振动测试的24个必备常识

振动的概念

振动是一种普遍存在于自然界和工程领域的现象，它指的是物体或质点在其平衡位置附近进行的往复运动。在机械系统中，振动表现为位移、速度和加速度的周期性变化。这种运动可以是确定性的，也可以是随机的，其复杂性取决于多种因素，如力的性质、系统的结构和外部环境等。

振动实验的目的

振动试验是一种模拟实验，旨在模拟产品在运输或使用过程中可能遇到的振动环境。通过这种实验，我们可以评估产品在实际使用中的可靠性，确保产品设计和功能满足特定的要求。振动试验的最终目标是提前识别并排除不合格产品，通过对失效产品进行分析，提高产品的质量和可靠性。

振动的分类

振动可以分为两大类：确定性振动和随机振动。确定性振动是指那些可以用数学函数（如正弦波）精确描述的振动，而随机振动则是指那些在任何给定时刻的瞬时值无法预测的振动。

正弦振动的定义

正弦振动是一种简单的周期性振动，其运动规律可以用正弦函数来描述。这种振动在许多工程应用中都有出现，如船舶、飞机、车辆和空间飞行器等。

正弦振动试验目的

正弦振动试验的目的是模拟电工电子产品在运输、储存和使用过程中可能遭受的振动影响，以评估其适应性和性能。

正弦振动试验条件

正弦振动试验的条件由振动频率范围、振动量和试验持续时间共同决定。这些参数共同定义了试验的严酷等级。

振动频率范围

振动频率范围指的是振动试验中从某一频率点到另一频率点的扫频过程。例如，5-50Hz的试验频率范围意味着试验将从5Hz扫频至50Hz。

频率的定义

频率是指物体在一秒钟内完成振动的次数，单位是赫兹（Hz）。

振动量的表示

振动量通常通过加速度、速度和位移来表示。加速度是速度对时间的导数，单位是g（重力加速度）或m/s²；速度是单位时间内通过的路程，单位是m/s；位移是物体相对于参考系位置的变化，单位是mm。

试验持续时间和扫频循环

试验持续时间指的是整个振动试验所需的总时间，而扫频循环次数则是指在试验中完成的扫频次数。扫频循环是指在规定的频率范围内进行一次往返扫描。

重力加速度

重力加速度是指物体在地球表面由于重力作用而产生的加速度，通常用1g表示，等于9.8m/s²。

扫描方式的分类

扫描方式主要分为线性扫描和对数扫描。线性扫描是指单位时间内扫过固定赫兹数的扫描方式，而对数扫描则是按照对数变化的频率进行扫描。

扫描速度的分类

扫描速度是指从最低频率扫描到最高频率的速度，可以用倍频程每分钟（oct/min）、分钟每次扫频（min/sweep）或赫兹每秒（Hz/s）来表示。

振动试验的方向

振动试验通常在产品的三个互相垂直的方向上进行，即X轴向、Y轴向和Z轴向。

交越频率

交越频率是指在振动试验中，振动特性量从一个量级变为另一个量级的频率点。

共振搜寻的必要性

由于待测物上的不同零组件具有不同的共振频率，共振搜寻是为了确定这些零组件的共振特性，并在共振点进行加振试验。

共振频率

共振频率是指产品出现共振时的频率。

定频振动

定频振动是在固定频率点上进行的振动试验，用于评估产品在特定频率下的振动耐受性。

定频振动的应用

定频振动主要用于耐共振频率振动和耐预定频率振动，以考核产品在特定频率下的性能。

临界频率

临界频率是指导致产品性能异常或劣化的振动频率。

随机振动

随机振动是指在任何给定时刻其瞬时值无法预测的振动，常见于运输环境中。

加速度谱密度和功率谱密度

加速度谱密度（ASD）和功率谱密度（PSD）是描述随机信号在频域上分布的参数，分别表示加速度和功率的分布情况。

正弦振动和随机振动标准

正弦振动和随机振动的标准包括GB/T 2423.10-2008、IEC 60068-2-6-2007、ISO 8318:2000等，这些标准规定了振动试验的方法和要求。

方根均值

方根均值（rms）是指在一定频率区间内，函数值的平方的平均值的平方根值，通常用来描述振动的强度。