
最大載荷是振動試驗設備的承受載荷的能力,振動試驗設備承受載荷的能力決定于承載彈簧和導向系統的強度,其中還包括最大允許的重心高度及最大允許偏載力矩。
② 最大推力
振動試驗設備所能產生的最大激振力是試驗設備的最大推力。衡量推力的物理量是加速度,計算公式為:
F=Ma
其中:
F最大推力,單位:kg
M=M1+M2
M1:為活動系統重量
M2:為負載重量,單位:kg
③ 頻率范圍
振動試驗設備允許的工作頻率范圍,振動試驗設備的頻率范圍主要決定于活動系統的一階諧振頻率范圍,尤其對于電動振動臺,其額定上限頻率約為一階諧振頻率的1.2倍左右。如下圖所示:
④ 最大位移
機械振動臺的最大位移決定于激振器的偏心力矩,受系統結構限制最大位移一般為5mm,峰峰值為10mm。
電動振動臺的最大位移決定于動圈的活動空間及承載簧的線性行程,目前的電動臺最大位移一般為25.4mm,峰峰值為51mm。
⑤ 最大速度
機械振動臺不受最大速度的限制,只受最大位移及最大加速度的限制。
電動振動臺由于受功放最大輸出電壓的限制,存在最大速度,因為在最大速度時動圈繞線切割磁力線產生的反電動勢要消耗功放電壓。目前的電動臺允許的最大速度為1.2-2m/s。
⑥ 最大加速度
最大加速度是振動試驗設備空載時的加速度,是衡量振動試驗設備推力的一項參數。
2. 常用的振動試驗設備
振動試驗設備分機械振動試驗臺、電液振動試驗臺、電動振動試驗臺、模擬汽車運輸試驗臺。
① 機械式振動試驗臺
機械式振動試驗臺屬低頻大載荷振動試驗臺,頻率為5-80Hz,載荷從50kg-1000kg,位移為5mm左右,加速度為3-20g。適宜于低頻定振試驗或低頻定位移掃頻試驗,不能作定加速度掃頻試驗,機械式振動試驗臺是一種開環式振動試驗設備。一次裝夾可實現垂直和水平兩方向振動。
② 電液式振動試驗臺
電液式振動試驗臺屬中低頻大位移、大推力振動試驗臺,頻率為2-200Hz,推力可達數十噸,位移可達50mm左右。適宜于低頻定振試驗或中低頻掃頻試驗及隨機試驗和沖擊實驗。電液式振動試驗臺是一種閉環式振動試驗設備。
③ 電動式振動試驗臺
電動式振動試驗臺屬高頻、大位移、大推力振動試驗臺,頻率范圍為5-3000Hz,推力可達十六噸,位移可達25.4mm。適宜于任何形式的給定信號的振動及沖擊試驗。電動式振動試驗臺是一種閉環式振動試驗設備。
④ 模擬汽車運輸試驗臺
可代替實際跑車試驗。
3. 振動試驗設備的選型及使用
首先應根據所做試驗的頻率范圍及掃頻方式選擇振動臺的類型(機械式振動臺或電動式振動臺)
(1)機械振動臺的選型
機械式振動臺是按載荷大小命名的,一般技術指標包括:
載荷:15-1000kg
臺面尺寸:一般為方臺面
最大位移:5mm
最大加速度:5-20g
頻率范圍:5-80Hz
試驗方式:定頻、定位移線性或指數掃頻
振動方向:垂直和水平
機械振動臺的選型:根據試品重量、試品大小、及試品需要振動的方向選擇振動臺的型號。
(2)電動振動臺的選型與使用
電動振動臺是以推力大小命名,一般技術指標包括:
推力
載荷
臺面尺寸
空載加速度
最大位移
頻率范圍:一般為5-3000Hz
振動方向:可帶水平滑臺
電動臺的選型:
電動臺的選擇一般需要考慮推力的大小、功率放大器、傳感器和電荷放大器等幾個方面的因素。推力大小的計算公式為:
F=(M1+M2)a
式中:
F:試驗所需推力
M1:活動系統重量
M2:試品重量
a:試驗加速度
典型振動試驗系統原理
(3)模擬汽車運輸試驗臺的選型及使用
模擬汽車運輸試驗臺是以載荷大小命名的。模擬汽車運輸試驗臺是實際跑車試驗在實驗室的真實再現。其一般指標包括
載荷
臺面大小
加速度總均方根值
強化等級
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