前文介紹了電子設(shè)備振動環(huán)境試驗概念,以及幾種主要試驗類型、試驗條件的修正、試驗過程中一些注意事項。
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(1) —— 概述
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(2) —— 振動環(huán)境試驗類型
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(3) ——振動臺試驗系統(tǒng)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(4) ——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(5) ——正弦振動和掃頻
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(6) ——隨機振動
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(7) ——沖擊試驗
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(8) —— 噪聲試驗
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(9) —— 主要試驗參數(shù)計算
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(10) —— 試驗條件修正
電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(11) —— 試驗中相關(guān)注意事項
本文將對振動試驗方法等問題開展相關(guān)探討,包括載荷譜、振動試驗類型及一些相關(guān)問題。
載荷譜
在振動試驗前,我們需要確定振動試驗的量級、持續(xù)時間和進行的試驗類型,即載荷譜。
通常載荷譜需要涵蓋設(shè)備全壽命周期內(nèi)的所有事件。在條件允許的情況下,盡可能采用實測數(shù)據(jù)來定制載荷譜。然而對于大多數(shù)產(chǎn)品,獲取實測數(shù)據(jù)代價是非常大且不劃算的,一般會用已有數(shù)據(jù)庫,或者相關(guān)標準作為載荷譜。
在有些情況下,我們還會對試驗的載荷譜進行裁剪,即進行一些適應(yīng)性修改,以匹配實際產(chǎn)品的試驗需求。
振動試驗類型
振動試驗分類方式有很多種,這里從試驗階段和試驗?zāi)康牡冉嵌?,對幾類試驗進行說明。
按照試驗階段分類主要有:
研制試驗在產(chǎn)品的研制階段開展,主要目的是確保產(chǎn)品設(shè)計可靠,同時驗證產(chǎn)品設(shè)計正確;試驗自由度相對較大,常常會根據(jù)實際進展進行調(diào)整;
鑒定試驗通常在設(shè)計定型階段開展,主要目的是確保產(chǎn)品可滿足規(guī)定的環(huán)境要求;試驗量級通常比驗收試驗高;通常經(jīng)歷過鑒定試驗的產(chǎn)品不可作為正樣產(chǎn)品使用;
驗收試驗在產(chǎn)品交付前開展,主要目的是確保產(chǎn)品可經(jīng)受全壽命周期內(nèi)最惡劣工況,同時也驗證該產(chǎn)品的工藝性。
按照試驗?zāi)康?/b>分類主要有:
功能性試驗主要目的是確保產(chǎn)品在最惡劣工況下能正常使用,且可滿足設(shè)計性能指標;對于電裝設(shè)備而言,在振動試驗過程中需要對產(chǎn)品進行加電,評估惡劣環(huán)境對產(chǎn)品的性能及可靠性的影響;
耐久性試驗主要目的是用來預(yù)測或驗證產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié),以及在規(guī)定使用和維修條件下的使用壽命;通常會采用加速試驗,或者進行足夠多的循環(huán)次數(shù)后得到耐久極限的下限;
壽命試驗主要目的是確定產(chǎn)品的整體使用壽命;與耐久性試驗有些相似,區(qū)別在于試驗盡量模擬實際工作狀況,通常不采用加速試驗。
其中,在耐久性試驗采用加速試驗方法時,需要特別關(guān)注低周疲勞,不恰當(dāng)?shù)剡^高提高試驗量級,可能造成被測設(shè)備的快速損壞,無法達到試驗的目的;并且試驗量級和疲勞的關(guān)系也并不準確,同時疊加非線性的因素,需要特別慎重地評估試驗結(jié)果。
環(huán)境應(yīng)力篩選
環(huán)境應(yīng)力篩選(Environmental Stress Screening,ESS)是產(chǎn)品制造和維修過程中的一種驗收檢查技術(shù),嚴格說不是環(huán)境試驗。
環(huán)境應(yīng)力篩選是一種在產(chǎn)品制造過程中用于發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件以及工藝缺陷的試驗方法。通過模擬產(chǎn)品在實際使用中可能遇到的各種環(huán)境應(yīng)力條件,如溫度循環(huán)、隨機振動等;該試驗方法能夠加速潛在缺陷的出現(xiàn),從而防止產(chǎn)品在早期使用階段發(fā)生失效。
在實際應(yīng)用中,環(huán)境應(yīng)力篩選對象包括研制階段全部產(chǎn)品以及批生產(chǎn)初期產(chǎn)品;有助于提前暴露那些僅通過常規(guī)測試方法無法檢測到的潛在問題,從而提高產(chǎn)品的可靠性和品質(zhì)保證。
環(huán)境應(yīng)力篩選主要包括隨機振動試驗、溫度循環(huán)試驗、電老煉試驗等。
試驗次序
環(huán)境試驗包括多種試驗項目,按照大項目分類,主要包括力、熱、電、磁等;力學(xué)中又包含(準)靜態(tài)、振動、噪聲、沖擊等。
在產(chǎn)品的研制期初,需要規(guī)定試驗的項目和次序。在項目推進的過程中,可能會對試驗項目進行裁剪和次序的調(diào)整。
試驗項目裁剪需要從實際研制風(fēng)險和資源情況考慮,這里不開展討論。
試驗次序相關(guān)問題主要為:
通常由于資源保障和工藝等問題可能會需要進行調(diào)整;
在一些產(chǎn)品規(guī)范中,試驗次序是有規(guī)定的,嚴格來說是不允許隨意調(diào)整;
筆者理解是環(huán)境試驗需要盡可能將容易暴露問題的試驗在前,在后續(xù)試驗中可能可以充分暴露產(chǎn)品缺陷;
如將力學(xué)試驗放在熱試驗前,沖擊試驗在振動試驗等,是蘊含著內(nèi)部邏輯的;
但是在大多數(shù)場合下,考慮到多方面的評估,試驗次序的調(diào)整一般不會有太多的限制。
試驗標準和試驗形式
隨著技術(shù)的發(fā)展,試驗標準和形式也在發(fā)生變化。
試驗越來越趨向于真實環(huán)境模擬,如三綜合等環(huán)境試驗設(shè)備的使用。同時,針對批量產(chǎn)品,試驗標準和設(shè)備也不斷在改進,以實現(xiàn)低成本、高可靠的目標。
最后
本文對振動試驗方法相關(guān)問題進行了介紹。下文將對振動試驗過程中的邊界及界面等問題開展相關(guān)探討。
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