電子設(shè)備運(yùn)輸試驗(yàn)方案的確定

吳斌

【關(guān)鍵詞】運(yùn)輸試驗(yàn);正弦定頻振動(dòng);正弦變頻振動(dòng);隨機(jī)振動(dòng)

運(yùn)輸試驗(yàn)是產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的重要組成部分，通過(guò)模擬產(chǎn)品的運(yùn)輸過(guò)程，驗(yàn)證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與包裝要求是否存在設(shè)計(jì)缺陷或可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化、產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量一致性提供數(shù)據(jù)支撐，也是產(chǎn)品運(yùn)輸問(wèn)題事故仲裁及分析、復(fù)現(xiàn)的有效手段。

一、振動(dòng)由來(lái)及危害

產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中所承受的振動(dòng)主要來(lái)自運(yùn)輸工具和運(yùn)輸環(huán)境。如路況的起伏，路面的等級(jí)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的固有振動(dòng)、車(chē)輛的減震性能，牽引機(jī)和鐵軌接縫處的會(huì)產(chǎn)生周期性的振動(dòng)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高頻振動(dòng)，起飛、降落及氣流作用產(chǎn)生的低頻及周期性的振動(dòng)，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及水面風(fēng)浪顛簸引起的振動(dòng)等因素都會(huì)使產(chǎn)品承受各方向的振動(dòng)。運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)，可能導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生外觀的表面擦劃傷，機(jī)械部件因反復(fù)施加作用力導(dǎo)致螺絲松動(dòng)、結(jié)構(gòu)扭曲變形等問(wèn)題，內(nèi)部部件可能出現(xiàn)因振動(dòng)導(dǎo)致器件失效或管腳接觸松動(dòng)等問(wèn)題。

二、運(yùn)輸試驗(yàn)的振動(dòng)類(lèi)型及量值因素

運(yùn)輸試驗(yàn)的振動(dòng)通常可分為三類(lèi)：正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)、正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)和隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)三種。三種類(lèi)型振動(dòng)試驗(yàn)前需要確定的量值因素如下：

正弦定頻振動(dòng)：振動(dòng)頻率、振動(dòng)位移、振動(dòng)加速度、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)方向;正弦變頻振動(dòng)：振動(dòng)頻率、振動(dòng)位移、振動(dòng)加速度、倍頻程、變頻速率、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)方向;隨機(jī)振動(dòng)：振動(dòng)頻率、功率譜密度、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)方向。

三、各類(lèi)型運(yùn)輸試驗(yàn)的方法、參數(shù)確認(rèn)及標(biāo)準(zhǔn)要求

（一）正弦定頻振動(dòng)

正弦定頻振動(dòng)的試驗(yàn)方法有兩種：定加速度法、定位移法[1]。試驗(yàn)方法可參考《GB/T 4857.7-2005》第5.6章節(jié)。在試驗(yàn)條件中，振動(dòng)頻率、位移和加速度三者之間有固定的數(shù)學(xué)關(guān)系，其振動(dòng)狀態(tài)方程式表示為：

D=G*10-3/（2πf）2

其中，D表示半峰值位移，單位為mm;G表示振動(dòng)加速度，通常用g值的倍數(shù)表示;f為頻率，單位為Hz。

試驗(yàn)量值的確認(rèn)可參考《GB/T 4857.18-92》中表2基本的試驗(yàn)強(qiáng)度值，根據(jù)被試產(chǎn)品的實(shí)際情況如尺寸、重量、運(yùn)輸方式等選擇試驗(yàn)參數(shù)[2]。

（二）正弦變頻振動(dòng)

正弦變頻振動(dòng)的試驗(yàn)方法有兩種：掃頻試驗(yàn)、共振試驗(yàn)[3]。試驗(yàn)方法可參考《GB/T 4857.10-2005》第5.5章節(jié)。在試驗(yàn)條件中，倍頻程的計(jì)算公式為：n=

其中，n表示倍頻程，單位為oct;fH表示上限頻率，單位為Hz;fL表示下限頻率，單位為Hz。變頻速率的計(jì)算公式為：R=

其中，R表示變頻速率，單位為oct/min;T表示變頻時(shí)間，單位為min或s。

（三）隨機(jī)振動(dòng)

隨機(jī)振動(dòng)是在振動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)周期沒(méi)有規(guī)律，并且過(guò)程用不精準(zhǔn)重復(fù)，只能用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)研究的非周期性振動(dòng)[4]，其三個(gè)試驗(yàn)條件值為功率譜密度（PSD）、加速度均方根（Grms）和振動(dòng)時(shí)間。可通過(guò)采集運(yùn)輸數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)制定出隨機(jī)振動(dòng)譜。在制定試驗(yàn)方案時(shí)，可參考《GB/T4857.23-2012》、《GJB 150.16A-2009》中給出的試驗(yàn)條件開(kāi)展試驗(yàn)[5]，也可根據(jù)實(shí)際情況，建立新的隨機(jī)振動(dòng)譜。

四、結(jié)束語(yǔ)

三種類(lèi)型的運(yùn)輸試驗(yàn)從對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件和量值來(lái)看，都是獨(dú)立的，不存在等效或者替換的關(guān)系，其試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)也不能互相比較。根據(jù)電子產(chǎn)品的實(shí)際情況，選擇合適的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)強(qiáng)度和試驗(yàn)時(shí)間，可以讓試驗(yàn)結(jié)果更接近現(xiàn)實(shí)，起到更好的驗(yàn)證作用。