环境可靠性测试——振动测试的作用分类及标准

电子产品在实际运输、使用过程中不可避免的会遇到振动碰撞的情况。所以在产品研发和验收工作中都会考虑对产品进行振动测试，振动试验分析对验证在模拟环境下产品可靠性和优化产品结构设计提供了重要试验方法和手段。
 
什么是振动测试？
振动测试是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，能否承受运输或使用过程中的振动环境考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动测试是为了确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并对不良品进行失效分析，以改进加工工艺，提高产品整体质量。
 
振动测试目的
电工电子产品做振动测试需求较多，因为电子产品大部分属于精密产品，如手机，平板等，内部结构和器件较为精密，振动环境对其影响较大，需要分析和评估出振动环境下产品的可靠性，保证产品使用寿命。
 
振动测试分类
   
可靠性振动测试一般分2个类型，正弦振动测试和随机振动测试。
 
正弦振动是实验室中经常采用的试验方法，以模拟旋转、脉动、震荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主，其又分为扫频振动和定频振动两种，正弦振动试验一般考验的是产品的结构强度和搜索结构的共振频率；随机振动是模拟产品实际使用或运输中所遇到的任意时刻瞬时值不能确定，波形随时间无规律的振动，随机振动试验更能真实反映产品的耐振性能。混合振动是一般正弦振动和随机振动的叠加，振动情况更为复杂。
 
振动测试试验条件
正弦振动一般是正弦（余弦）时间函数来表示，测试条件包括：试验频率、试验量级（加速度幅值大小）、扫描速度和扫描时间及试验方向，这是开展振动试验的一般条件。
 
随机振动的运动规律无法用时间的函数正确表达，只能用统计学的方法来表达，在频域内进行描述，试验条件一般包括：试验频率范围（最高和最低频率之间）、功率谱密度（单位频率上的能量分布）、总均方根加速度（功率谱密度的方均根值）、试验时间和方向。
 
振动试验的结果会受到多种因素的影响，主要包括
1、夹具
主要有夹具的结构、夹具的性能从而影响夹具的一阶共振频率和信号输入的准确性和均匀性；
2、传感器布置、样品的安装方式
控制点和监测点的选择会影响数据采集的准确与否；
3、振动台面
振动台面的固有频率与样品固有频率相差较大。
   
测试标准
1、正弦振动标准主要包括：
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)》
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/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》
 
2、随机振动标准主要包括：
GB/T 2423.56 -2018《环境试验第2部分:试验方法试验Fh:宽带随机振动和导则》
IEC 60068-2-64《环境试验-第2部分第64节试验方法-试验fh振动、宽带随机抽样》
GB/T 4857.23-2003《包装 运输包装件 随机振动试验方法》
 
3、其它主要标准包括：
GJB 150.16A-2009《军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验》
GB 2423.58-2008《电工电子产品环境试验第2-80部分试验方法试验Fi振动混合模式》
GJB 360B-2009《电子及电气元件试验方法》
GJB 548B-2005《微电子器件试验方法和程序》
 
结语
上述根据相关标准对随机振动试验和正弦振动试验进行了简单的介绍，在考虑到要做什么振动时可以有个参考。一般在进行产品结构强度测试时，可以优先考虑正弦振动，在进行产品累计应力损伤验证时，可以优先考虑随机振动。
 
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