隨機振動試驗是什么?振動測試檢測標(biāo)準(zhǔn)及重要指標(biāo)

日期:2021-07-27 18:21:00 瀏覽量:8272 標(biāo)簽: 隨機振動試驗 隨機振動測試

隨機振動是指一種振動波形雜亂、對未來任何一個給定時刻其瞬時值不能預(yù)先確定,其波形隨時間的變化顯示不出一定規(guī)律的振動,無法用確定性函數(shù)解釋其規(guī)律。隨機振動的單次試驗結(jié)果有不確定性、不可預(yù)估性和不重復(fù)性,但相同條件下的多次試驗結(jié)果卻有內(nèi)在的統(tǒng)計規(guī)律。而須用概率統(tǒng)計方法定量描述其運動規(guī)律。隨機振動也是由正弦振動所組成的,但是這些正弦振動的頻率不是離散的,而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布,各個正弦振動的振幅大小與位移大小變化不可預(yù)測的會隨時間變化,而是要用隨機振動信號在一定時刻的平均值、均方值、概率密度函數(shù)、功率譜密度來表達(dá)。

隨機振動試驗的試驗條件(嚴(yán)酷等級)是由試驗頻率范圍(Hz)、功率譜密度(g2/Hz)、功率譜密度的頻譜、總均方根加速度(Grms)、試驗時間四個參數(shù)組成。

隨機振動試驗是什么?振動測試重要指標(biāo)有哪些?

1.試驗頻率范圍

范圍頻率范圍是指產(chǎn)品安裝平臺的振動對產(chǎn)品產(chǎn)生有效激勵的最高頻率和最低頻率之間的頻率。典型的低頻通常是取產(chǎn)品最低共振頻率的一半或其安裝平臺產(chǎn)生明顯振動的最低頻率;典型的高頻是產(chǎn)品最高共振頻率的兩倍或其安裝平臺產(chǎn)生明顯振動的最高頻率,或是可以有效地、機械地傳遞振動的最高頻率。通常認(rèn)為機械傳遞的振動的最高頻率是取2000Hz,盡管實際上常常會更低。如果需要2000Hz以上的頻率,通常需要用噪聲來進(jìn)行。

2.功率譜譜密度(g2/Hz)和功率譜密度的頻譜

隨機振動是以定義在相關(guān)頻率范圍內(nèi)的PSD功率譜密度(ASD加速度譜密度)及功率譜譜密度的頻譜的形式來表征。功率譜密度(加速度譜密度)是指單位頻率上的能量,功率譜譜密度的頻譜(加速度譜密度的頻譜)是指振動能量在整個頻率范圍內(nèi)的分布。

3.總均方根加速度(Grms)

總均方根加速度(Grms)值是功率譜譜密度的頻譜在全頻段范圍內(nèi)面積的積分,即方均根值,它不包含任何頻率信息。因此Grms值通常用來進(jìn)行試驗誤差控制與檢測,以及根據(jù)試驗樣品的重量、體積、動態(tài)特性來選需多大推力(功率)的振動臺。

4.試驗時間

試驗時間就是進(jìn)行隨機振動的持續(xù)時間,通常分為功能(性能)和強度(耐久)二種試驗時間。對空中運載工具及空中運載工具上使用的設(shè)備,耐久試驗的時間通常為功能試驗時間的1.6倍。

影響振動試驗的關(guān)鍵指標(biāo)如下:

試驗推力:試驗推力對試驗騎著決定性的作用,所需推力超過額定推力則試驗不能進(jìn)行,但是推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定推力,容易造成資源浪費,

最大位移:隨機振動試驗時,從振動條件上看不出隨機振動的最大位移,而其值也是不確定的,因此有必要在實驗前估算最大位移,避免因超過行程而損壞振動臺

加速度均方根值:它是表征隨機振動總能量的統(tǒng)計參數(shù)。

頻率范圍:目前電磁振動臺的頻率多數(shù)可以達(dá)到3000HZ~5000HZ,基本可以滿足絕大部分試驗要求。

隨機振動試驗參數(shù)的估算:

目前隨機振動試驗采用最多的是寬帶隨機振動,根據(jù)試驗樣品給出的振動要求,計算試驗量值,通過與振動臺的極限值進(jìn)行對比,估算試驗?zāi)芊襁M(jìn)行。

隨機振動試驗需要顧及的有:隨機振動推力和隨機振動最大位移,隨機振動一般給出功率譜密度與頻率之間的關(guān)系曲線,如圖所示,根據(jù)該曲線及相關(guān)計算公式既可計算出加速度均方根值。

隨機振動試驗是什么?振動測試重要指標(biāo)有哪些?

加速度均方根值由曲線下總面積的和經(jīng)過開根號運算得到,用以下公式表示:

2.jpg

式中,A1為升譜線所含面積,A2為平直譜曲線所含面積,A3為降譜曲線所含面積,圖譜曲線所含面積通過譜密度函數(shù)在頻率上進(jìn)行積分算出。

試驗推力計算公式:

隨機振動試驗是什么?振動測試重要指標(biāo)有哪些?

式中,F(xiàn)為推力(N),m0為振動臺運動部分有效質(zhì)量(KG);m1為輔助臺面質(zhì)量(KG);m2為試樣(包括夾具、安裝螺釘)質(zhì)量(KG);G為試驗加速度。

位移的計算公式:

準(zhǔn)確的方法應(yīng)該找出位移譜密度曲線,計算出均方根位移值,再用均方根位移算出最大峰值位移,在工程商往往只要估計一個大概的值,這里介紹一個簡單的估算公式,通過估算的值比實際要大。

隨機振動試驗是什么?振動測試重要指標(biāo)有哪些?

 式中,Xp-p為最大峰峰位移(mm),f0為下限頻率(Hz);W0為下限頻率(f0)處的功率譜密度值(g^2/Hz)。

注:該公式對平譜曲線適用,對有升降譜的曲線,可能造成計算值與實際值由較大的偏差。

振動試驗通常依據(jù)的檢測標(biāo)準(zhǔn)如下: 

電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Fc和導(dǎo)則:振動(正弦)GB/T 2423.10-2008/IEC 60068-2-6:1995

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電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fi: 振動 混合模式GB/T 2423.58-2008/IEC 60068-2-80:2005

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汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件QC/T 413-2002

軍用計算機通用規(guī)范GJB 322A-1998

軍用通信設(shè)備通用規(guī)范 GJB 367A-2001

軍用電子測試設(shè)備通用規(guī)范 GJB3947A-2009

軌道交通 機車車輛電子裝置 GB/T 25119-2010/IEC 60571:2006

電子測量儀器通用規(guī)范 GB/T 6587-2012

微電子器件試驗方法和程序 GJB 548B-2005

電子及電氣元件試驗方法 GJB 360B-2009

軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第16部分:振動試驗》GJB 150.16A-2009

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鐵路地面信號產(chǎn)品振動試驗方法 TB/T 2846-1997

包裝 運輸包裝件基本試驗 第23部分:隨機振動試驗方法GB/T 4857.23-2012

軌道交通 機車車輛設(shè)備 沖擊和振動試驗GB/T21563-2008/IE 61373:1999

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