前文介紹了電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)概念,以及幾種主要試驗(yàn)類型、試驗(yàn)條件的修正、試驗(yàn)過程中一些注意事項(xiàng)。
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(1) —— 概述
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(2) —— 振動環(huán)境試驗(yàn)類型
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(3) ——振動臺試驗(yàn)系統(tǒng)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(4) ——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(5) ——正弦振動和掃頻
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(6) ——隨機(jī)振動
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(7) ——沖擊試驗(yàn)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(8) —— 噪聲試驗(yàn)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(9) —— 主要試驗(yàn)參數(shù)計(jì)算
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(10) —— 試驗(yàn)條件修正
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(11) —— 試驗(yàn)中相關(guān)注意事項(xiàng)
本文將對振動試驗(yàn)方法等問題開展相關(guān)探討,包括載荷譜、振動試驗(yàn)類型及一些相關(guān)問題。
載荷譜
在振動試驗(yàn)前,我們需要確定振動試驗(yàn)的量級、持續(xù)時(shí)間和進(jìn)行的試驗(yàn)類型,即載荷譜。
通常載荷譜需要涵蓋設(shè)備全壽命周期內(nèi)的所有事件。在條件允許的情況下,盡可能采用實(shí)測數(shù)據(jù)來定制載荷譜。然而對于大多數(shù)產(chǎn)品,獲取實(shí)測數(shù)據(jù)代價(jià)是非常大且不劃算的,一般會用已有數(shù)據(jù)庫,或者相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為載荷譜。
在有些情況下,我們還會對試驗(yàn)的載荷譜進(jìn)行裁剪,即進(jìn)行一些適應(yīng)性修改,以匹配實(shí)際產(chǎn)品的試驗(yàn)需求。
振動試驗(yàn)類型
振動試驗(yàn)分類方式有很多種,這里從試驗(yàn)階段和試驗(yàn)?zāi)康牡冉嵌?,對幾類試?yàn)進(jìn)行說明。
按照試驗(yàn)階段分類主要有:
研制試驗(yàn)在產(chǎn)品的研制階段開展,主要目的是確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠,同時(shí)驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)正確;試驗(yàn)自由度相對較大,常常會根據(jù)實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行調(diào)整;
鑒定試驗(yàn)通常在設(shè)計(jì)定型階段開展,主要目的是確保產(chǎn)品可滿足規(guī)定的環(huán)境要求;試驗(yàn)量級通常比驗(yàn)收試驗(yàn)高;通常經(jīng)歷過鑒定試驗(yàn)的產(chǎn)品不可作為正樣產(chǎn)品使用;
驗(yàn)收試驗(yàn)在產(chǎn)品交付前開展,主要目的是確保產(chǎn)品可經(jīng)受全壽命周期內(nèi)最惡劣工況,同時(shí)也驗(yàn)證該產(chǎn)品的工藝性。
按照試驗(yàn)?zāi)康?/b>分類主要有:
功能性試驗(yàn)主要目的是確保產(chǎn)品在最惡劣工況下能正常使用,且可滿足設(shè)計(jì)性能指標(biāo);對于電裝設(shè)備而言,在振動試驗(yàn)過程中需要對產(chǎn)品進(jìn)行加電,評估惡劣環(huán)境對產(chǎn)品的性能及可靠性的影響;
耐久性試驗(yàn)主要目的是用來預(yù)測或驗(yàn)證產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié),以及在規(guī)定使用和維修條件下的使用壽命;通常會采用加速試驗(yàn),或者進(jìn)行足夠多的循環(huán)次數(shù)后得到耐久極限的下限;
壽命試驗(yàn)主要目的是確定產(chǎn)品的整體使用壽命;與耐久性試驗(yàn)有些相似,區(qū)別在于試驗(yàn)盡量模擬實(shí)際工作狀況,通常不采用加速試驗(yàn)。
其中,在耐久性試驗(yàn)采用加速試驗(yàn)方法時(shí),需要特別關(guān)注低周疲勞,不恰當(dāng)?shù)剡^高提高試驗(yàn)量級,可能造成被測設(shè)備的快速損壞,無法達(dá)到試驗(yàn)的目的;并且試驗(yàn)量級和疲勞的關(guān)系也并不準(zhǔn)確,同時(shí)疊加非線性的因素,需要特別慎重地評估試驗(yàn)結(jié)果。
環(huán)境應(yīng)力篩選
環(huán)境應(yīng)力篩選(Environmental Stress Screening,ESS)是產(chǎn)品制造和維修過程中的一種驗(yàn)收檢查技術(shù),嚴(yán)格說不是環(huán)境試驗(yàn)。
環(huán)境應(yīng)力篩選是一種在產(chǎn)品制造過程中用于發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件以及工藝缺陷的試驗(yàn)方法。通過模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用中可能遇到的各種環(huán)境應(yīng)力條件,如溫度循環(huán)、隨機(jī)振動等;該試驗(yàn)方法能夠加速潛在缺陷的出現(xiàn),從而防止產(chǎn)品在早期使用階段發(fā)生失效。
在實(shí)際應(yīng)用中,環(huán)境應(yīng)力篩選對象包括研制階段全部產(chǎn)品以及批生產(chǎn)初期產(chǎn)品;有助于提前暴露那些僅通過常規(guī)測試方法無法檢測到的潛在問題,從而提高產(chǎn)品的可靠性和品質(zhì)保證。
環(huán)境應(yīng)力篩選主要包括隨機(jī)振動試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、電老煉試驗(yàn)等。
試驗(yàn)次序
環(huán)境試驗(yàn)包括多種試驗(yàn)項(xiàng)目,按照大項(xiàng)目分類,主要包括力、熱、電、磁等;力學(xué)中又包含(準(zhǔn))靜態(tài)、振動、噪聲、沖擊等。
在產(chǎn)品的研制期初,需要規(guī)定試驗(yàn)的項(xiàng)目和次序。在項(xiàng)目推進(jìn)的過程中,可能會對試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行裁剪和次序的調(diào)整。
試驗(yàn)項(xiàng)目裁剪需要從實(shí)際研制風(fēng)險(xiǎn)和資源情況考慮,這里不開展討論。
試驗(yàn)次序相關(guān)問題主要為:
通常由于資源保障和工藝等問題可能會需要進(jìn)行調(diào)整;
在一些產(chǎn)品規(guī)范中,試驗(yàn)次序是有規(guī)定的,嚴(yán)格來說是不允許隨意調(diào)整;
筆者理解是環(huán)境試驗(yàn)需要盡可能將容易暴露問題的試驗(yàn)在前,在后續(xù)試驗(yàn)中可能可以充分暴露產(chǎn)品缺陷;
如將力學(xué)試驗(yàn)放在熱試驗(yàn)前,沖擊試驗(yàn)在振動試驗(yàn)等,是蘊(yùn)含著內(nèi)部邏輯的;
但是在大多數(shù)場合下,考慮到多方面的評估,試驗(yàn)次序的調(diào)整一般不會有太多的限制。
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)形式
隨著技術(shù)的發(fā)展,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和形式也在發(fā)生變化。
試驗(yàn)越來越趨向于真實(shí)環(huán)境模擬,如三綜合等環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的使用。同時(shí),針對批量產(chǎn)品,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備也不斷在改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠的目標(biāo)。
最后
本文對振動試驗(yàn)方法相關(guān)問題進(jìn)行了介紹。下文將對振動試驗(yàn)過程中的邊界及界面等問題開展相關(guān)探討。
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