关于振动环境试验中应注意问题的探究

关于振动环境试验中应注意问题的探究

唐海凤

中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230000

摘要：本文对振动环境试验的意义进行阐述,又根据实际情况分析了使用振动仪器的注意事项,最后探究了振动环境试验中应注意问题。

关键字:振动环境;试验;注意问题

引言:近些年来,试验得到认可成为国内各类实验室发展的必然方向。振动冲击测试技术是检验产品机械运行可靠程度的一项重要的手段,振动冲击测试方法可以准确有效快速地评估测试产品的机械可靠性,并且有助于促进企业制造的产品机械可靠性的提高。产品机械可靠性的大幅提高,有利于进一步提升公司产品在中国本土行业范畴内的品牌美誉度的提升。

一、振动环境试验的意义

振动冲击试验是目前我国军用航空设备环境适应性重点研究项目之一,是检验飞机产品可靠性一种很重要的方式。实验室振动试验环境是指在一定试验的条件下可以在实验室产生出一个完全人工且可控制的振动物理环境,可以使该产品在实验室处于实际任务过程中的振动环境一样或差不多一样的振动环境。

二、使用振动仪器的注意事项

(一)夹具材料的选取

夹具材料一般应选用在相对材料密度系数较低、刚度较好、耐磨可靠的材质。振动的强度对夹具刚度的影响非常的大,刚度相对大一些的夹具在一定振动强度下变形较小;相反刚性差的夹具在同样强度的振动下,则变形较大。刚性差的夹具在试验进行过程中质量不好且产生的振动噪音巨大，综合刚度和质量两大要素，振动夹具材料的选择上比较倾向推荐用铝合金,不仅刚性较强,而且比较轻。对于振动夹具，一般不建议使用铜、钢材等容易变形的且质量较重的金属材料。

(二)夹具的制作

夹具制作振动的具体要求应该有一下三点：(1) 制作夹具时，其一阶振动频率应该要尽量高;(2)夹具纵向振动与加速度的传递距离应该限制在一个特定频率的声音频率之间。(3)夹具横向的振动变形应尽量地小。

对于一些比较大的夹具要通过采取一些方法来防止其出现共振现象，夹具里面最好预留安装螺丝的窗口。夹具内各受力部分连接处多会采用三脚架来固定,避免了在进行试验时或者夹具挪动时的旋转过程中造成错位。

(三)夹具的安装

较小的尺寸的振动夹具则可以直接安装和固定在空载的振动台动圈上面,省掉了在振动台扩展台面附带的多余的振动,加强了对振动力的直接传递；较大的尺寸的振动夹具可以直接安装或固定在振动台的扩展附加台或水平滑台上面。不管你是要使用一个较大尺寸的振动夹具,或是要使用一个较小尺寸的振动夹具,都应该要保证振动夹具重心位置正好是对应振动台动圈的中心。

固定夹具螺丝的方式时候,最好能够采用螺丝可以直接被固定住的安装形式,在整个试验夹具装配过程中,要记得随时小心观察固定夹具的螺丝到底有没有出现松动,避免发生各种意外导致的质量事故。

(四)垂直振动台面水平的调整

垂直台面上的水平影响到其横向振动比,想要把这个空气横向的振动比控制在一个规定的范围内,可采用两个空气水平尺,对电动振动试验系统来说操作则显得相对容易些,只需通过自动调节装置不断地调节其在左右两端的偏离的相对位置。难以自行调节的主要是机械台,机械台的调整固定过程大多还是依赖相对于台面四个角位置的四个气囊的充气受力状况,需要人工不断地调整各个气囊之间的充气压力，使台面水平。

(五)传感器选择

振动台中使用到的振动传感器也大多都是加速度传感器,必须保证在系统允许振动频率范围内信号保持不失真,才能充分保证振动控制系统在整个频率范围内信号稳定控制且真实可靠有效。为了避免对振动夹具安装状态产生影响,传感器体积越小越好,具体频率范围、尺寸等,应根据本单位的经济状况进行综合考虑。

(六)传感器的安装

可采用瞬干胶和双面胶来固定粘贴传感器，但经过大量的试验对比数据证明,采用螺丝固定的方式最为牢固,对传感器频率影响也比较小。

三、试验条件、方法的理解

(一)振动试验

振动试验条件是试验过程中输入应力的参数,振动试验一定要保证应力输入的正确。

试验条件的确认:振动试验条件一般包括频率范围、量值、试验持续时间和轴向,也是严苛程度的标准。大多数委托方在提供试验条件时,很多时候给出的试验信息量是不足的。如在提供的试验条件信息中,出现需要进行的试验方向不明确等问题,如果振动试验方向不明确，会导致负责试验实施的实验室工作人员会按一般方式去定义振动试验的方向来完成试验,为了保证施加振动应力的正确性,委托试验的单位应提供产品振动试验的方向示意图,保证振动应力施加的正确。

试验方法的确认:在委托单位提供的试验条件中很多时候是不会给出详细的试验步骤或操作规程方面的信息,很多时候只会给出参照某标淮。而在很多的专业从事振动试验的实验室工作人员对于委托单位提供的这些方面的信息都非常的不重视,不会去查找标准规定的试验详细步骤。振动试验标淮中都针对试验的整个过程和注意事项都有详细的描述。所以振动试验的过程是否规范,试验的结果是否真实有效,所有的委托单位都需要去了解振动试验标准中规定的内容。

(二)试验参数的设置

试验参数的设置,世是一个比较被忽略的问题,很多需要进行振动试验的单位都不会对试验参数是否设置正确和合理进行检查。如在设置试验参数中最大频率的设置,很多从事振动试验的实验室在设置参数通常都不进行任何的修改,尽管最大频率并不影响信号的分辦率,但是它影响到显示分辦率,在设置最大频率值时应尽可能的低或接近试验的最高试验频率,可使得显示频谱有最高的分辨率。试验在参数的设置工作中,还须应同时注意到正确使用各传感器灵敏度,试验工作中对每一个传感器要求的测量灵敏度参数都并不都相同,所以一定不能搞错。

(三)夹具和样品的安装

夹具、样品的调试安装工作是振动冲击试验环节中的—个很非常的重要的环节,也是能直接影响到试验最终结果的几个重要制约因素的之一。很多振动特性试验的标准均规定,试验应保证具有极高可再现性,即在振动试验过程中应保证不同的人、在不同的地点和不同的时间所做试验得到的试验结果应相一致。为了保证试验的高再现性,试验设备状态、参数设置、控制点选择均应符合要求,其次夹具、样品的安装在保证高再现性方面也很重要。夹具、样品的安装导致试验结果可信度不高,其中人为的操作不当和不规范是主要原因。很多从事振动试验的实验室人员往往对夹具、样品的安装不够重视,在安装过程中,总是能简单就简单,这样可能导致在试验中出现试验施加量级过大,导致过应力出现，产品出现严重的后果。在振动试验过程安装一般分为:夹具与试验设备的安装、夹具与样品的安装两个阶段。

四、结束语

为了使试验结果能更加准确地展现出来,在实际试验时,应特别注意能够影响试验结果的各种各样因素,只有将影响试验结果的种种不利因素降到最低,才能保证试验的成功率。

参考文献：

[1] 皮桂英. 振动环境试验中应注意问题分析[J]. 环境技术, 2016, 34(1):3.

[2] 付胜华, 张旸. 振动环境试验中应注意问题探究[J]. 市场周刊·理论版, 2018(37):1.

[3] 段渝坪. 振动试验中应注意的问题[J]. 计量与测试技术, 2011, 38(2):2.