振动试验(什么是振动试验？如何分类？)

什么是振动试验？

振动试验是评定产品在预期的使用环境中抗振能力，而在现场或实验室对受振动的实物或模型进行的试验，目的是通过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。

它是从航空航天部门发展起来的，现在已被推广到动力机械、交通运输、建筑等各个工业部门及环境保护、劳动保护方面，其应用日益广泛。振动试验包括响应测量、动态特性参量测定、载荷识别以及振动环境试验等内容。

振动试验的简单介绍

无论任何振动都需要一定的试验条件，这是试验的重要依据之一。对任何一个振动试验，要求在不同试验室内进行试验时结果是一致的，不允许出现*不同的结果。这就要对振动试验做一系列的规定，既试验的标准规范。

振动试验分类

按试验目的分类

1. 环境适应性试验

环境适应性试验的目的是选用试件未来可能承受的振动环境去激励试件，检验其对环境的适应性。目前，航空航天中使用的机载（箭载）仪器和设备，大部分必须进行此项试验，以便评估其性能是否满足要求。此类试验的最大特点是振动条件越接近真实环境越好。

2. 动力学强度试验

动力学强度试验的目的是考核试件结构的动强度，检验在给定的试验条件下试件是否会产生疲劳破坏。这类试验的试件大部分是结构件，试验时间较长。试验条件一般应从实际振动环境中选取。

3. 动力特性试验

动力特性试验的目的是用试验的方法测出试件的动特性参数，如振型、频率、阻尼等。此类振动试验的特点是激振力可以很小，激振力与实际振动环境无关。但必须选好激振点的位置，而测试点要很多，测出足够多的数据才能得出准确的参数。

4. 其它目的的振动试验

有些振动试验与上述目的不同，如振动筛选试验，其目的是对生产线上的元件、组件、进行振动筛选，找出工艺生产中的薄弱环节，剔除低质量的产品从而提高整个产品的可靠性。又如消除大型铸件残余应力的振动试验，在大型铸件上装一机械式激振器激振铸件，使铸件的残余应力很快消除。这些试验的振动条件通常与产品任务环境无关。

按试验加载荷性质分类

一、正弦振动

正弦振动试验是试验室中经常采用的试验方法，是人们认识最早了解最多的一种振动。例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。要模拟这些振动环境，无疑须用正弦振动试验。当振动环境是随机的、但又无条件做随机振动试验时，某些情况下可以用正弦振动试验来代替（不是等效）。此外，振动特性试验中，用正弦信号激振是常用的最基本方法。由于正弦试验设备相对便宜，因此一般的振动试验室几乎都可以进行正弦振动实验。

正弦振动试验的验条件（严酷等级）由频率范围、振幅值、试验持续时间共同确定.

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。

1、扫频试验

扫频试验是指在试验过程中维持一个或两个振动参数（位移、速度或加速度）量级不变，而振动频率在一定范围内连续往复变化的试验。线性扫描化是线性的，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、oct是倍频程。如果上限频率fH，下限fL，fH/fL=2n，n就是下限频率到上限频率经过了n个倍频程，求n的公式为：

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，例如从5-20Hz是两个倍频程，从500-2000Hz也是倍频程。在对数扫描的情况下，扫过这两段的时间是相同的。就是说对数扫描时低频扫得慢而高频扫得快（这当然是指单位时间扫过的频率范围）。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。

扫频试验主要用于：

a） 产品振动频响的检查（即zui初共振检查），确定共振点及工作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。

b）耐扫频处理：当产品在使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，扫频处理方式在低频段采用定位移幅值，高频段采用定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率一般在55-72Hz，扫频速率一般按每分钟一个倍频进行。

c） zui后共振检查：以产品振动频响检查相同的方法检查产品经耐振处理后，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。自中宝检测设备有限公司

2、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。它主要用于：

（1）耐共振频率处理。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。

（2）耐予定频率处理：在已知的产品使用环境条件振动频率时，可采用耐予定频率的振动试验。其目的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能力。

二、随机振动试验

给试件施加随机振动的试验叫随机振动试验，按随机振动的频带宽度分为宽带随机试验和窄带随机试验。

随机振动试验的必要性：代替现场试验，缩短产品研发周期，减少开发成本。

实验室再现的可能性：新的试验方法及标准的制订，新设备的研制，使实验室中的实验等在一定程度上再现现场情况。

随机振动试验分类：

耐久性试验：也叫强度试验，用于评价结构或试件的抗随机振动特性，研究其强度破坏及疲劳寿命等问题。

功能试验：研究在随机振动环境下结构或试件的功能特性。主要是检验结构或试件在使用振动环境下是否产生功能失灵以及各机件的连接、固定、安装变形及间隙之类的工艺要求是否受到破坏等。

响应试验：对振动结构作动力响应特性试验是现代产品的安全、可靠、经济、适用不可或缺的研究环节。

三、混合型振动试验

给试件施加的载荷既有随机又有正弦的振动试验叫混合型振动试验。一般是宽带随机的背景上加一个或几个正弦信号（如飞机的炮振试验和直升飞机的振动试验等），这些正弦信号的频率可以是固定的也可以是变化的（即扫频）；另一种是宽带随机背景上加一个或几个窄带随机信号，窄带随机的中心频率可以是固定的，也可以变化（扫频）；还有宽带随机背景上加正弦信号又加窄带随机信号。这三种都称为混合型振动试验。

振动试验的条件

振动试验的条件一般包括振动试验的量级、持续时间和试验程序等内容。其中振动试验量级的选择是一个非常重要的问题，既能激发出产品的缺陷又不损害合格产品为唯一准则；持续时间表示整个振动试验所需时间，不同的时间对产品造成的影响不同。

根据GJB 150.16A-2009《军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验》规定，试验程序分为四个类别：

程序I - 一般振动：适用于哪些试件固定在振动台上的情况，振动通过夹具/试件界面作用在试件上。

程序II - 散装货物运输：用于由卡车、拖车或履带车运输的且没有固定安装（捆绑）到运输工具上的装备。

程序III - 大型组件运输：用于复现在轮式或履带车上安装或运输的大型组件经受的振动和冲击环境，适用于大型装备或占车辆总质量比例很高的货物堆以及成为车辆内部组成部分的装备。

程序IV - 组合式飞机外挂的挂飞和自由飞：用于飞机外挂在固定翼飞机上的挂飞和自由飞，以及地面或海上发射导弹的自由飞。

享检测可以根据用户需求进行振动试验，该试验是仿真产品在运输、安装及使用环境中所遭遇到的各种振动环境影响，本试验是模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响，用来确定产品是否能承受各种环境振动的能力。振动试验是评定元器件、零部件及整机在预期的运输及使用环境中的抵抗能力.

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