正弦振动试验是实验室中常常采取的试验方法,是人们最早,理解最多的一种振动。例如凡是旋转、脉动、振荡(在船舶、飞机、车辆、空间翱翔器上所涌现的)所产生的振动均是正弦振动,要仿照这些振动环境,无疑需用正弦振动试验。
在振动试验的发展进程中,最早采取的是正弦振动,先是定频振动,后发展到扫频振动。就扫频振动而言,一开始是线性扫频,逐步发展到目前的对数扫频。
正弦振动试验的目的是在试验室内仿照产品在运输、储存、利用过程中所可能经受到的正弦振动及其影响。

正弦振动的紧张用场:
仿照勉励源是周期函数的振动搜索构造共振频率考察试件的疲倦强度与随机振动叠加产生仿照实际环境的振动正弦振动试验的试验条件(严厉等级)由频率、振幅、试验持续韶光三个参数共同确定。
1、干系术语定义
正弦振动:振动参量可由韶光自变量的正弦函数描述的周期振动。
频率:周期的倒数。频率的单位是赫兹(Hz),相称于每秒循环一次。
振幅:位移、相对位移。它表征物体上一点相对付某参考系的位置变革的韶光变量。(振动的)峰—峰值,给定时间区间内振动最大正值与最大负值之间的差值。
交越频率:振动的某一特性从一种关系转变为另一种关系时的频率。例如:当振动幅值或均方根值从等位移一频率关系转变为等加速度一频率关系时的频率为交越频率。
2、干系标准
振动试验标准有很多,不同的国家地区行业,会有不同标准体系,如下:ASTM,ISTA,MIL,EN,IEC,ETSI,JIS,SAE、JASO、IEC,ISO等。
现行常见的振动试验标准有:GB2423,GJB150A,GJB360,GJB548,IEC61373,GB21563,GB6587,GB11287,GB16806,QC413,ISO16750等
个中正弦振动标准紧张包括:
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)
3、试验方法
在正弦振动试验方法中又规定了扫频试验和定频试验两种试验方法。
扫频试验
扫频试验是指在试验过程中坚持一个或两个振动参数(位移、速率或加速度)量级不变,而振动频率在一定范围内连续往来来往变革的试验。
线性扫描化是线性的,即单位韶光扫过多少赫兹,单位是Hz/s或Hz/min,这种扫描用于细找共振频率的试验。 对数扫描频率变革按对数变革,扫描率可以是oct/min、oct是倍频程。
如果上限频率fH,下限fL,fH/fL=2n,n便是下限频率到上限频率经由了n个倍频程。
对数扫描的意思是相同的韶光扫过的频率倍频程数是相同的,例如从5-20Hz是两个倍频程,从500-2000Hz也是倍频程。在对数扫描的情形下,扫过这两段的韶光是相同的。便是说对数扫描时低频扫得慢而高频扫得快(这当然是指单位韶光扫过的频率范围)。有时对数扫描率还用于Dec/min,含意是每分钟扫多少个十倍频程。
扫频试验紧张用于:
产品振动频响的检讨(即最初共振检讨),确定共振点及事情的稳定性,找出产品共振频率,以做耐振处理。 耐扫频处理:当产品在利用频率范围内无共振点时,或有数个不明显的谐振点,必须进行耐扫频处理,扫频处理办法在低频段采取定位移幅值,高频段采取定加速度幅值的对数连续扫描,其交越频率一样平常在55-72Hz,扫频速率一样平常按每分钟一个倍频进行。 末了共振检讨:以产品振动频响检讨相同的方法检讨产品经耐振处理后,各共振点有无改变,以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。
定频试验
定频试验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。它紧张用于:
耐共振频率处理。在产品振动频响检讨时创造的明显共振频率点上,施加规定振动参数振幅的振动,以考察产品耐共振振动的能力。 耐预定频率处理:在已知的产品利用环境条件振动频率时,可采取耐预定频率的振动试验。其目的还是为考察产品在预定危险频率下承受振动的能力。
4、试验条件的选择
频率、频率范围
有的标准(特殊是军标)是直接给出,即按产品的利用环境直接给出了试验的频率或频率范围;民(商)用标准常日是用两种办法来规定的。
如何确定和选择和确定试验的频率范围?
产品在运输、贮存和利用过程中,有时会碰着很低的振动频率,例如车辆上用的设备,其车辆紧张基波频率可能低到在1.5~4Hz之间,而振动试验设备,要达到1.5Hz,其加速度波型失落真就会超差很大,达不到试验的哀求。
因此在确定试验频率范围时就要权衡,如果一个产品试验频率范围不宽,低频端在1 Hz或1 Hz以下,高频端在100(或~500Hz),则可用液压振动台来实现;如果一个产品试验频率范围很宽,其高频段在500~2000 Hz或以上,而低频端又要到1 Hz或1 Hz以下,则只能适当的提高低频段的出发点频率,例如低频端从5~10 Hz开始,由于要达到500~2000 Hz的频率,必需用电动振动台来进行试验,而当今的电动振动台随着科学技能的发展,其低频端已可达到5~10 Hz。
振幅及其选择
在正弦振动试验中,其振幅有位移幅值和加速度幅值二种,在实际试验时,有的试验仅给出位移幅值,有的试验同时给出位移幅值和加速度幅值。
(1) 仅给出一个位移幅值:对IEC标准和国标,其上限频率不超过10Hz的试验,只给出一个位移幅值;对美军标和国军标,例如电子及电气元件试验方法,在10~55 Hz的频率范围内也仅给出一个位移幅值,其值为0.75mm(单振幅)。
(2) 同时给出位移幅值和加速度幅值:产品安装(放)平台实际振动的特点是频率愈高加速度愈大,频率愈低位移幅值愈大,而且是随着振动频率的变革而不断改变的。
就对产品的影响而言,低频紧张是位移毁坏,高频紧张是加速度毁坏,而当今的正弦振动试验是建立在以往科学技能根本上的,当时(形成正弦振动试验时)的试验室仿照技能还不可能实现像现场振动一样随着振动频率的变革而其振幅有位移幅值不断改变,只能采取只管即便逼近现场振动的方法,因此采取低频段位移幅值不变(称定位移),高频率段加速度幅值不变(称定加速度),从定位移变到定加速度之间的频率称交越频率(振动特性一种关系变到另一种关系的频率)。
在IEC标准和国标中有二种交越频率,即8~9 Hz的低交越频率和57~62 Hz高交越频率,前者紧张用于舰船产品的试验,后者紧张用于陆用和空用产品的试验。
试验的持续韶光及其选择
试验的持续韶光是描述产品的耐受振动能力的主要参数。对试验持续韶光的选择相对付上述二个参数的选择要困难得多。由于目前一样平常很难给出多长的试验韶光相称于实际利用的多少韶光。
对扫频试验,常日以扫频循环数给出试验韶光。 对定频试验,则直接以分钟和小时给出试验韶光。
IEC和国标对扫频试验给出了1,2,5,15,20,50,100等七个扫频循环数等级,对定频试验给出了10分,30分,1小时,1.5小时,2小时,10小时等六个试验韶光等级;对微电子器件试验方法与程序和电子及电气元件试验方法的美军标和国军标,给出了12个(三方向)和36个(三方向)二种扫频循环数等级。在这里还需指出的是进行扫频试验时,其扫频速率常日为1倍频程/min。如何详细地选择试验的持续韶光,常日是根据振动对产品的毁坏机理来确定的。
振动对产品的毁坏,一样平常可以分为三种,即对产品事情性能的毁坏,对产品构造无缺性的毁坏,对产品寿命的毁坏。如果紧张考虑振动对产品事情性能的影响,如事情不正常、不稳定、失落灵、乃至不能事情等,常日是振动一旦停滞,事情性能就能规复正常,以是实在验韶光可按设备所需的最长连续事情韶光结合实践履历来确定。
构造毁坏紧张是指脱焊、螺钉松动、连接件脱开、部件的相互撞击。对这种毁坏一样平常在30分钟到一小时就能创造。对个中的螺钉松动和连接件脱开、部件的撞击也可按最长的连续事情韶光来考虑。
在某些情形下,也可按全部寿命韶光来考虑。如果是为了确定产品承受累积应力的能力(疲倦),其时间应根据产品的利用哀求,按利用时可能涌现的应力循环数来确定,或按无限寿命,即10^7次应力循环来确定试验韶光。