振动试验

振动试验、设备与检测

1 振动试验及其方法与规范

1.1 振动试验

1.1.1 可靠性和环境试验

产品从出厂到使用期满全过程中，能满足规定或潜在要求的一切技术指标和特性的总和称为产品质量。这些指标特征和特性包括性能、强度、寿命、可靠性和使用期等。其中，可靠性是产品在规定的期限和条件下完成规定任务的概率。如果产品丧失规定的功能而不能完成规定的任务，就叫做发生故障，对元器件来讲就是失效。所以，某种产品的故障率越低，其可靠性就越高。可靠性是针对一定的环境条件而言的。为评价和分析产品可靠性而进行的试验，叫做可靠性试验，其目的是要确定产品在各种环境条件下工作或贮存时的可靠性特征量，为使用、生产和设计提供数据。同时，通过试验来暴露产品在设计、原材料、工艺流程等方面存在的问题，进而通过失效分析、质量控制来提高产品质量。可靠性试验可以分为环境试验、寿命试验和特殊试验三种。

为评价和分析环境条件对产品性能的影响而进行的试验叫环境试验，它是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价在实际使用、运输和贮存环境条件下的产品性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。环境条件是产品所经受到的周围的各种物理、化学和生物条件。环境试验可以分为自然暴露试验、现场试验和人工模拟试验三类。环境试验也是例行试验的一部分，工厂生产的产品按惯例必须进行的试验叫做例行试验，它是电子产品质量检验的重要组成部分。通常可以逐批进行，也可以定期进行。例行试验包括：环境试验项目、寿命试验项目和某些特殊试验项目三种。

例行试验具有下列特点：

（1）它是一种模拟试验，用来模拟产品可能遇到的环境条件与工作状态，以检验对产品性能（功能）的影响。

（2）通常把产品出厂后可能遇到的复杂的、综合性的应力，分解成单一应力或仅有一、两种复合应力作用的功能试验，以检查产品在应力状态下的可靠性和稳定性。

（3）通常采用加速试验和疲劳试验，因此例行试验后的样品一般不再作为成品提交用户使用。

（4）它是对产品质量进行周期性检查，故又称周期试验。试验周期在产品标准中有规定，一般为一个月、两个月、一季度或半年，以确定周期内成批产品的质量。

（5）它是采取随机抽样，根据允许的批极限不合格品率，制定合格判定数，并用定时截尾试验来快速检查与鉴定产品的早期失效水平。

1.1.2 振动试验

振动试验是环境试验中的一种。它是在实验室模拟各种恶劣的振动条件，以检验振动对产品的影响，例如：经振动试验后仪器仪表是否产生噪声，引线及元器件是否有断裂或造成其它形式的失效等等。振动试验一般放在振动试验装置上进行，其振动频率、振动强度及试验时间要根据振动试验标准（规范）确定。振动对产品的主要影响是：（1）使结构损坏，引起变形、弯曲、产生裂纹、断裂，造成部件间的相互撞击等，从而使产品疲劳损坏；（2）使工作性能失灵、功能失效或性能超差，造成接触部件的接触不良，继电器误动作，电子管噪声增加，指示灯闪烁等，从而导致工作不正常、不稳定，甚至完全不能工作；（3）使工艺性能破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊等。

振动试验的目的是确定产品从制成开始，在运输、使用及工作过程中所能承受外来的振动或自身产生的振动，而不致破坏并能保持其原有性能，达到预定的寿命和可靠性。振动试验通常有下列几种类型。

（1）疲劳环境试验：通过这种试验了解各种机械、构件、设备、材料以及元器件，承受往复振动环境而引起的性能参数变化或疲劳破坏的有关数据。

（2）研究性试验：为了研究、开发新产品或改进、提高产品的质量，通过振动试验提供必要的力学性能参数。

（3）产品质量监控试验：为确保制造的产品质量，严格控制生产工艺，采用振动试验对其实行质量监控。

（4）新产品质量验证试验：对新设计制造的产品，通过振动试验来验证其是否能承受预期的振动环境条件，并保持其应有的性能。

（5）包装运输试验：为了解产品出厂时包装是否安全、牢固和合理，运输中是否安全和可靠，通过振动试验提供必要的参数。

（6）适应性试验：通过试验确定人体对交通工具的振动、公害振动等是否适应，能否满足人们在各种振动环境下正常生活或工作。

1.2 振动试验方法

常用的振动试验方法详见表1所示。

表1 几种振动试验方法的比较

1.3 振动试验规范

1.3.1 国际标准化组织有关标准

（1）1S0 2041—1975振动与冲击名词术语；

（2）1SO 5344—2004电动振动台——描述设备特性的方法；

（3）1SO 6070—1981振动发生器辅助台——描述设备特性的方法；

（4）1SO 8626—1989用于产生振动的伺服液压试验设备——描述特性的方法。

1.3.2 我国有关国家标准

（1）GB 2298—1990机械振动、冲击名词术语；

（2）GB/T 7670—87电动振动试验设备特性的描述方法；

（3）GB/T l0861—89液压振动台；

（4）GB／T 11353—89振动发生器辅助台设备特性的描述方法；

（5）GB/T 5170.13—85电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台；

（6）GB/T 5170.14—85电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用电动振动台；

（7）GB/T 5170.15—85电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法振动（正弦）试验用液压振动台；

（8）GB/T 5170.19—89电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法温度／振动（正弦）综合试验设备；

（9）GB/T l0179液压伺服振动试验设备特性的描述方法；

（10）GB/T 2423.10—2008 电工电子产品环境试验第二部分试验Fh：振动（正弦）试验；

（11）GB/T 2423.56—2008电工电子产品环境试验第二部分试验Fc：宽带随机振动试验；