蘇試試驗重慶廣博實驗室

一、基本概念

物體的運動量随時間按正弦函數變化的運動稱為正弦振動，它是一種周期性振動，也稱為簡諧振動。如圖1所示，正弦振動的幅值和相位随時間變化，且可以預測運動狀态，其數學方程式為：

A（t）=Dsin（ωt φ）

其中，

D----位移峰值0-p（m），

ω----角頻率或角速度（rad/s，ω=2πf），

φ----初相位（rad），

t----時間（s）。

一般在正弦振動試驗中，假設初相位為零，位移峰值D（m）、速度峰值V（m/s）、加速度峰值A（m/s2）、頻率f（Hz）四個參數，隻要知道其中的兩個，它們之間的關系可以表示為：

A=（2πf）2D

V=2πf D

在日常振動試驗中，加速度更常用重力加速度g來表示，可以通過下面的經驗公式來表示加速度與位移的關系：

A=Df2/250（單位：g）

圖1正弦振動的幅值和相位随時間變化曲線

二、試驗分類

正弦振動試驗分為定頻試驗和掃頻試驗，掃頻試驗又分線性和對數兩種掃頻方式。

試驗過程中，頻率始終不變的即定頻試驗。定頻試驗一般應用于模拟轉速固定的旋轉機械引起的振動或考核産品在預定危險頻率處的耐振能力。

試驗過程中，頻率随時間變化的即掃頻試驗，掃頻試驗中振動量級是頻率的函數。掃頻試驗根據頻率變化的類型又分線性掃頻和對數掃頻。線性掃頻頻率變化是線性的，常用單位是Hz/s 或Hz/min，這種掃描用于細找共振頻率的試驗；對數掃頻頻率變化按對數變化，掃描率可以是Oct/min、Oct/s，Oct是倍頻程，倍頻程是指上限頻率f2與下限頻率f1之比等于2的n次方，則稱f2是f1的n次倍頻程。掃頻試驗一般應用于産品振動頻響的檢查或在找不到危險頻率時考核其耐振能力。

圖2 正弦振動試驗原理示意圖

三、試驗實施

正弦振動試驗條件要求振動控制儀能夠保證振動台處在規定的頻率上，掃頻試驗更要求以規定的掃描速度對産品施加規定幅值的振動。正弦振動試驗的原理如圖2所示，蘇試試驗重慶實驗室現行采用蘇試集團自主研發生産的推力1T至20T各型振動台及RC-3000試驗控制系統，可實現最大加速度150g、最大p-p位移100mm正弦振動試驗，并确保試驗實施過程中各項參數控制精準，誤差滿足标準方法要求。

圖3 20T振動台 （台面尺寸2000×2000mm）

圖4 8T振動台 （可實現最大加速度150g正弦振動）

四、試驗标準

蘇試試驗重慶實驗室目前已通過CNAS、CMA等機構認可多項正弦振動試驗标準方法，現列舉一些常用的相關試驗方法如下。

GB/T 2423.10-2019《電工電子産品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc：振動（正弦）》；

GJB 360B-2009《電子及電氣元件試驗方法》方法201、方法204；

GJB 548B-2005《微電子器件試驗方法和程序》方法2005、方法2007；

MIL-STD-202G：2002《電子電器部件測試标準》方法201A、方法204A；

GB/T 4857.7-2005《包裝 運輸包裝件基本試驗 第7部分正弦定頻振動試驗方法》；

GB/T 4857.10-2005《包裝 運輸包裝件基本試驗 第10部分：正弦變頻振動試驗方法》。

圖5 5.4T振動台 （可實現最大p-p位移100mm正弦振動）

五、小結

正弦振動作為一種最常見的振動試驗方法，廣泛應用于航空航天、汽車車輛、軌道交通等各領域産品的研發、鑒定、驗收等各階段試驗。正弦掃頻還作為一種分析方法，應用于大型或複雜結構工裝或産品的頻率特性檢查。蘇試試驗重慶實驗室已積累豐富的相關經驗，能針對産品類型和試驗目的科學、合理、有效的實施試驗，以保證試驗的有效性及可靠性。我們竭誠為您及您的産品做到無微不至的關懷，歡迎莅臨交流指導！

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