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一、基本概念

 

物體的運(yùn)動(dòng)量隨時(shí)間按正弦函數(shù)變化的運(yùn)動(dòng)稱為正弦振動(dòng)，它是一種周期性振動(dòng)，也稱為簡諧振動(dòng)。如圖1所示，正弦振動(dòng)的幅值和相位隨時(shí)間變化，且可以預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其數(shù)學(xué)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(shí)間（s）。

 

一般在正弦振動(dòng)試驗(yàn)中，假設(shè)初相位為零，位移峰值D（m）、速度峰值V（m/s）、加速度峰值A(chǔ)（m/s2）、頻率f（Hz）四個(gè)參數(shù)，只要知道其中的兩個(gè)，它們之間的關(guān)系可以表示為：

 

A=（2πf）2D

 

V=2πf D

 

在日常振動(dòng)試驗(yàn)中，加速度更常用重力加速度g來表示，可以通過下面的經(jīng)驗(yàn)公式來表示加速度與位移的關(guān)系：

 

A=Df2/250（單位：g）

 

二、正弦振動(dòng)試驗(yàn)分類

 

正弦振動(dòng)試驗(yàn)分為定頻試驗(yàn)和掃頻試驗(yàn)，掃頻試驗(yàn)又分線性和對(duì)數(shù)兩種掃頻方式。

 

定頻試驗(yàn)

 

試驗(yàn)過程中，頻率始終不變的即定頻試驗(yàn)。定頻試驗(yàn)一般應(yīng)用于模擬轉(zhuǎn)速固定的旋轉(zhuǎn)機(jī)械引起的振動(dòng)或考核產(chǎn)品在預(yù)定危險(xiǎn)頻率處的耐振能力。

 

掃頻試驗(yàn)

 

試驗(yàn)過程中，頻率隨時(shí)間變化的即掃頻試驗(yàn)，掃頻試驗(yàn)中振動(dòng)量級(jí)是頻率的函數(shù)。掃頻試驗(yàn)根據(jù)頻率變化的類型又分線性掃頻和對(duì)數(shù)掃頻。線性掃頻頻率變化是線性的，常用單位是Hz/s 或Hz/min，這種掃描用于尋找共振頻率的試驗(yàn)；對(duì)數(shù)掃頻頻率變化按對(duì)數(shù)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(yàn)一般應(yīng)用于產(chǎn)品振動(dòng)頻響的檢查或在找不到危險(xiǎn)頻率時(shí)考核其耐振能力。

 

三、正弦振動(dòng)試驗(yàn)條件

 

1、振動(dòng)頻率范圍

 

對(duì)于定頻振動(dòng)試驗(yàn)，是在一個(gè)特定的頻率條件下進(jìn)行，例如：50Hz，加速度10m/s2;對(duì)于掃頻振動(dòng)試驗(yàn)，是在一個(gè)頻率范圍內(nèi)依次進(jìn)行掃頻振動(dòng)，例如：5Hz~60Hz~150Hz,5Hz~60Hz,位移峰峰值2mm,60Hz~150Hz,加速度為10m/s2。

 

2、振動(dòng)的加速度

 

通常以m/s2或者g為單位，代表振動(dòng)的劇烈程度，加速度越大，振動(dòng)越嚴(yán)苛。

 

3、振動(dòng)的位移

 

一般交越頻率以下，低頻率定位移，位移有單峰值（0-p）和峰峰值（p-p）之分，也代表了振動(dòng)的強(qiáng)度。

 

4、掃頻的速率

 

在掃頻振動(dòng)試驗(yàn)中，通過掃頻的速率可以計(jì)算出振動(dòng)的時(shí)間，例如掃頻速率為1oct/min，它代表的是從5Hz掃到10Hz需要1分鐘，那么從5Hz~80Hz，大概需要4分鐘。

 

5、掃頻的循環(huán)次數(shù)

 

掃頻試驗(yàn)：一般要求每方向掃頻10次或20次循環(huán)，一次完整的循環(huán)需要從低頻掃到高頻，再從高頻掃回低頻率算是一個(gè)完整的循環(huán)，例如：5Hz~150Hz，需要先從低頻50Hz掃到高頻150Hz，再從高頻150Hz掃到低頻5Hz算是一個(gè)完整的循環(huán)。

 

定頻試驗(yàn)：通常每個(gè)方向固定振動(dòng)多少小時(shí)或分鐘。

 

四、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

 

GB/T 2423.10-2019《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn) Fc: 振動(dòng)(正弦)》；

 

IEC 60068-2-6:2007《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2-6 部分:試驗(yàn)方法 試驗(yàn) Fc: 振動(dòng)(正弦)》；

 

GB/T 4857.7－2005《包裝 運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn) 第 7 部分：正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)方法》；

 

ISO 2247:2000《包裝 完整、滿裝運(yùn)輸包裝件和單元貨物 低頻定頻振動(dòng)試驗(yàn)》；

 

QC/T 413-2002《汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件 》；

 

GB/T 6587-2012《電子測(cè)量儀器通用規(guī)范》；

 

GB/T9813.1-2016《計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 第 1 部分：臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)》；

 

GB/T 9813.2-2016《計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 第 2 部分：便攜式微型計(jì)算機(jī)》；

 

GB/T 9813.3-2017《計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 第 3 部分：服務(wù)器》；

 

GB/T9813.4-2017《計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 第 4 部分：工業(yè)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī) 》；

 

GJB 150.16A-2009《裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第 16 部分：振動(dòng)試驗(yàn)》中的艦船振動(dòng)試驗(yàn)；

 

GJB 322A-1998《計(jì)算機(jī)通用規(guī)范 》中的正弦試驗(yàn)；

 

GJB 3947A-2009《軍用電子測(cè)試設(shè)備通用規(guī)范》中的正弦試驗(yàn)；

 

GJB 1032-1990 《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》；

 

GJB 4.7-1983《艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn) 振動(dòng)試驗(yàn)》；

 

GJB 1621.7A-2006《技術(shù)偵察裝備通用技術(shù)要求 第 7 部分：環(huán)境適應(yīng)性要求和試驗(yàn)方法》中的模擬艦船振動(dòng)試驗(yàn)；

 

GJB 2225A-2008《地面電子對(duì)抗設(shè)備通用規(guī)范》；

 

TB/T 2846-2015《鐵路地面信號(hào)產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)方法》；

 

NB/T 32004-2018《光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》；

 

GB/T25386.1-2021《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 控制系統(tǒng) 第 1 部分：技術(shù)條件》；

 

GB/T25386.2-2021《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 控制系統(tǒng) 第 2 部分：試驗(yàn)方法 》；

 

GB/T 11287-2000《電氣繼電器 第 21 部分:量度繼電器和保護(hù)裝置的振動(dòng)、沖擊、碰撞和地震試驗(yàn) 第 1 篇:振動(dòng)試驗(yàn)(正弦)》；

 

GB/T 7261-2016《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法》；

 

IEC 60255-21-1:1988《電氣繼電器 第 21 部分:量度繼電器和保護(hù)裝置的振動(dòng)、沖擊、碰撞和地震試驗(yàn) 第 1 篇:振動(dòng)試驗(yàn)(正弦)》；

 

GB/T14598.27-2017《量度繼電器和保護(hù)裝置 第 27 部分：產(chǎn)品安全要求》；

 

DL/T 478-2013《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》；

 

IEC60255-27:2013《量度繼電器和保護(hù)裝置 第 27 部分：產(chǎn)品安全要求》；

 

GB/T 14710-2009《醫(yī)用電器環(huán)境要求及試驗(yàn)方法》；

 

TB/T 2846-2015《鐵路地面信號(hào)產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)方法 》。