振动试验基础知识30问

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　　1、什么是振动
　　振动是机械系统中运动量(位移，速度和加速度)的振荡现象。

　　2、振动试验的目的
　　振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析，使其成为高水平、高可靠性的产品。

　　3、振动分类
　　振动可分为：确定性振动和随机振动两种。

　　4、什么是正弦振动
　　能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。

　　例如：凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的)所产生的振动均是正弦振动。

　　5、正弦振动的目的
　　正弦振动试验的目的是，在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。

　　6、正弦振动的试验条件
　　正弦振动试验的验条件(严酷等级)由振动频率范围、振动量、试验持续时间(次数)共同确定。

　　7、什么是振动频率范围
　　振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。例如：试验频率范围5-50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。

　　8、什么是频率
　　频率是每秒振动的次数，单位：Hz。

　　9、什么是振动量
　　振动量通常通过加速度、速度和位移来表示：

　　  · 加速度：表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位：g或m/s2。

　　  · 速度：在数值上等于单位时间内通过的路程。


　　  · 位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量，位移单位：mm。

　　10、什么是试验持续时间
　　振动时间表示整个试验所需时间，次数表示整个试验所需扫频循环次数。

　　11、什么是扫频循环
　　扫频循环是在规定的频率范围内往返扫描一次。例如：5Hz→50Hz→5Hz，从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。

　　12、什么是重力加速度
　　重力加速度是物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。

　　1gn=10m/s2(GB/T2422-1995 电工电子产品环境试验术语)

　　13、扫描方式分类
　　  · 线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min。这种扫描用于细找共振频率的试验。


　　  · 对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min 。对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。


　　14、什么是扫描速度
　　扫描速度 (sweep speed) 指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种：

　　  · oct/min：多少倍频程每分钟


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

　　  · min/sweep：多少分钟每次扫频


　　例：5-500Hz，扫描速度1分钟/sweep，表示从5Hz到500Hz需1分钟。

　　  · Hz/s：多少Hz每秒


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

　　15、振动试验中有几个方向
　　除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。一般定义产品长边为X轴向，短边为Y轴向，产品正常摆放上下为Z轴向。

　　16、什么是交越频率
　　交越频率是在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交越频率由等位移——频率关系变为等加速度——频率关系时的频率。

　　17、为什么要共振搜寻
　　一般待测物上有各种零组件，而每一个不同的零组件皆有其不同的共振频率，同时会因形状、重量、固定方式不同而在振动发生时产生不同的共振频率及放大倍率，因此需对特定零组件搜寻它的共振特性，再依其特性执行共振点的加振试验。

　　18、什么是共振频率
　　共振频率是产品出现共振的频率。

　　19、什么是定频振动
　　定频振动是指在规定的固定频率点上进行各种振动参数不同量级的试验。

　　20、定频振动主要用于哪些方面
　　耐共振频率振动：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。

　　耐预定频率振动：在已知的产品使用环境条件振动频率时，可采用耐预定频率的振动试验。其目的还是为考核产品在预定危险频率下承受振动的能力。

　　21、什么是临界频率
　　临界频率是由于振动导致产品的性能异常或劣化，或产生机械共振和其它响应效应如震颤的频率。

　　22、什么是随机振动
　　对未来任何一个给定的时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。在一般的运输环境中，对于运送中交通工具所产生的振动环境是属于随机振动，即使在同一时间内，每个不同的频率下均有不同的振动量。在执行随机波振动测试时，由于同时间不同频率皆有振动量值。

　　23、什么是加速度谱密度
　　表示随机信号的各个频率分量所包含的加速度方均值在频域上是怎样分布的。通常用ASD表示，单位：m2/s3或是(m/s2)2/Hz。

　　24、什么是功率谱密度
　　表示随机信号的各个频率分量所包含的功率在频域上是怎样分布的。通常用PSD表示，单位：g2/Hz。

　　加速度谱密度与功率谱密度的换算：

　　1g2/Hz=(9.8 m/s2)2=96.04 m2/s3

　　25、正弦振动标准有哪些
　　  · GB/T2423.10-2008 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)


　　  · IEC60068-2-6-2007 基本环境试验规程 第2部分：试验.第6节：试验Fc：振动(正弦波) ISO8318:2000 包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验


　　  · GB/T4857.10-2005 包装运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法


　　26、随机振动标准有哪些
　　  · GB/T2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动(数字控制)和导则


　　  · IEC60068-2-64-2008 基本环境试验规程.第2-64部分：试验.试验Fh：振动、宽带随机抽样ASTMD4728-2006 海运集装箱随机振动检测的标准试验方法


　　  · GB/T4857.23-2003 包装运输包装件随机振动试验方法


　　27、什么是方根均值
　　在f1和f2区间内单值函数的方均根值，是在该区间内的函数值的平方的平均值的平方根值。通常用rms表示。

　　28、共振驻留目的和步骤
　　  · 目的：测试的目的在测试试件是否忍受长期在共振环境下的能力。


　　  · 步骤：首先针对共振搜寻时所找出的共振频率及共振模式加以分析，选择试件在特定的环境中可能长期出现或较易出现的频率分布或振动环境中振动强度较高的频率分布作为共振驻留的测试依据，测试试件是否能忍受长期在共振环境下的能力。


　　良好的共振驻留系统可随时追踪飘移的共振频率，以达到最佳的共振效果。通常共振驻留常用107次或使用期间可能分布在该一有效共振频率区间的累计时间作为测试的试件参考。

　　29、倍频测试的适用时机
　　倍频测试是试件的扫描速率以每一单位时间增加一倍频率的扫描方式。适用时机通常使用在测试环境较佳或强度较低的测试规范(如音响、视听器材、通讯产品)。

　　30、振动试验数据如何处理和分析
　　试验得到的大量原始数据必须经过各种处理，才能作为工程设计计算的依据资料。试验的原始记录数据是参量的时间历程(位移、速度或加速度等量值同时间的关系)，通过直观分析可将数据分为瞬态的、周期的、随机或非随机持续非周期的三种，进而在时域(包括时差域，即自变量为两信号的时间差)、频域和幅值域三大域中进行统计分析、相关分析和谱分析，从而得到表征时间历程特征的各种函数。

　　处理方法可分为模拟量处理法和数字量处理法。前者设备简单，但精度较差，处理时间长;后者需将原始记录的模拟量变换为数字量后用数字计算机处理，由于精度很高，速度极快，所以随着各种功能齐全的专用数据处理机(如快速傅里叶分析仪)的出现，数字量处理法已逐渐取代了模拟量处理法。

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