目前國內的正弦振動的標準有很多，下面列出一些常見的標準：

 

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)

 

IEC 60068-2-6-2007 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)

 

ISO 8318:2000 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 4857.7-2005 包裝 運輸包裝件基本試驗 第7部分正弦定頻振動試驗方法

 

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

 

GJB 548B-2005 微電子器件試驗方法和程序

 

本文主要介紹GB/T 2423.10-2008。

 

GB/T 2423.10-2008等同采用IEC60068-2-6：1995《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc:振動（正弦）》。IEC60068-2-6的最新版本為：IEC60068-2-6：2007  Environmental testing –Part 2-6:Tests – Test Fc: Vibration (sinusoidal)。GB/T 2423.10-2008代替GB/T2423.10—1995《電工電子產品環境試驗第2部分：試驗Fc:振動（正弦）》，與其相比，本部分增加了數字信號控制和數字濾波方面的技術內容。對原有的內容也有刪改和補充。GB/T 2423.10-2008新的版本早先有消息說在擬訂中，但是目前還沒有看到新的版本。據說新的版本仍將有大的修改。

 

本部分由上海市質量監督檢驗技術研究院提出。

 

本部分由中國電工電子產品環境條件與環境試驗標準化技術委員會歸口。

 

目錄

 

適用的對象及用途

 

適用于在運輸或使用期間可能在船舶、航空飛行器、陸用車輛、旋翼飛行器空間應用，以及因機械或地震現象導致旋轉、脈動或擺動力產生共振的元件、設備和其他產品（簡稱樣品）。

 

必須強調指出，振動試驗總是需要一定的工程判斷，供需雙方應充分認識這一點。無論如何，正弦振動試驗是一個確定的，相對簡單的過程，因而適用于診斷和使用壽命試驗。

 

試驗目的

 

本試驗的目的是確定樣品的機械薄弱環節和（或）特性降低情況。用這些資料，結合有關規范用以判定樣品是否可以接收。在某些情況下，本試驗方法可用于論證樣品的機械結構完好性和（或）研究它們的動態特性。也可根據經受本試驗不同嚴酷等級的能力來劃分元器件等級。

 

A.1 引言

 

本試驗的基本目的是提供一種能在試驗室內再現樣品可能經受到的實際環境影響的方法，而不是再現實際環境。

 

主要是在試驗室內再現的是可能的實際環境，而不能等同于再現實際環境。

 

重要的術語：

 

各種“點”

 

3.1固定點 fixing point

 

3.2測量點 measuring point

 

3.2.1檢測點 check point

 

3.2.2參考點 reference point

 

3.2.2.1         虛擬參考點fictitious reference point

 

3.3控制點 control point

 

3.3.1單點控制 single point control

 

3.3.2多點控制 multipoint control

 

關于這些點，可以用下面的兩張圖來幫助理解：

四個及四個固定點以下的情況，都作為檢測點，可選擇其中一個點作為參考點（用于控制試驗），單點控制的情況下參考點即為控制點。下面的圖則是多于四個固定點、并且使用了，多點控制的情況。

3.4掃頻循環 sweepcycle

 

在每個方向按規定的頻率范圍往返。例如，10 Hz到150 Hz到10 Hz。

 

注：數字正弦控制系統生產廠商提供的手冊經常以f1到f2表示掃頻循環，而不是f1到f2到f1。

 

這一條也是經常容易混淆的地方，有的試驗給出的條件沒有給出充分的信息，常常導致試驗無法順利開展需要反復的確認，而如果這一點上能比較明確、統一可以節省不少的時間。

 

3.9危險頻率 criticalfrequencies

 

下列情況下的頻率：

——由振動引起的，樣品呈現出不正常和（或）性能變壞。

——機械共振和(或)其他作用的響應，如顫動。

包裝共振頻率在內可能引發失效或性能降低的頻率。在此不得不提一下令人腦仁疼的“共振”問題，抄了一些資料在下面。

 

3.80 共振 resonance

 

受迫振蕩系統在激勵頻率即使存在細小的變化時其系統響應也會出現下降的狀態。

 

——GB/T2298—2010《機械振動與沖擊術語》

 

3.15resonance，n——for a system undergoing forced vibration, the frequency at which anychange of the exciting frequency, positive and negative, in the vicinity of theexciting frequency causes a decrease in the response of the system.

 

——ASTMD999–01 Standard Test Methods for Vibration Testing of Shipping Containers.

 

ASTMD999-01中為：“共振-對于一個遭受強迫振動的系統，當激勵頻率附近發生不管正或負的任何變化，就會引起系統響應的下降，該頻率即共振頻率”。

 

MIL-STD-810G方法528 “艦船設備的機械振動”中定義為：“傳遞率-在穩態受迫振動中響應幅值對激勵幅值的無量綱比。它可能是力、位移、速度或加速度之一”。

 

MIL-STD-810G方法528“艦船設備的機械振動”中規定，將傳遞率大于1.5的響應極值作為共振頻率包括進耐久試驗頻率中。

 

RTCADO 160G Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 機載設備的環境條件和測試程序

 

8.5.1Sinusodial Test Procedure

 

Ineach of the equipment's three orthogonal axes perform the following tests usingthe appropriate test curves of Figure 8-2 or Figure 8-3

 

Withthe equipment operating, perform sine frequency sweep cycles varying thevibration frequency over the appropriate frequency range from lowest to thehighest (up-sweep) to the lowest (down-sweep) specified frequencies with alogarithmic sweep rate not exceeding 1.0 octave/minute. During the initialup-sweeps, record plots of the accelerometers at the response locationsselected and identify the critical frequencies. Critical frequencies aredefined as those frequencies where: (1) mechanical vibration resonances havepeak acceleration amplitudes greater than twice the input accelerationamplitude, or (2) a change in performance or behavior is noticeable whether ornot performance standards are exceeded.

 

一般正弦掃頻試驗，頻率范圍：5-1000HZ，加速度：1G，掃頻速率，1 OCT/min，往返一次。

 

檢測共振點是通過設置Q值或者幅值比掃頻出來，或者就是靠經驗判斷。

 

3.12gn

 

由地球引力產生的標準加速度，它是隨海拔高度和地理緯度而變化的。

 

注：本部分為了便于使用，將gn值圓整到10m/s^2的整數值。

 

這個也是需要注意的地方，因為國際單位1g=9.8m/s^2，而一般振動試驗設備的控制儀使用的國際標準，所以最終得到的數字會略微有一些差異。

 

4.1.6掃頻

 

掃頻應是連續的，且頻率應隨時間按指數規律變化（見A.4.3）。掃頻的速率應為每分鐘一個倍頻程，容差為±10%。這可能因為振動響應檢查而有所不同（見8.1）。

 

注：由于數字控制系統掃頻的“連續性”不是絕對準確的，但這種誤差并無很大的實際意義。

 

掃描方式分幾種

 

線性掃描：是線性的，即單位時間掃過多少赫茲，單位是Hz/s或Hz/min，這種掃描用于細找共振頻率的試驗。

 

對數掃描：頻率變化按對數變化，掃描率可以是oct/min ，對數掃描的意思是相同的時間掃過的頻率倍頻程數是相同的。

 

 什么是掃描速度

 

掃描速度(sweep speed):指從最低頻率掃描到最高頻率的速度。有以下幾種：

 

1）Oct/min:多少倍頻程每分鐘。

 

例:1Oct/min,5Hz到10Hz需1分鐘,10Hz到20Hz需1分鐘。

 

2）min/sweep:多少分鐘每次掃頻。

 

例:5-500Hz,掃描速度:1分鐘/sweep,表示從5Hz到500Hz需1分鐘。

 

3）Hz/s:多少Hz每秒。

 

例:5-10Hz,掃描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。

 

對數掃描頻率變化按對數變化，掃描率可以是oct/min、oct是倍頻程。如果上限頻率fH，下限fL，fH/fL=2^n，n就是下限頻率到上限頻率經過了n個倍頻程。

 

對數掃描的意思是相同的時間掃過的頻率倍頻程數是相同的，例如從5-20Hz是兩個倍頻程，從500-2000Hz也是兩個倍頻程。在對數掃描的情況下，掃過這兩段的時間是相同的。就是說對數掃描時低頻掃得慢而高頻掃得快（這當然是指單位時間掃過的頻率范圍）。有時對數掃描率還用于Dec/min，含義是每分鐘掃多少個十倍頻程。

 

5 嚴酷等級

 

振動試驗的嚴酷等級由三個參數共同確定。即頻率范圍、振動幅值和耐久試驗的持續時間（按掃頻循環數或時間給出）。

 

……

 

附錄B給出了元件的嚴酷等級示例，附錄C給出了設備的嚴酷等級示例（見A.4.1和A.4.2）。

 

5.1頻率范圍

 

有關規范應從表1中選取一個下限頻率，并從表2中選取一個上限頻率來確定頻率范圍。推薦的頻率范圍見表3。

 

B.1，C.1和C.2給出了特殊用途的嚴酷等級示例。

5.2 振動幅值

有關規范應規定振動幅值（位移幅值或加速度幅值，或兩者都要）》

 

交越頻率以下規定為定位移，交越頻率以上規定為定加速度。表4和表5給出了不同交越頻率時的位移和加速度幅值的推薦值。

 

每一個位移幅值都有一相對應的加速度幅值（示于表4和表5的同一橫格線上）。因此在交越頻率上振動量值是相同的（見A.4.1）。

 

當規定的交越頻率在技術上不適用時，有關規范可以另行規定交越頻率以及與其對應的位移一加速度幅值。有某些情況下也可規定一個以上的交越頻率。

 

注：振幅與頻率的關系見圖1、圖2、圖3。但在用于低頻區域時應考慮A.4.1給出的內容。

 

上限頻率僅到10Hz的試驗，通常在整個頻率范圍采用定位移幅值的方法。因此在表6和圖3中僅給出了位移幅值。

 

 

交越點是正弦振動試驗包絡曲線上的轉折點，交越頻率是將振動特性從一種關系變到另一種關系的頻率，是由產品的使用環境和振動臺能力等綜合因素決定的。目前對正弦振動試驗可以規定一個交越點，也可以規定一個以上的交越點，即多個交越點。

 

對交越頻率，有的標準在給出試驗等級的同時，直接給出交越頻率；有的標準則給出位移幅值和加速度幅值，讓使用者自己算出交越頻率。對某一具體的試驗嚴酷等級，若有了位移和加速度幅值，如何計算出頻率之間的關系可用下式表示：

 

a=0.004sf^2

式中：a為加速度（g），s為位移（單振幅 mm），f為頻率（Hz）。由上式可見，只要知道其中的二個量，就可以算出第三個量。例如知道位移和加速度的幅值，就可計算出頻率值。

——王樹榮《振動沖擊試驗方法與技術》

 

5.3耐久試驗的持續時間

 

有關規范應從下面給出的推薦值中選取耐久試驗的持續時間。如果規定的持續時間導致在每個軸線或頻率上等于或大于10h，則可分成幾個單獨的試驗周期進行，但不應減少樣品所受的應力（見A.1和A.6.2）。

 

5.3.1掃頻耐久

 

在每一軸線上的耐久試驗持續時間以掃頻循環數（見3.4）給出，有關規范可從下面給出的數值中選取：

 

1，2，5，10，20，50，100。

 

當需要更多的掃頻循環數時，應采用與上述諸值相同的數值系列（見A.4.3）。

 

5.3.2定頻耐久

 

5.3.2.1在危險頻率上

 

有關規范可以在下面給出的數值中選擇時間，用作為振動響應檢查（見8.1）中在每一軸向上找到的各個危險頻率上的耐久振動持續時間，其容差為+5%（見A.1和A.6.2）。

 

10min，30 min，90 min，10 h。

 

近固定頻率耐久的情況見A.1。

 

5.3.2.2在預定頻率上

 

有關規范在規定持續時間時應考慮到樣品在全部工作壽命期間可能經受到的振動的總時間。應對每一規定頻率和軸線的組合應進行上限為10^7次的應力循環（見A.1和A.6.2）。