Как определить условия для тестирования вибрации синуса?

Тестирование вибрации синуса является фундаментальным механическим экологическим испытанием, предназначенным для моделирования влияния синусоидальных вибраций, с которыми продукты могут столкнуться во время транспортировки, хранения и фактического использования в контролируемой лабораторной обстановке. Эти вибрации часто вызывают вращающиеся, пульсирующие или колебательные силы, происходящие из таких источников, как самолеты, транспортные средства, суда, воздушное оборудование и наземный механизм. Тяжесть теста на вибрации синуса или егоУровень строгости, совместно определяется тремя ключевыми параметрами:частотаВамплитуда, иПродолжительность тестаПолем

В Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd. мы предоставляем расширенные системы вибрационных испытаний для соответствия широкому спектру стандартов тестирования. Понимание того, как определить эти важные условия испытания необходимо для точной и значимой оценки продукта. Давайте разберем ключевые аспекты.

I. Определение основных терминов (на основе GB/T 2298-2010)

Чтобы обеспечить ясность, давайте определим некоторые соответствующие термины в соответствии с китайским национальным стандартом для механической вибрации, шока и мониторинга состояния:

1. Синусоидальная вибрация:Периодическая вибрация, параметр вибрации которого описывается синусоидальной функцией времени.
2. Частота (f):Взаимный период. Измерено в Герце (Гц), представляя циклы в секунду.
3. Амплитуда:
   • Смещение (относительное смещение):Изменное время, представляющее изменение в положении точки на объекте относительно эталонного кадра.
   • Значение пика до пика (вибрации):Разница между максимальным положительным и максимальным отрицательным значениями вибрации в течение данного интервала времени. Его величина зависит от реакции или времени подъема измерения.
4. Перекрестная частота:Частота, с которой конкретная характеристика вибрации переходит от одного отношения к другому. Например, частота, с которой амплитуда вибрации или среднеквадратичное значение изменяется от постоянной взаимосвязи частота, до постоянной зависимости от ускорения.

II Навигация по ландшафту стандартов

Существует множество стандартов вибрационных испытаний, различающихся в разных странах, регионах и отраслях. Некоторые выдающиеся стандартные организации и их рамки включают: ASTM, ISTA, MIL-STD, EN, IEC, ETSI, JIS, SAE, JASO, ISO и AEC.

Обычно упоминаемые стандарты тестов на вибрации синуса включают:

• ГБ/т 2423.10-2008: Экологические испытания на электрические и электронные продукты - Часть 2: ТестированиеМетоды - тест FC: вибрация (синусоидальная)
• IEC 60068-2-6-2007: Экологические испытания - Часть 2-6: Тесты - Тест FC: вибрация (синусоидальная) 
   

   
• ISO 8318: 2000: Упаковка - Полные, заполненные транспортные пакеты и нагрузки на модуль - вибрационные тесты с использованием переменной частоты
• GB/T 4857.10-2005: Упаковка - Основные тесты для транспортных пакетов - Часть 10: Способность испытаний на вибрации синусоидальной переменной частоты

Iii. Понимание методов испытаний: схватить синус против фиксированной частоты

Внутри синусоидального тестирования используются два основных метода испытаний:

1. Сметел тестирование синуса:

Этот метод включает в себя поддержание одного или двух параметров вибрации (смещение, скорость или ускорение) на постоянном уровне, в то же время непрерывно изменяя частоту вибрации в определенном диапазоне. Зачистка может быть:

• Линейный разверток:Частота линейно изменяется со временем (например, Гц/с или Гц/мин). Это часто используется для определения резонансных частот.
• Логарифмический разверток:Частота изменяется логарифмически со временем (например, октябрь/мин или дек/мин). Скорость развертки одной октавы в минуту означает, что частота удваивается (или половина) каждую минуту. Логарифмические зачистки часто используются для тестирования на выносливость, так как они тратят равное время в течение десятилетий частоты, что приводит к более медленным разверткам на более низких частотах и ​​более быстрых развертках на более высоких частотах.

Сметное тестирование синуса в первую очередь используется для:

• Анализ вибрационного ответа (резонансный поиск):Выявление естественных частот (резонансов) продукта и оценка его стабильности во время работы, чтобы определить области, требующие изоляции или подкрепления вибрации.
• Выносливость схватил синусное тестирование:Когда продукт не демонстрирует существенных резонансов в пределах его рабочих частот или имеет несколько незначительных резонансов, выполняется выносливость. Обычно это включает в себя логарифмический разверток с амплитудой постоянного смещения на более низких частотах и ​​постоянной амплитудой ускорения на более высоких частотах, с частотой перекрестной передачи, как правило, между 55-72 Гц и скоростью развертки одной октавы в минуту.
• Проверка резонанса после обновления:Повторяя начальный резонансный поиск после тестирования на выносливость, чтобы определить, сдвинулись ли какие -либо резонансные частоты, что указывает на потенциальные структурные изменения или деградацию.

2. Фиксированное частотное тестирование:

Этот метод включает в себя подвергание испытательного образца вибрации в конкретных фиксированных частотных точках с различными уровнями других параметров вибрации (амплитуда). Он в основном используется для:

• Резонансное тестирование на проживание:Применение вибрации при значительной резонансной частоте, выявленной во время резонансного поиска, для оценки способности продукта выдерживать длительную вибрацию на ее естественной частоте.
• Предопределенное частотное тестирование:Моделирование известных частот вибрации, встречающихся в фактической эксплуатационной среде продукта, для оценки его производительности и долговечности в этих конкретных условиях.

IV Определение условий испытаний (уровень тяжести)

Выбор соответствующих условий испытаний (частота, амплитуда и продолжительность) имеет решающее значение для соответствующего и эффективного теста на вибрации синуса.

1. Частотный и частотный диапазон:

• В некоторых стандартах (особенно военных стандартах) непосредственно указывают частоту тестирования или диапазон частот на основе эксплуатационной среды продукта.
• Коммерческие стандарты часто определяют диапазон частот с использованием различных подходов.

Соображения по определению диапазона частот:

• Продукты могут испытывать очень низкие частоты вибрации во время транспортировки или эксплуатации (например, оборудование, установленное на транспортных средствах с фундаментальными частотами всего 1,5-4 Гц). Тем не менее, достижение точной низкочастотной вибрации (ниже 1 Гц) на стандартном вибрационном испытательном оборудовании может быть сложным из-за искажения формы волны.
• При определении диапазона частот важно рассмотреть возможности доступной системы тестирования вибрации. Гидравлические шейкеры часто подходят для более низких частот (1-200 Гц), в то время как электродинамические шейкеры превосходят в более широком диапазоне (обычно 0-3000 Гц, с нижними пределами около 5-10 Гц для современных систем). Для широких частотных диапазонов, простирающихся до очень низких частот, может потребоваться компромисс по ограничению более низкой частоты при использовании электродинамических шейкеров.

2. Амплитуда и ее выбор:

При тестировании вибрации синуса амплитуда определяется либо смещением (пик, пиком, пиком), либо ускорением (пиком). В некоторых стандартах указывается только смещение, в то время как другие предоставляют и то, и другое.

• Только амплитуда смещения:МЭК и национальные стандарты часто указывают только амплитуду смещения для тестов с верхним пределом частоты 10 Гц. Аналогичным образом, некоторые военные стандарты для электронных и электрических компонентов указывают постоянную амплитуду смещения (например, 0,75 мМ одиночной амплитуды) в пределах определенного диапазона частот (например, 10-55 Гц).
• Комбинированное перемещение и амплитуду ускорения:В реальных сценариях вибрации более низкие частоты обычно демонстрируют большие амплитуды смещения, в то время как более высокие частоты демонстрируют большие амплитуды ускорения. Современные тестирование вибрации синуса пытаются аппроксимировать это, используя постоянную амплитуду смещения на более низких частотах (называемых «постоянным смещением») и постоянной амплитудой ускорения на более высоких частотах («постоянное ускорение»). Частота, с которой режим управления переходит от постоянного смещения к постоянному ускорению, называетсяперекрестная частотаПолем МЭК и национальные стандарты часто определяют две перекрестные частоты: более низкие около 8-9 Гц (в основном для оборудования для судов) и более высокий около 57-62 Гц (в основном для наземного и воздушного оборудования).

3. Продолжительность теста и его выбор:

Продолжительность теста является критическим параметром для оценки способности продукта выдерживать вибрацию. Однако определение эквивалентного времени воздействия реального мира для данной продолжительности лабораторного теста может быть сложным.

• Для промежуточных синусов продолжительность обычно определяется количеством циклов развертки.
• Для фиксированных частотных испытаний продолжительность обычно дается в минуты или часы.
• МЭК и национальные стандарты обеспечивают диапазон уровней цикла развертки (например, 1, 2, 5, 15, 20, 50, 100) и продолжительность тестов с фиксированной частотой (например, 10 мин, 30 мин, 1 час, 1,5 часа, 2 часа, 10 часов). Военные стандарты для микроэлектронных устройств и электронных/электрических компонентов часто указывают 12 циклов (три оси) или 36 циклов (три оси). Обычная скорость развертки для тестирования SINE - одна октава в минуту.

Конкретный выбор продолжительности теста обычно основан намеханизмы отказарасследуется:

• Влияние на производительность:Если основное внимание уделяется временному деградации производительности (например, неисправность, нестабильность), которая восстанавливается после прекращения вибрации, продолжительность теста может основываться на самом длительном непрерывном рабочем времени в сочетании с практическим опытом.
• Структурная целостность:Для оценки структурного повреждения (например, сбой припоя, свободных винтов, отряда разъема, столкновения компонентов), более короткой продолжительности (например, от 30 минут до 1 часа) может быть достаточным для выявления таких проблем. Для ослабления винта, отряда разъема и столкновения компонентов также можно рассмотреть самое длительное непрерывное время работы. В некоторых случаях вся продолжительность жизни продукта может быть актуальной.
• Кумулятивный стресс (усталость):Чтобы определить способность продукта противостоять накопленным напряжению, продолжительность теста должна основываться на количестве напряженных циклов, ожидаемых в течение его срока службы, или на основе бесконечного критерия жизни (например, 10^7 напряженных циклов).

Партнерство с Dongguan Precision для решений по индивидуальному вибрационному тестированию:

Определение соответствующих условий испытания на вибрации синуса требует глубокого понимания предполагаемой среды продукта, соответствующих отраслевых стандартов и потенциальных механизмов отказа. В Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd. наша опытная команда может предоставить экспертное руководство по выбору оптимальной частоты, амплитуды и продолжительности для вашего конкретного применения, обеспечивая точные и значимые результаты тестирования вибрации. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши требования и изучить наши расширенные системы тестирования вибрации.