振动测试

振动测试是环境可靠性测试中至关重要的一环,主要通过模拟产品在生命周期(运输、存储、使用等)中可能遇到的振动环境,评估其结构强度、零部件连接可靠性及性能稳定性,提前发现潜在缺陷(如松动、断裂、接触不良等),是保障产品质量的核心手段之一。

一、核心目的

  1. 验证结构可靠性:检测产品外壳、内部结构及零部件在振动下是否出现变形、开裂、脱落等物理损伤。

  2. 评估性能稳定性:确认振动环境下产品功能是否正常(如电子设备是否死机、通信是否中断、机械部件是否卡滞)。

  3. 暴露潜在缺陷:通过振动加速产品疲劳,提前发现设计或生产中的薄弱环节(如焊点虚接、螺丝未锁紧)。

二、主要测试类型

根据振动信号的特性,常见类型包括:


  1. 正弦振动测试
    • 模拟周期性振动(如旋转机械、发动机等产生的规律性振动)。

    • 特点:振动频率单一且可连续扫频(如从 10Hz 扫到 2000Hz),可精准定位产品在特定频率下的共振点(共振时振动响应最大,易引发失效)。

    • 应用:考核产品在共振频率下的承受能力,常见于电机、泵类等旋转设备。

  2. 随机振动测试
    • 模拟非周期性、复杂振动(如路面颠簸、航空飞行、地震等实际环境中的复合振动)。

    • 特点:振动能量分布在宽频率范围内(如 20Hz~2000Hz),更接近真实使用场景,能综合考核产品在复杂振动下的可靠性。

    • 应用:汽车零部件、航空航天设备、电子设备运输测试等。

  3. 冲击测试(相关延伸)
    • 虽不属于振动(振动是持续往复运动,冲击是短时剧烈脉冲),但常与振动测试配合,模拟突发剧烈振动(如跌落、碰撞)。

三、关键测试参数

  • 频率范围:振动的频率区间(如 10Hz~5000Hz,不同产品适用范围不同,如汽车零部件多为 20Hz~2000Hz)。

  • 加速度(g):振动的强度(1g≈9.8m/s²),反映振动对产品的冲击力(如运输场景可能要求 10g,航空场景可能达 30g)。

  • 位移 / 振幅:振动的位移量(如正弦振动中,低频时需控制位移避免过度形变)。

  • 持续时间:测试时长(如随机振动可能持续 8 小时,模拟长途运输)。

四、测试标准

不同行业 / 场景有明确标准规范测试条件,常见包括:


  • 国际标准:IEC 60068-2-6(正弦振动)、IEC 60068-2-27(随机振动)、ISO 16750(汽车电子)、MIL-STD-883H(军用电子)。

  • 国内标准:GB/T 2423.10(正弦振动)、GJB 150.16A(军用设备振动)、QC/T 413(汽车电气设备)。

五、测试流程

  1. 确定需求:根据产品使用场景(如运输 / 使用)、行业标准,明确振动类型、频率、加速度、时长等参数。

  2. 样品准备:检查样品初始状态(性能、外观),按实际安装方式固定在振动台上(避免额外应力影响结果)。

  3. 设备设置:通过振动台(提供振动源)、控制系统(设定参数)、传感器(监测振动加速度 / 频率)搭建测试系统。

  4. 执行测试:按设定参数运行,实时监测样品状态(如是否停机、异响、外观变化)。

  5. 结果分析:测试后检查样品性能及结构,判断是否通过(无功能失效、无永久性损伤)。

六、典型应用领域

  • 航空航天:卫星、导弹在发射及飞行中的振动环境考核。

  • 汽车工业:发动机、车载电子在颠簸路面的可靠性验证。

  • 电子电器:手机、服务器在运输及使用中的抗振动能力(如避免焊点脱落)。

  • 医疗器械:确保医疗设备在移动或使用中功能稳定(如监护仪、手术设备)。


通过振动测试,可有效降低产品在实际使用中的失效风险,是产品从设计到量产的关键验证环节。