正弦振動試驗是力學(xué)環(huán)境試驗當(dāng)中非常重要的檢測項目之一，它以模擬旋轉(zhuǎn)、脈動、震蕩（在船舶、飛機、車輛、空間飛行器上所出現(xiàn)的）所產(chǎn)生的振動場合等，正弦振動試驗一般考驗的是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度和搜索結(jié)構(gòu)的共振頻率，最終考核產(chǎn)品的設(shè)計工藝是否滿足預(yù)期要求。
一、什么是正弦振動
能用一項正弦函數(shù)表達式表達其運動規(guī)律的周期運動。
例如凡是旋轉(zhuǎn)、脈動、振蕩(在船舶、飛機、車輛、空間飛行器上所出現(xiàn)的)所產(chǎn)生的振動均是正弦振動。
二、正弦振動試驗分類
1、掃頻試驗：維持位移、速度或加速度量級不變，使振動頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)往復(fù)變化?？煞譃榫€性掃描和對數(shù)掃描，對數(shù)掃描在單位時間內(nèi)掃過的頻率倍頻程數(shù)相同，低頻掃得慢而高頻掃得快，常用于確定產(chǎn)品的共振頻率及工作穩(wěn)定性等。
2、定頻試驗：在規(guī)定的固定頻率點上，進行不同量級振動參數(shù)的試驗，主要用于耐共振頻率處理及耐預(yù)定頻率處理，以考核產(chǎn)品在特定頻率下承受振動的能力。
三、經(jīng)典的正弦振動試驗包含哪些測試內(nèi)容呢？
1、諧振搜索（找到危險頻率或共振點）；
2、共振保持（定頻試驗）；
3、掃頻耐久/循環(huán)。
四、做正弦振動試驗需要提供哪些信息呢？
1、頻率范圍
試驗的頻率應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的實際使用環(huán)境和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來確定。例如，大部分的檢測標(biāo)準(zhǔn)會提供一系列的下限和上限頻率，供使用者選擇。
2、振動振幅值
振幅值可以是位移幅值或加速度幅值，具體取決于試驗的目的和產(chǎn)品的特性。低頻時主要考慮位移幅值，而高頻時主要考慮加速度幅值。
需要注意的是位移幅值有單峰值（0-P）和峰峰值（P-P）之分。
3、試驗持續(xù)時間
試驗的持續(xù)時間應(yīng)足以模擬產(chǎn)品可能經(jīng)歷的振動環(huán)境，同時也要考慮到產(chǎn)品的耐久性和可靠性。
正弦振動試驗的試驗時間可以規(guī)定如每方向振動1小時，或者是規(guī)定掃頻循環(huán)次數(shù)。
通常對于掃頻試驗以掃頻循環(huán)數(shù)給出；對定頻試驗，則直接以分鐘和小時給出。
4、振動試驗設(shè)備
設(shè)備應(yīng)能夠提供穩(wěn)定且可控的正弦振動，包括振動臺或振動系統(tǒng)，以及必要的傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備。
傳感器布置、控制點和監(jiān)測點的選擇會影響數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度。
5、振動方向
振動的方向通常包含橫向X向，縱向Y向，垂直方向Z向，一般要求三個方向都需要進行振動試驗，也有要求僅對1個或2個方向進行振動試驗。
6、振動試驗夾具
受試產(chǎn)品需要剛性連接到振動試驗臺面上，對于不規(guī)則的產(chǎn)品或者是電子元件、電路板、大型機柜等均需要有專用的振動夾具來進行固定。
振動夾具的目的一個是固定受試產(chǎn)品，一個是傳遞振動試驗的信號。關(guān)于振動試驗夾具的內(nèi)容較多，這里不再贅述了。
7、受試產(chǎn)品的信息
產(chǎn)品的尺寸、產(chǎn)品的重量以及形狀，確定使用多大噸位的振動試驗臺。
8、受試產(chǎn)品的工作狀態(tài)
定頻試驗或掃頻循環(huán)試驗需要是否需要通電工作。
五、正弦振動試驗的頻率容差
1、掃頻耐久
低于或等于0.25 Hz:±0.05 Hz;
0.25 Hz~5 Hz:±20%;
5 Hz~50 Hz:±1 Hz;
高于 50 Hz:±2%。
2、定頻耐久
固定頻率:±2%。
近固定頻率:
低于或等于 0.25 Hz:±0.05 Hz;
0.25 Hz~5 Hz:±20%;
5 Hz~50 Hz:±1 Hz;
高于 50 Hz:±2%。
3、危險頻率的測量
在比較耐久性試驗前后的危險頻率時,即在振動響應(yīng)檢查期間,采用下列容差:
低于或等于 0.5 Hz:±0.05 Hz；
0.5 Hz~5Hz:±10%;
5 Hz~100 Hz:±0.5 Hz;
高于100 Hz:±0.5%。
六、振動幅值
正弦振動通常采用位移幅值或加速度幅值，或者兩者都有，一般情況下，交越頻率以下規(guī)定為定位移，交越頻率以上規(guī)定為定加速度。
每一個位移幅值都有對應(yīng)的加速度幅值。因此交越頻率上振動量值是相同的。當(dāng)規(guī)定的交越頻率在技術(shù)上不適用時，有關(guān)規(guī)范可以另行規(guī)定交越頻率以及與其對應(yīng)的位移-加速度幅值。某些情況下也可以規(guī)定一個以上的交越頻率。
七、正弦振動試驗示例
頻率范圍：5Hz-60Hz 位移峰峰值為0.3mm(p~p);
頻率范圍：60Hz~150Hz 加速度為5m/s2;
掃頻速率：掃頻速率為1oct/min；
振動方向：振動三個相互垂直的方向；
循環(huán)次數(shù)：每向10次循環(huán)。
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