正弦振動測試是一種在實驗室中廣泛使用的測試方法。隨著振動測試技術的發展,正弦振動測試經歷了從簡單到復雜的演變過程。最初,實驗室主要采用的是固定頻率的正弦振動測試,這種測試方法簡單直接,但對測試對象的覆蓋面有限。隨后,為了更全面地評估產品在不同頻率下的振動響應,掃頻循環振動測試應運而生
正弦振動以模擬旋轉、脈動、震蕩(在船舶、飛機、車輛、空間飛行器上所出現的)所產生的振動以及產品結構共振頻率分析和共振點駐留驗證為主,又可分為掃頻振動和定頻振動兩種,正弦振動試驗一般考驗的是產品的結構強度和搜索結構的共振頻率。
二、正弦振動的試驗條件
1、振動頻率范圍
對于定頻振動試驗,是在一個特定的頻率條件下進行,例如:50Hz,加速度10m/s2;
對于掃頻振動試驗,是在一個頻率范圍內依次進行掃頻振動,例如:5Hz~60Hz~150Hz,5Hz~60Hz,位移峰峰值2mm,60Hz~150Hz,加速度為10m/s2。
2、振動的加速度
通常以m/s2或者g為單位,代表振動的劇烈程度,加速度越大,振動越嚴苛。
3、振動的位移
一般交越頻率以下,低頻率定位移,位移有單峰值(0-p)和峰峰值(p-p)之分,也代表了振動的強度。
4、掃頻的速率
在掃頻振動試驗中,通過掃頻的速率可以計算出振動的時間,例如掃頻速率為1oct/min,它代表的是從5Hz掃到10Hz需要1分鐘,那么從5Hz~80Hz,大概需要4分鐘。
5、掃頻的循環次數
一般要求每方向掃頻10次或20次循環,一次完整的循環需要從低頻掃到高頻,再從高頻掃回低頻率算是一個完整的循環,例如:5Hz~150Hz,需要先從低頻50Hz掃到高頻150Hz,再從高頻150Hz掃到低頻5Hz算是一個完整的循環。
6、振動方向
一般要求振動三個相互垂直的方向,也有要求振動一個垂直方向的。
7、振動時間
根據掃頻的次數,掃頻的速率計算出振動試驗的時間,另外一種就是直接規定每個方向振動多久,例如,要求振動三個相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振動2小時。
三、正弦振動試驗條件示例
1、定頻振動試驗
要求在特定的頻率例如50Hz,加速度為10m/s2,振動三個相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振動1小時;
2、掃頻振動試驗
要求5Hz~150Hz的頻率范圍,掃頻速率為1oct/min,加速度為10m/s2,振動三個相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振動10次循環;
要求頻率范圍(5Hz~60Hz~150Hz),5Hz~60Hz,位移峰峰值2mm,60Hz~150Hz,加速度為10m/s2,振動三個相互垂直的X向,Y向,Z向,每方向振動2小時;
四、正弦振動試驗能激發哪些故障
1、導線的磨損、光學上或機械上的失調;
2、 緊固件/元器件的松動、元器件失效;
3、 電氣短路、軸承摩擦腐蝕;
4、 密封失效、結構件裂紋或斷裂等。
五、正弦振動試驗標準
1、GB/T 2423.10-2019《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)》;
2、IEC 60068-2-6:2007《電工電子產品環境試驗 第 2-6 部分:試驗方法 試驗 Fc: 振動(正弦)》;
3、GB/T 4857.7-2005《包裝 運輸包裝件基本試驗 第 7 部分:正弦定頻振動試驗方法》;
4、 ISO 2247:2000《包裝 完整、滿裝運輸包裝件和單元貨物 低頻定頻振動試驗》;
5、QC/T 413-2002《汽車電氣設備基本技術條件 》;
6、GB/T 6587-2012《電子測量儀器通用規范》;
7、GB/T9813.1-2016《計算機通用規范 第 1 部分:臺式微型計算機》;
8、GB/T 9813.2-2016《計算機通用規范 第 2 部分:便攜式微型計算機》;
9、GB/T 9813.3-2017《計算機通用規范 第 3 部分:服務器》;
10、GB/T9813.4-2017《計算機通用規范 第 4 部分:工業應用微型計算機 》;
11、GJB 150.16A-2009《裝備實驗室環境試驗方法 第 16 部分:振動試驗》中的艦船振動試驗;
12、GJB 322A-1998《計算機通用規范 》中的正弦試驗;
13、GJB 3947A-2009《軍用電子測試設備通用規范》中的正弦試驗;
14、GJB 1032-1990 《電子產品環境應力篩選方法》;
15、GJB 4.7-1983《艦船電子設備環境試驗 振動試驗》;
16、GJB 1621.7A-2006《技術偵察裝備通用技術要求 第 7 部分:環境適應性要求和試驗方法》中的模擬艦船振動試驗;
17、GJB 2225A-2008《地面電子對抗設備通用規范》;
18、 TB/T 2846-2015《鐵路地面信號產品振動試驗方法》;
19、NB/T 32004-2018《光伏并網逆變器技術規范》;
20、GB/T25386.1-2021《風力發電機組 控制系統 第 1 部分:技術條件》;
21、GB/T25386.2-2021《風力發電機組 控制系統 第 2 部分:試驗方法 》;
22、GB/T 11287-2000《電氣繼電器 第 21 部分:量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗 第 1 篇:振動試驗(正弦)》;
23、GB/T 7261-2016《繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》;
24、IEC 60255-21-1:1988《電氣繼電器 第 21 部分:量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗 第 1 篇:振動試驗(正弦)》;
25、GB/T14598.27-2017《量度繼電器和保護裝置 第 27 部分:產品安全要求》;
26、DL/T 478-2013《繼電保護和安全自動裝置通用技術條件》;
27、IEC60255-27:2013《量度繼電器和保護裝置 第 27 部分:產品安全要求》;
28、GB/T 14710-2009《醫用電器環境要求及試驗方法》;
29、TB/T 2846-2015《鐵路地面信號產品振動試驗方法 》。