振动测试必须知道的27个基本常识

振动测试是确保产品在实际运行中的性能和可靠性的重要环节，以下是进行振动测试时必须了解的27个基本常识：

一、振动与振动测试的基本概念

1. 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. 振动测试：旨在模拟产品在实际运行中的振动环境，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，同时确定产品设计和功能的要求标准。

二、振动的分类

1. 确定性振动：振动规律可预测，如正弦振动。

2. 随机振动：振动规律不可预测，瞬时值不能预先确定。

三、正弦振动的相关概念

1. 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，如旋转、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。

2. 正弦振动试验的目的：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。

3. 正弦振动的试验条件：由振动频率范围、振动量（加速度、速度和位移）、试验持续时间（次数）共同确定。

四、频率与振动量的相关概念

1. 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5~50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。

2. 频率：每秒振动的次数，单位为Hz。

3. 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，单位为g或m/s²。

• 速度：在数值上等于单位时间内通过的路程，单位为mm/s。

• 位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量，单位为mm。

  

五、试验持续时间与扫频循环

1. 试验持续时间：整个试验所需时间，次数表示整个试验所需扫频循环次数。

2. 扫频循环：在规定的频率范围内往返扫描一次，例如5Hz→50Hz→5Hz。

六、其他相关概念

1. 重力加速度：物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度，1gn=10m/s²。

2. 扫描方式：

• 线性扫描：单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，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，表示相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。

3. 扫描速度：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。

• min/sweep：多少分钟每次扫频。

• Hz/s：多少Hz每秒。

4. 振动试验方向：除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直的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。

5. 交越频率：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。

6. 共振搜寻：由于待测物上的每个零组件都有其不同的共振频率，并且会因形状、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。

7. 共振频率：产品出现共振的频率。

8. 定频振动：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。

9. 定频振动的主要用途：

• 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，以考核产品在预定危险频率下承受振动的能力。

10. 临界频率：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他响应效应（如震颤）的频率。

11. 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，交通工具所产生的振动环境多属于随机振动。

    

七、振动测试的相关标准

1. 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，单位为m²/s³或（m/s²）²/Hz。

2. 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，单位为g²/Hz。

3. 正弦振动标准：

• GB/T 2423.10-2008：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）。

• IEC 60068-2-6-2007：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）。

• ISO 8318：2000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/T 4857.10-2005：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。

4. 随机振动标准：

• GB/T 2423.56-2006：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。

• IEC 60068-2-64-2008：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。

• ASTM D4728-2006：海运集装箱随机振动检测的标准试验方法。

• GB/T 4857.23-2003：包装运输包装件随机振动试验方法。

八、其他注意事项

• 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。

• 振动测试应遵循一定的标准，如GB/T 2423、GJB 150A等，这些标准规定了测试方法、测试条件、测试设备等要求。

• 确定产品的尺寸、重量和适用的试验设备，可能需要定制固定装置。

• 熟悉适用的检测标准，确保试验的准确性。

• 明确试验条件，考虑产品使用环境和标准要求。

• 理解试验是否需要在通电状态下进行，以及试验后的判定标准。

振动测试是一项复杂而重要的工作，需要充分了解振动测试的基本常识和注意事项，才能确保测试的准确性和有效性。