振動與衝擊

振动与冲击测试表明产品能否承受机械动态载荷。这两种现象截然不同:振动是持续、重复的加载,而冲击是单次瞬时的高加速度撞击。二者产生不同的失效模式,须分别进行测试。

振动导致的失效是疲劳:焊点开裂、电缆护套磨损、螺丝松动、接插件接触不良。冲击导致的失效是断裂:脆性元件碎裂、支架断裂、电路板脱离固定座。因此对产品进行振动测试并不能证明它同样能承受冲击。

振动以三种形式施加,各自提供不同的信息。正弦振动在单一频率下扫描;用于寻找产品的共振频率,在设计阶段极具价值。随机振动代表真实环境的宽带特性,是耐久性证据的首选方式。正弦叠加随机及随机叠加随机曲线共同模拟叠加在发动机和旋翼主导频率之上的宽带噪声——这在直升机及涡桨飞机应用中是必需的。

共振是该领域的核心概念。每种结构都有其固有频率;当激励频率接近其中之一时,振幅增大,产品所承受的加速度可能是输入水平的数倍。因此在测试前须进行共振扫描,设计变更往往表现为移动共振点而非降低振动水平。

在该系列中,夹具是结果的一部分,这也是最常被忽视的一点。试样固定到振动台的方式会直接改变传递的能量及共振行为。设计不良的夹具会引入自身的共振,给产品施加本不该承受的载荷,或者相反地衰减真实载荷从而保护了产品。使用不同夹具获得的结果不可比较。

测量点的选择同样决定结果。控制加速度计安装在夹具上,监测加速度计安装在产品的关键部位;报告必须记录这些位置。同一测试中不同点位测得的加速度可能存在明显差异。

曲线按应用领域划分:运输振动(包装及装运)、车辆振动(按安装位置)、轨道交通(EN 61373类别)、航空(DO-160章节)、军用(MIL-STD-810方法)及电池运输(UN 38.3 T3)。同一产品在不同项目下须经历不同的振动曲线。