功能性振动试验的持续时间检测
功能性振动试验是评估产品(尤其是电子设备、机械部件、航空航天器组件、汽车零部件等)在模拟实际使用或运输过程中所经历的振动环境下,能否在规定时间内保持其设计功能的可靠性测试。其中,持续时间检测是试验的核心环节之一,它直接关系到产品在实际振动环境中的耐受能力和预期寿命。持续时间检测并非简单地让产品经受一段时间的振动,而是要求在特定的振动剖面(频率范围、振幅/加速度、扫频速率等)下,持续施加振动激励,并在整个过程中或关键阶段实时监控产品的功能状态,以验证其在规定振动时长内是否出现性能下降或功能失效。确定合理的持续时间至关重要,它需要依据产品应用场景、相关标准以及寿命预期进行科学设定。
检测项目
功能性振动试验持续时间检测的核心项目包括:
- 基本振动耐受时间: 在规定振动条件(频率、振幅/加速度、方向)下,产品能持续正常工作而不发生故障的最短或规定时间。
- 功能性能监测: 在振动持续过程中,实时或周期性监测产品的关键功能参数(如电气信号、机械输出、通讯状态、控制精度等)是否保持在允许的公差范围内。
- 失效模式识别:
记录在持续振动过程中出现的任何功能退化、间歇性故障或完全失效的现象及其发生的时间点。
- 功能恢复验证: 试验结束后,产品能否恢复到正常功能状态,或在规定时间内恢复。
检测仪器
进行功能性振动试验持续时间检测需要以下关键仪器设备:
- 电动振动试验系统: 核心设备,包含振动台(含动圈)、功率放大器和控制系统。用于产生精确可控的振动激励(正弦、随机或混合模式)。其推力、频率范围、位移/速度/加速度能力需覆盖试验要求。
- 控制与数据采集系统: 运行试验控制软件(如Sine, Random, Resonance Search & Dwell等),设定振动剖面(包含持续时间),实时监控并反馈振动台的实际输出值(通过控制传感器),并采集被测试品的功能信号。
- 控制传感器: 通常为加速度计,安装在振动台台面或工装上靠近产品安装点的位置,用于反馈振动量级给控制系统,实现闭环控制。
- 监测传感器: 根据产品功能需要,可能包括:
- 加速度计(安装在产品关键部位监测局部响应)。
- 应变片(监测结构应力应变)。
- 温度传感器(监测发热部件温升)。
- 电压/电流探头、示波器、数据记录仪等(监测产品电气功能参数)。
- 专用测试设备(用于监测产品的特定功能输出,如转速、压力、流量、信号完整性等)。
- 夹具: 将产品安全、可靠、刚性地安装到振动台台面上,并确保振动能量有效传递到产品。
检测方法
功能性振动试验持续时间检测通常遵循以下流程:
- 试验准备: 根据产品规范和相关标准确定振动条件(波形、频率范围、量级、轴向、持续时间等)和功能监测要求。设计并制造合适的夹具。将被测样品牢固安装在夹具上,并连接好所有监测传感器和功能测试设备。
- 预试验检查: 在无振动状态下,确认样品功能正常,所有传感器和测试设备工作正常。
- 共振检查(如适用): 通过正弦扫频识别产品的固有频率和潜在共振点,为后续试验剖面制定(特别是定频驻留)提供依据。
- 设置与控制: 在振动控制系统软件中,输入预先定义的振动剖面,明确设定试验的总持续时间(Duration)。
- 执行试验: 启动振动台,严格按照设定的剖面(包括持续时间)施加振动激励。在整个振动持续过程中:
- 控制系统确保振动激励(加速度/位移谱)精确符合设定值。
- 实时或高频次地采集并记录所有预设的功能监测参数。
- 操作人员密切观察产品状态和监测数据,记录任何功能异常、报警或失效现象及其发生的具体时间点。
- 持续时间完成判定: 振动系统自动运行至设定的总时间结束。如果在此过程中产品发生导致主要功能丧失的失效(根据试验大纲定义的失效判据),试验可能提前终止。
- 后试验检查: 振动停止后,立即或在规定时间内,再次全面检查产品所有功能是否正常,评估是否有性能退化或永久性损伤。
- 数据分析与报告: 整理整个试验过程中的振动数据记录、功能参数记录、失效记录(如有)、前后功能检查结果。分析产品在规定的持续时间内是否满足功能保持要求。编写包含持续时间检测结果(通过/未通过)、详细数据记录和失效分析的试验报告。
检测标准
功能性振动试验持续时间检测的依据主要来自以下几类标准:
- 国际/国家标准:
- IEC 60068-2-6: 《环境试验 第2-6部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)》。这是最基础和最广泛使用的正弦振动试验标准,明确规定了试验持续时间(Duration)的要求,通常以时间(分钟、小时)或循环次数(扫频循环数)表示。
- IEC 60068-2-64: 《环境试验 第2-64部分:试验方法 试验Fh:宽带随机振动(数字控制)和导则》。针对随机振动,也包含了试验持续时间的规定。
- GB/T 2423.10 (中国国家标准,等同采用IEC 60068-2-6)。
- GB/T 2423.56 (中国国家标准,等同采用IEC 60068-2-64)。
- 行业/军用标准:
- MIL-STD-810: 《环境工程考虑和实验室试验》(美国军标)。其方法514(振动)章节对各种振动类型(正弦、随机、瞬态)下的持续时间有详细规定,并强调功能性振动试验的要求。
- RTCA DO-160: 《机载设备环境条件和试验程序》(航空电子)。其章节8(振动)对机载设备的功能性振动试验持续时间和功能监测有严格要求。
- ISO 16750-3: 《道路车辆 电气和电子设备的环境条件和试验 第3部分:机械负荷》。对汽车电子设备的振动(包括正弦和随机)试验持续时间有明确规定。
- 产品专用规范: 特定产品的设计规范、采购规范或企业标准通常会引用或基于上述通用标准,但会具体规定该产品功能性振动试验的详细要求,包括振动剖面、精确的持续时间、功能监测的具体指标和判据。
选择和应用标准时,必须严格遵循其对持续时间(可能表示为时间、扫频次数或功率谱密度作用时间)的具体定义和要求,并结合产品的实际应用环境进行考量。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
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