電子設備振動環(huán)境試驗(2) —— 振動環(huán)境試驗類型

前文介紹了電子設備環(huán)境試驗的一些基本概念。電子設備振動環(huán)境試驗(1) —— 概述

本文將簡要介紹振動環(huán)境試驗的相關(guān)概念及分類。

振動環(huán)境試驗

在各種環(huán)境試驗中，力學類的環(huán)境試驗占有較大的比重；對于不同行業(yè)與不同產(chǎn)品，存在各種力學相關(guān)的試驗類型。本系列主要介紹廣義的振動環(huán)境試驗，并針對部分典型振動環(huán)境試驗重點展開。

廣義的振動環(huán)境試驗主要包括過載、振動、沖擊和聲；在此基礎上，不同場合下還可能延展出掃頻、定頻、篩選、跌落、炮擊/艦船/彈道振動沖擊、顛振、搖擺等類型的試驗；并且針對不同試驗及其延展類型，采用的試驗設備和方法也會有所區(qū)別。

本系列主要圍繞振動、沖擊進行重點展開，其他的試驗類型將做簡要介紹。

試驗類型1

振動環(huán)境試驗主要模擬產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、工作和存儲等過程中所經(jīng)受的振動環(huán)境；其中，生產(chǎn)和存儲環(huán)節(jié)，通常沒有較大的振動；運輸和工作環(huán)節(jié)，針對不同的載體，振動類型和量級有較大的不同。

過載（超重）嚴格說不是振動，不過通常也會將其納入廣義的動力學。過載試驗由離心機實現(xiàn)，一般在航空航天才會考慮；飛行員和宇航員也會做超重的訓練。

振動分為正弦振動和隨機振動。

正弦振動由一系列單頻的三角函數(shù)表達其周期運動，是一種確定性的激勵形式。通常在航天器、飛行器、船舶、車輛等載體上均有顯著體現(xiàn)。實際上，大多數(shù)正弦振動是由一種“掃頻”的技術(shù)開展試驗；通過這種技術(shù)，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品在一個較寬的頻率范圍內(nèi)進行測試，以獲取產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)動力學特性和承受能力。此外，還有一種定頻下的耐共振定頻試驗，也屬于正弦振動的范疇。

隨機振動是一種不確定性的激勵，通過功率譜密度進行描述。在各種類型的運輸環(huán)境中均有體現(xiàn)。在某些特殊場合下，隨機振動試驗還可以和噪聲試驗等價互換。隨機振動試驗由于數(shù)不確定的，因此對于響應的判斷也是基于其統(tǒng)計量進行分析。此外，盡管應力篩選嚴格說不屬于環(huán)境試驗，但基于隨機振動的方法，可對上游器件（如元器件等）進行篩選，以保證產(chǎn)品的可靠性。

此外，還有一些混合試驗，包含了正弦和隨機，在直升機等載體上較為常見。

沖擊試驗有多種形式描述，對應的試驗方法和設備也有所不同。總體而言，沖擊是一種不確定的激勵形式，每次試驗也有一定區(qū)別；這里的沖擊試驗主要對標墜撞和跌落類的；如彈道、炮擊、艦船和爆炸等產(chǎn)生的沖擊相對特殊，一般有專門的標準另做規(guī)定。沖擊試驗的輸入形式主要有時域條件（如半正弦、后峰鋸齒等）和沖擊響應譜條件等。

噪聲試驗廣義上也可以視為是一種特殊的振動試驗，是一種不確定性的激勵形式。噪聲試驗一般在航空航天領(lǐng)域中應用較多。

振動環(huán)境試驗還有其他種類，一般應用領(lǐng)域比較窄，如艦船要求的顛振、搖擺等，本系列不做展開。對于不同的領(lǐng)域和試驗類型，關(guān)心的頻率范圍和試驗量級差異較大，后續(xù)系列文章將針對幾種主要的類型進行介紹。

試驗類型2

另一個角度對振動環(huán)境試驗有以下幾種分類：

研制試驗：在方案階段和初樣階段開展；目的是驗證產(chǎn)品的有效性，發(fā)現(xiàn)缺陷，對產(chǎn)品進行改進；

鑒定試驗：對正樣產(chǎn)品的鑒定件開展試驗；目的是驗證產(chǎn)品的性能，同時考核設計余量；鑒定試驗需在產(chǎn)品正常使用極限環(huán)境條件下增大一定量級；通常針對重大工程，或者批量產(chǎn)品，需要開展鑒定試驗；鑒定件一般不能作為正樣交付，僅做試驗用；

驗收試驗：對交付正樣產(chǎn)品的開展試驗；目的是考核產(chǎn)品的性能，以及生產(chǎn)裝配過程中帶來的多樣性和不確定性；驗收試驗為產(chǎn)品應通過最低量級的振動試驗；

準鑒定試驗：對交付正樣產(chǎn)品的開展試驗；試驗量級介于驗收試驗和鑒定試驗；目的與驗收試驗類似，并增大一定量級；

抽檢試驗：在批次產(chǎn)品中抽取一定數(shù)量產(chǎn)品開展試驗；試驗量級較驗收級稍高；通常被抽取試驗的產(chǎn)品不作為正樣交付；

加速試驗：對于一些壽命相關(guān)的試驗，試驗時間可能會非常長，對于這類試驗，可以通過提高量級來加速試驗，縮短試驗時間。

最后

本文簡要介紹振動環(huán)境試驗的相關(guān)概念及分類，下文將對試驗系統(tǒng)開展討論。