電子設(shè)備振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)(2) —— 振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)類型

前文介紹了電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)的一些基本概念。電子設(shè)備振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)(1) —— 概述

本文將簡要介紹振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的相關(guān)概念及分類。

振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)

在各種環(huán)境試驗(yàn)中，力學(xué)類的環(huán)境試驗(yàn)占有較大的比重；對于不同行業(yè)與不同產(chǎn)品，存在各種力學(xué)相關(guān)的試驗(yàn)類型。本系列主要介紹廣義的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)，并針對部分典型振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)重點(diǎn)展開。

廣義的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)主要包括過載、振動(dòng)、沖擊和聲；在此基礎(chǔ)上，不同場合下還可能延展出掃頻、定頻、篩選、跌落、炮擊/艦船/彈道振動(dòng)沖擊、顛振、搖擺等類型的試驗(yàn)；并且針對不同試驗(yàn)及其延展類型，采用的試驗(yàn)設(shè)備和方法也會(huì)有所區(qū)別。

本系列主要圍繞振動(dòng)、沖擊進(jìn)行重點(diǎn)展開，其他的試驗(yàn)類型將做簡要介紹。

試驗(yàn)類型1

振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)主要模擬產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、工作和存儲(chǔ)等過程中所經(jīng)受的振動(dòng)環(huán)境；其中，生產(chǎn)和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，通常沒有較大的振動(dòng)；運(yùn)輸和工作環(huán)節(jié)，針對不同的載體，振動(dòng)類型和量級(jí)有較大的不同。

過載（超重）嚴(yán)格說不是振動(dòng)，不過通常也會(huì)將其納入廣義的動(dòng)力學(xué)。過載試驗(yàn)由離心機(jī)實(shí)現(xiàn)，一般在航空航天才會(huì)考慮；飛行員和宇航員也會(huì)做超重的訓(xùn)練。

振動(dòng)分為正弦振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。

正弦振動(dòng)由一系列單頻的三角函數(shù)表達(dá)其周期運(yùn)動(dòng)，是一種確定性的激勵(lì)形式。通常在航天器、飛行器、船舶、車輛等載體上均有顯著體現(xiàn)。實(shí)際上，大多數(shù)正弦振動(dòng)是由一種“掃頻”的技術(shù)開展試驗(yàn)；通過這種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品在一個(gè)較寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測試，以獲取產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性和承受能力。此外，還有一種定頻下的耐共振定頻試驗(yàn)，也屬于正弦振動(dòng)的范疇。

隨機(jī)振動(dòng)是一種不確定性的激勵(lì)，通過功率譜密度進(jìn)行描述。在各種類型的運(yùn)輸環(huán)境中均有體現(xiàn)。在某些特殊場合下，隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)還可以和噪聲試驗(yàn)等價(jià)互換。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)由于數(shù)不確定的，因此對于響應(yīng)的判斷也是基于其統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析。此外，盡管應(yīng)力篩選嚴(yán)格說不屬于環(huán)境試驗(yàn)，但基于隨機(jī)振動(dòng)的方法，可對上游器件（如元器件等）進(jìn)行篩選，以保證產(chǎn)品的可靠性。

此外，還有一些混合試驗(yàn)，包含了正弦和隨機(jī)，在直升機(jī)等載體上較為常見。

沖擊試驗(yàn)有多種形式描述，對應(yīng)的試驗(yàn)方法和設(shè)備也有所不同?？傮w而言，沖擊是一種不確定的激勵(lì)形式，每次試驗(yàn)也有一定區(qū)別；這里的沖擊試驗(yàn)主要對標(biāo)墜撞和跌落類的；如彈道、炮擊、艦船和爆炸等產(chǎn)生的沖擊相對特殊，一般有專門的標(biāo)準(zhǔn)另做規(guī)定。沖擊試驗(yàn)的輸入形式主要有時(shí)域條件（如半正弦、后峰鋸齒等）和沖擊響應(yīng)譜條件等。

噪聲試驗(yàn)廣義上也可以視為是一種特殊的振動(dòng)試驗(yàn)，是一種不確定性的激勵(lì)形式。噪聲試驗(yàn)一般在航空航天領(lǐng)域中應(yīng)用較多。

振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)還有其他種類，一般應(yīng)用領(lǐng)域比較窄，如艦船要求的顛振、搖擺等，本系列不做展開。對于不同的領(lǐng)域和試驗(yàn)類型，關(guān)心的頻率范圍和試驗(yàn)量級(jí)差異較大，后續(xù)系列文章將針對幾種主要的類型進(jìn)行介紹。

試驗(yàn)類型2

另一個(gè)角度對振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)有以下幾種分類：

研制試驗(yàn)：在方案階段和初樣階段開展；目的是驗(yàn)證產(chǎn)品的有效性，發(fā)現(xiàn)缺陷，對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)；

鑒定試驗(yàn)：對正樣產(chǎn)品的鑒定件開展試驗(yàn)；目的是驗(yàn)證產(chǎn)品的性能，同時(shí)考核設(shè)計(jì)余量；鑒定試驗(yàn)需在產(chǎn)品正常使用極限環(huán)境條件下增大一定量級(jí)；通常針對重大工程，或者批量產(chǎn)品，需要開展鑒定試驗(yàn)；鑒定件一般不能作為正樣交付，僅做試驗(yàn)用；

驗(yàn)收試驗(yàn)：對交付正樣產(chǎn)品的開展試驗(yàn)；目的是考核產(chǎn)品的性能，以及生產(chǎn)裝配過程中帶來的多樣性和不確定性；驗(yàn)收試驗(yàn)為產(chǎn)品應(yīng)通過最低量級(jí)的振動(dòng)試驗(yàn)；

準(zhǔn)鑒定試驗(yàn)：對交付正樣產(chǎn)品的開展試驗(yàn)；試驗(yàn)量級(jí)介于驗(yàn)收試驗(yàn)和鑒定試驗(yàn)；目的與驗(yàn)收試驗(yàn)類似，并增大一定量級(jí)；

抽檢試驗(yàn)：在批次產(chǎn)品中抽取一定數(shù)量產(chǎn)品開展試驗(yàn)；試驗(yàn)量級(jí)較驗(yàn)收級(jí)稍高；通常被抽取試驗(yàn)的產(chǎn)品不作為正樣交付；

加速試驗(yàn)：對于一些壽命相關(guān)的試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間可能會(huì)非常長，對于這類試驗(yàn)，可以通過提高量級(jí)來加速試驗(yàn)，縮短試驗(yàn)時(shí)間。

最后

本文簡要介紹振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的相關(guān)概念及分類，下文將對試驗(yàn)系統(tǒng)開展討論。