環境可靠性測試——振動測試的作用分類及標準

電子產品在實際運輸、使用過程中不可避免的會遇到振動碰撞的情況。所以在產品研發和驗收工作中都會考慮對產品進行振動測試，振動試驗分析對驗證在模擬環境下產品可靠性和優化產品結構設計提供了重要試驗方法和手段。
 
什么是振動測試？
振動測試是模擬一連串振動現象，測試產品在壽命周期中，能否承受運輸或使用過程中的振動環境考驗，也能確定產品設計和功能的要求標準。振動測試是為了確認產品的可靠性及提前將不良品在出廠前篩檢出來，并對不良品進行失效分析，以改進加工工藝，提高產品整體質量。
 
振動測試目的
電工電子產品做振動測試需求較多，因為電子產品大部分屬于精密產品，如手機，平板等，內部結構和器件較為精密，振動環境對其影響較大，需要分析和評估出振動環境下產品的可靠性，保證產品使用壽命。
 
振動測試分類
   
可靠性振動測試一般分2個類型，正弦振動測試和隨機振動測試。
 
正弦振動是實驗室中經常采用的試驗方法，以模擬旋轉、脈動、震蕩（在船舶、飛機、車輛、空間飛行器上所出現的）所產生的振動以及產品結構共振頻率分析和共振點駐留驗證為主，其又分為掃頻振動和定頻振動兩種，正弦振動試驗一般考驗的是產品的結構強度和搜索結構的共振頻率；隨機振動是模擬產品實際使用或運輸中所遇到的任意時刻瞬時值不能確定，波形隨時間無規律的振動，隨機振動試驗更能真實反映產品的耐振性能。混合振動是一般正弦振動和隨機振動的疊加，振動情況更為復雜。
 
振動測試試驗條件
正弦振動一般是正弦（余弦）時間函數來表示，測試條件包括：試驗頻率、試驗量級（加速度幅值大小）、掃描速度和掃描時間及試驗方向，這是開展振動試驗的一般條件。
 
隨機振動的運動規律無法用時間的函數正確表達，只能用統計學的方法來表達，在頻域內進行描述，試驗條件一般包括：試驗頻率范圍（最高和最低頻率之間）、功率譜密度（單位頻率上的能量分布）、總均方根加速度（功率譜密度的方均根值）、試驗時間和方向。
 
振動試驗的結果會受到多種因素的影響，主要包括
1、夾具
主要有夾具的結構、夾具的性能從而影響夾具的一階共振頻率和信號輸入的準確性和均勻性；
2、傳感器布置、樣品的安裝方式
控制點和監測點的選擇會影響數據采集的準確與否；
3、振動臺面
振動臺面的固有頻率與樣品固有頻率相差較大。
   
測試標準
1、正弦振動標準主要包括：
GB/T 2423.10-2008《電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fc: 振動(正弦)》
IEC60068-2-6-2007《基本環境試驗規程.第2部分:試驗.第6節:試驗Fc:振動(正弦波)》
ISO8318:2000《包裝.滿裝的運輸包裝和單元貨物.采用可變頻的正弦振動試驗》
GB/T 4857.10-2005《包裝 運輸包裝件基本試驗第10部分：正弦變頻振動試驗方法》
 
2、隨機振動標準主要包括：
GB/T 2423.56 -2018《環境試驗第2部分:試驗方法試驗Fh:寬帶隨機振動和導則》
IEC 60068-2-64《環境試驗-第2部分第64節試驗方法-試驗fh振動、寬帶隨機抽樣》
GB/T 4857.23-2003《包裝 運輸包裝件 隨機振動試驗方法》
 
3、其它主要標準包括：
GJB 150.16A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法第16部分：振動試驗》
GB 2423.58-2008《電工電子產品環境試驗第2-80部分試驗方法試驗Fi振動混合模式》
GJB 360B-2009《電子及電氣元件試驗方法》
GJB 548B-2005《微電子器件試驗方法和程序》
 
結語
上述根據相關標準對隨機振動試驗和正弦振動試驗進行了簡單的介紹，在考慮到要做什么振動時可以有個參考。一般在進行產品結構強度測試時，可以優先考慮正弦振動，在進行產品累計應力損傷驗證時，可以優先考慮隨機振動。
 
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