分享振动测试必须知道的27个基本常识

机械振动是指物体在平衡位置附近的往复运动，在机械振动的过程中，振动物体的一些物理参数，如位移、速度等，将发生反复变化，由此对日常生活和工程项目带来一定的危害。例如，振动会引起噪声污染，从而对人体产生损害；会加剧构件的疲劳和磨损，缩短机器使用寿命等。今天我们就来分享振动测试必须知道的常识以及委托试验前的准备工作。

什么是振动？

振动是机械系统中运动量（位移，速度和加速度）的振荡现象。

振动实验的目的

振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。

振动分几种

振动分确定性振动和随机振动两种。

什么是正弦振动

能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。

例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。

正弦振动的目的

正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。

正弦振动的试验条件

正弦振动试验的验条件（严酷等级）由振动频率范围、振动量、试验持续时间（次数）共同确定。

什么是振动频率范围

振动频率范围表示振动试验由某个频率点到某个频率点进行往复扫频。

例如：试验频率范围5-50Hz，表示由5Hz到50Hz进行往复扫频。

什么是频率

频率：每秒振动的次数.单位：Hz。

什么是振动量

振动量:通常通过加速度、速度和位移来表示。

加速度：表示速度对时间倒数的矢量。加速度单位:g或m/s2

速度：在数值上等于单位时间内通过的路程

位移：表示物体相对于某参考系位置变化的矢量。位移单位:mm

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什么是试验持续时间

振动时间表示整个试验所需时间,

次数表示整个试验所需扫频循环次数。

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什么是扫频循环

扫频循环：在规定的频率范围内往返扫描一次：

例如：5Hz→50Hz→5Hz,从5Hz扫描到50Hz后再扫描到5Hz。

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什么是重力加速度

重力加速度：物体在地球表面由于重力作用所产生的加速度。

1gn=10m/s2（GB/T 2422-1995 电工电子产品环境试验 术语）

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扫描方式分几种

线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验。

对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min ，对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。

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什么是扫描速度

扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种：

1）oct/min:多少倍频程每分钟。

例:1oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。

2）min/sweep:多少分钟每次扫频。

例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。

3）Hz/s:多少Hz每秒。

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

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振动试验中有几个方向

除有关规范另有规定外，应在产品的三个互相垂直方向上进行振动试验。

一般定义产品长边为X轴向，短边为Y轴向，产品正常摆放上下为Z轴向。

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什么是交越频率

交越频率：在振动试验中由一种振动特性量变为另一种振动特性量的频率。如交越频率由等位移——频率关系变为等加速度——频率关系时的频率。

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为什么要共振搜寻

一般待测物上有各种零组件，而每一个不同的零组件，皆有其不同的共振频率，同时会因形状、重量、固定方式不同而在振动发生时产生不同的共振频率及放大倍率，因此需对特定零组件搜寻它的共振特性，再依其特性执行共振点的加振试验。

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什么是共振频率

共振频率：产品出现共振的频率。

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什么是定频振动

定频振动是指在规定的固定频率点上进行各种振动参数不同量级的试验。

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定频振动主要用于哪些方面

1)耐共振频率振动：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能力。

2)耐预定频率振动：在已知的产品使用环境条件振动频率时，可采用耐预定频率的振动试验。其目的还是为考核产品在预定危险频率下承受振动的能力。

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什么是临界频率

临界频率：由于振动导致产品的性能异常或劣化，或产生机械共振和其它响应效应如震颤的频率。

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什么是随机振动

对未来任何一个给定的时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。在一般的运输环境中，对于运送中交通工具所产生的振动环境是属于随机振动，既使在同一时间内，每个不同的频率下均有不同的振动量，在执行随机波振动测试时，由于同时间不同频率皆有振动量值。

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什么是加速度谱密度

表示随机信号的各个频率分量所包的加速度方均值在频域上是怎样分布的。通常用ASD表示，单位：m2/s3或是(m/s2)2/Hz。

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什么是功率谱密度

表示随机信号的各个频率分量所包的功率在频域上是怎样分布的。通常用PSD表示，单位：g2/Hz。

加速度谱密度与功率谱密度的换算？

1 g2/Hz=(9.8 m/s2)2=96.04 m2/s3

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正弦振动标准有哪些

GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦)

IEC 60068-2-6-2007 基本环境试验规程.第2部分:试验.第6节:试验Fc:振动(正弦波)

ISO 8318:2000 包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验

GB/T 4857.10-2005 包装 运输包装件基本试验 第10部分：正弦变频振动试验方法

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随机振动标准有哪些

GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则

IEC 60068-2-64-2008 基本环境试验规程.第2-64部分:试验.试验Fh:振动、宽带随机抽样

ASTM D4728-2006 海运集装箱随机振动检测的标准试验方法

GB/T 4857.23-2003 包装 运输包装件 随机振动试验方

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什么是方根均值

在f1和f2区间内单值函数的方均根值，是在该区间内的函数值的平方的平均值的平方根值。通常用rms表示。

振动试验委托前需要做这六件事

振动试验的目的

振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。

委托振动试验前需要做哪些准备工作？

1. 需要知道产品的重量和尺寸以便选择适合的振动试验设备，若产品尺寸比较大，重量比较重还需要做一个专门固定样品的夹具，每个实验室都有自身台面的尺寸图，按照图纸设计一个任意形状的夹具。要注意的是夹具的材质必须是刚性的，如槽钢，航空铝材都可以。

2. 振动试验检测的依据/检测标准/自定义试验条件，现行常见的振动试验标准有：GB 2423，GJB 150A，GJB 360，GJB 548，GJB 4，GJB 367A,GB 25119 / IEC 61373 / GB 21563，GB 6587，GB 11287，GB 16806，QC 413，ISO 16750，GB 4857等。

正弦振动标准主要包括：

GB/T2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦)

IEC60068-2-6-2007 基本环境试验规程.第2部分:试验.第6节:试验Fc:振动(正弦波)

ISO8318:2000 包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验

GB/T4857.10-2005 包装 运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法

随机振动标准主要包括：

GB/T2423.56-2006 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则

IEC60068-2-64-2008 基本环境试验规程.第2-64部分:试验.试验Fh:振动、宽带随机抽样

ASTMD4728-2006 海运集装箱随机振动检测的标准试验方法

GB/T4857.23-2003 包装 运输包装件 随机振动试验方法

3. 确定具体的振动试验条件，选择有的标准具体试验条件就已知了，有的标准需要根据自身产品的使用环境进行选择；

4. 一般情况下振动试验的方向是三个方向，也有只需要做水平方向或只做垂直方向的；

5. 振动试验属于机械破坏性试验，大多数情况下是不需要在通电状态下做的，而有的振动试验专门有功能性试验就需要振动试验过程中一直带电振动，如GJB150A-2009螺旋桨式飞机振动和GB21563中的功能性振动试验都是需要带电试验的。

6. 做为用户需要知道振动试验完成后如何判定，一般情况下只判定样品外观结构无损坏，螺钉无脱落等；若样品振动试验过程中和试验后通电无异常可以写上产品上电能正常工作。