振动噪声与碰撞冲击

可靠性试验粒子碰撞噪声检测技术研究1 引言在内腔的密封器件，在制造过程中由于各种原因而存留多余的焊锡、头发、金丝、灰尘等在密封腔内，使得密封器件在受到外力激励后，残留多余物可能变成自由的游离物。

在振动环境下，这些自由的游离物就会与腔壁及腔内别的器件相碰撞，易引起密封器件的短路失效或引起其他不应有的失效，为了避免这种情况的发生，有内腔的密封器件必须进行粒子碰撞噪声检测试验。

2 PIND试验技术2.1 原理PIND原理是通过对有内腔的密封器件施加适当的机械冲击应力，使粘附在密封器件腔体内的多余物成为可动多余物，再同时施加一定的振动应力，使可动多余物产生位移和振动，让它与腔体内壁相撞击产生噪声，再通过换能器来检测产生的噪声，判断腔体内有无多余物存在。

2.2 试验方法将试验样品最大扁平面借助粘附剂安装在PIND设备的换能器上，先施加1000±200g，延续时间不大于100μs冲击脉冲，再施加频率40－250赫兹，峰值20g的振动，随后再使冲击应力与振动应力同时施加或单独施加振动应力，上述循环过程交替进行一定次数[1]，振动频率选择是要使多余物在碰撞过程中产生的能量最大，即多余物的振动要达到共振，这与器件的内腔高度有关，不同腔体高度的器件在多余物碰撞过程中产生的共振点是不同的。

2.3 试验时应注意的问题2.3.1 引线颤动有的密封体器件的内引线比较长，在做PIND试验时，长引线的颤动也能发出声音，被当做噪声检测出来，当改变施加的振动频率后，该噪声也发生变化时，这时检测出的噪声往往是由长引线的颤动产生的。

2.3.2 粘附剂试验时使用的粘附剂应对其传送的能量具有较小的衰减系数，因为粒子碰撞产生的能量Q1要经过粘附剂传到换能器上，设粘附剂的衰减系数为θ，则最后到达换能器上的能量Q2＝Q1/θ，而常用的粘附剂为双面胶和水溶胶，双面胶的θ值要大于溶胶的θ值，因此对体积和质量非常小的多余物进行试验时，应尽量采用衰减系数小的水溶胶作为粘附剂。

PIND
Particle Impact Noise Detection
前言：封装后的电子元件腔体内部如果有可动多余物如焊锡等将导致设备短路引发重大事故, PIND 设备能有效检测出这些多余物体,提高产品可靠性!
一、简介
颗粒碰撞噪声检测（PIND）用于电子元器件封装后,对器件内多余粒子碰撞噪声检测试验,目的在于检测器件封装腔体内存在的自由粒子,是一种非破坏性实验。

用来测试电器零件从而提高电器零件的可靠性。

常用于检测集成电路、晶体管、电容器、航空/航天/军事领域的继电器等电子元器件封装内的多余物松散颗粒。

二、工作原理：
颗粒碰撞噪声检测（Particle Impact Noise Detection，PIND）其原理是利用振动台产生一系列指定的机械冲击和振动，通过冲击使被束缚在产品中的颗粒（即多余物）松动，再通过一定频率的振动，使多余物在系统内产生位移。

活动多余物在产品中发生位移的过程，是多余物相对产品壳体的滑动过程和撞击过程的一个随机组合过程。

在这个过程中，将产生应力弹性波和声波。

两种波在产品壳体中传播，并形成混响信号，这个混响信号被定义为位移信号。

采用压电传感器拾取到位移信号后，经前置放大器放大后，位移信号由检测装置的主机采集、处理并显示。

三、组成；
控制器,振动台,传感器, 灵敏度测试单元,软件, 示波器, 电缆, 耗材, 及相关文件。

汽车NVH介绍1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质动态性能静态性能汽车的性能❑汽车的外观造型及色彩❑汽车的内室造型、装饰、色彩❑内室及视野❑座椅及安全带对人约束的舒适性❑娱乐音响系统❑灯光系统❑硬件功能❑维修保养性能❑重量控制❑噪声与振动（NVH ）❑碰撞安全性能❑行驶操纵性能❑燃油经济性能❑环境温度性能❑乘坐的舒适性能❑排放性能❑刹车性能❑防盗安全性能❑电子系统性能❑可靠性能NVH 是汽车最重要的指标之一汽车所有的结构都有NVH问题☐车身☐动力系统☐底盘及悬架☐电子系统☐……在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，NVH是设及面最广的领域。

什么是NVH？NVH : N oise, V ibration and H arshness⏹噪声Noise:●是人们不希望的声音●注解: 声音有时是我们需要的●是由频率, 声级和品质决定的●频率范围: 20-10,000 Hz⏹振动Vibration●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body,mainly in .5 hz-50 hz range●是由频率, 振动级和方向决定的⏹不舒服的感觉Harshness●-Rough, grating or discordant sensation为什么要做NVH?☐NVH对顾客非常重要⏹NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ☐NVH影响顾客的满意度⏹在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ☐NVH影响到售后服务☐约1/5的售后服务与NVH有关决定NVH的因素顾客的要求政府法规公司的需要和技术能力竞争车NVH –车速–发动机转速的关系动力系统(P/T) NVH路噪Road Noise风噪Wind Noise车速Vehicle speedSpeed1030507090110130150Wind NVH Road NVHPowertrain NVHPowertrain NVH DominanceRoad NVH DominanceWind NVH Dominance路面及动力系统的振动Road & P/TVibration路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound风激励噪声Wind Noise 动力系统的声品质P/T Sound Quality0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 Hz NVH与频率的关系多通道分析源-通道-接受体模型⎛jP iF P ⎪⎭⎫⎝⎛jP P ⎪⎭⎫ ⎝P源通道源接受体源源源通道通道Interior Sound & VibrationNoise path 1Noise path 2Noise source 1Vibration source 1Noise source 2Noise source N ……Vibration source 2Vibration source N……Vibration path 1Vibration path 2Vibration path …Noise path …•源–动力系统–风–路面–其他•通道–底盘–车身–内饰–其他•接受体–耳朵–手–脚–座椅1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质源: 动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant发动机噪声源机械振动与噪声◆曲轴系统◆凸轮轴系统◆链,齿轮,皮带◆非燃烧引起的冲击◆附件燃烧噪声☐活塞载荷☐气缸盖载荷☐曲轴轴承载荷流动噪声•进气•排气•风扇024680.20.40.60.811.21.41.61.8R e s p o n s e @ I n e r t i a M引起的问题☐曲轴共振☐曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动阻尼器Damper 1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器变速器啸叫•T.E. vs. Gear NoiseX aX bGear Mesh❑齿轮制造精度不够❑齿轮匹配对中不好❑齿轮材料不好啸叫的原因：齿轮啮合不好变速器敲击啸叫的原因：❑曲轴扭振❑传动轴系转速波动❑变速器齿轮间隙控制不好01000020000300004000050000600000100200300400500600700Crank Angle (degrees)F o r c e M a g n i t u d e (N )MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOAMB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag ExciteMB4 Mag JOA动力总成NVH❑动力总成的弯曲模态❑动力总成的辐射噪声❑悬置位置的振动❑附件的振动及辐射噪声启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改进后改进方案为：1、加强飞轮2、飞轮启动齿轮不倒角3、加大飞轮启动齿圈直径变速箱分动器后传递轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节传递轴系的NVH☐第一阶传递轴激励☐传递齿轮啸叫☐2阶激励r O AB 1. 齿轮啮合2. 轴的不平衡3. 由十字连接引起的2阶激励进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice 歧管的设计与声品质1进气总管23654进气系统NVH空滤器❑进气口噪声❑壳体的辐射噪声四分之一波长管谐振腔排气系统的NVH控制指标❑挂钩传递到车体的力❑排气尾管噪声❑壳体辐射噪声控制方法：☐消音器的设计☐波纹管/球连接的选择☐。

德国标准 1999年11月(铁路设备机车车辆设备冲击和振动试验)非卖的赠阅本即使是内部需要也不得翻印。

ICS 17.160;45.060.01铁路应用－机车车辆设备－冲击和振动试验（IEC 61373:1999）德文版 EN 61373：1999欧洲标准EN 61373：1999有着等同于德国标准的地位。

开始生效的时间欧洲标准EN 61373已于1999年4月1日通过。

出版的标准内容形成E DIN IEC 9/335/CD（VDE 0115第106部分）。

续第2和第3页，该标准共33页德国标准化研究所DIN和VDE(DKE)中的德国电工委员会©DIN指的是德国标准化研究所协会VDE指的是电工技术、电子技术和信息技术协会版权所有，不得翻印。

任何形式的翻印必须征得DIN，柏林，和VDE，美茵河畔的法兰克福的同意。

DIN EN 61373（VDE 0115第106部分）：1999-11前言该标准为欧洲标准EN 61373“铁路应用－机车车辆设备－振动和冲击试验”的德文版，出版日期为1999年4月。

国际标准IEC 61373：1999-01的条款由IEC/TC9“电气铁路设备”起草，CENELEC未作任何修改将其采纳为欧洲标准。

在德国，该标准由DIN(德国标准化研究所)和VDE(DKE)( 电工技术、电子技术和信息技术协会)中的德国电工委员会的K351“铁路的电力设备”的AK 351.0.5“绝缘配合和环境条件”归口。

至于标准条款中非详细引用（例如引用的标准没有给出出版日期，没有指出章节号、某张表格、某个图等）的情况，引用标准指的是相关标准的最新版本。

随后再次给出了引用的标准与相关德国标准的关系。

到该标准出版之日为止，给出的这些版本有效。

IEC已于1997年修改了IEC标准的编号。

在至今仍使用的标准号前加上60000。

例如，IEC 68现在就变成了ICE 60068。

附录NA（供参考）文献引用DIN EN 60068-2-27 环境试验—第2部分：试验；Ea试验和导则：冲击（IEC 60068-2-27：1987）；DIN EN 60068-2-47 环境试验－第2部分：试验；元件、设备和其它技术产品在冲击（Ea）、碰撞（Eb）、振动（Fc和Fd）和加速等动态试验中的固定和导则（IEC 60068-2-47:1982）； EN 60068-2-47：1993德文版DIN EN 60068-2-64 环境试验－第2部分：试验方法；Fh试验：振动、宽频带随机振动（数字控制的）和导则（IEC 60068-2-64：1993＋1993报告）；EN 60068-64:1994德文版DIN EN 61373（VDE 0115第106部分）：1999-11附录NB（供参考）英德术语对照欧洲标准 EN 61373 CEN1999年4月ICS 45.060德文版铁路应用机车车辆设备振动和冲击试验（IEC 61373：1999）CENELEC（欧洲电工标准化委员会）于1999年4月1日通过该欧洲标准。

冲击和振动作者: Jonas Steibert文件名: Shock and Vibration Basic.doc1. 什么是冲击和振动？ 31.2 怎样保护产品以防受到冲击和振动？32. 何时冲击？3 2.1 产品易碎性的判定 3 2.2 产品可能遇到的情况判定 42.3 振动 53. 减震材料 6 3.1 多孔聚乙烯EPE 8 3.1.1 模压材料9 3.1.2 挤压材料9 3.2 多孔聚丙烯EPP 11 3.3 多孔聚苯乙烯EPS 12 3.4 聚亚安酯PU 13 3.5 纤维减震材料15作者: Jonas Steibert文件名: Shock and Vibration Basic.doc1.什么是冲击和振动？冲击和振动指的是一种环境，在这种环境下产品处于运输当中，或处于包装箱的装卸过程中。

1.2 怎样保护产品以防受到冲击和振动？为了保护产品，可在冲击和振动有发生可能性的几个地方采取措施。

但为了减少冲击和振动发生的可能性，还有些问题需要考虑。

产品是否易碎？产品价值是多少？产品是怎样运输的？产品的体积估计有多大？这些都是在选择包装材料前需要考虑的问题。

2. 何时冲击？当产品的包装箱突然以某种方式掉落，冲击就会发生。

大多数时间冲击都发生在意外事件中，但冲击也会在列车更换装运车厢或产品/包装箱的野蛮装卸过程中发生。

2.1 产品易碎性的判定确定产品需要多大减震量的第一步是确定产品自身所能承受的机械冲击量，对于这一判定有一些常用术语，其中“易碎性”和“G因数”是最常用的。

易碎性通常用单位“G”表示，表明产品在不被损坏的条件下所能承受的最大负加速度。

产品越易碎，其G因数越小。

[ G是加速度的单位，其值等于重力加速度：1g=9.81m/s2 。

负加速度是“负的加速度”，指在制动，减速到0，物体下落撞击地面时。

抗冲击垫物作用是通过压缩，延长速度v（m/s）降低的时间t (s)，从而减小负加速度a (m/s2)：A= v / t给定质量m（kg）所承受的负加速度a (m/s2) 越小，产品所受的撞击力F (N)就越小：F= m * a]理论上，易碎性的判定是将产品置于一系列剧烈度递增的冲击中（负加速度）以找出足以破坏产品的最小冲击力。

船舶噪声与振动控制船舶噪声与振动控制是船舶设计和运行中非常重要的方面。

船舶在海上航行时，会受到各种因素的影响，产生噪声和振动。

这些噪声和振动不仅对船舶的运行效率和安全性产生影响，还会对船员和乘客的舒适度产生影响。

因此，对船舶噪声与振动进行控制是非常必要的。

船舶噪声的来源船舶噪声的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。

机械设备船舶的机械设备包括主机、辅机、发电机、泵等，这些设备在运行过程中会产生噪声。

噪声的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。

此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生噪声。

流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学噪声。

这种噪声主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。

流体动力学噪声的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。

船舶振动的来源船舶振动的来源主要有两个方面，一是船舶的机械设备，二是船舶的流体动力学特性。

机械设备船舶的机械设备在运行过程中会产生振动。

振动的主要原因是设备中的零件在运动过程中产生的碰撞、摩擦和振动。

此外，设备的冷却系统、排气系统等也会产生振动。

流体动力学特性船舶在海上航行时，会受到海水的冲击，产生流体动力学振动。

这种振动主要是由于船舶的船体、螺旋桨、舵等部件与海水相互作用产生的。

流体动力学振动的频率范围较广，可以从几十赫兹到几千赫兹不等。

船舶噪声与振动的控制方法船舶噪声与振动的控制方法主要有以下几种：隔振降噪隔振降噪是通过隔离船舶机械设备和船体之间的振动传递，降低船舶噪声的方法。

常用的隔振降噪材料有橡胶隔振器、空气隔振器等。

吸声降噪吸声降噪是通过吸收船舶噪声的能量，降低噪声的方法。

常用的吸声材料有吸声泡沫、吸声板等。

隔声降噪隔声降噪是通过隔绝船舶噪声的传播路径，降低噪声的方法。

常用的隔声材料有隔声板、隔声窗等。

减振设计减振设计是通过优化船舶机械设备的设计，减少振动产生的方法。

机械振动控制与噪声减少技术的研究与应用摘要：机械振动控制与噪声减少技术一直是工程领域中备受关注的研究方向之一。

本论文旨在系统地探讨机械振动控制与噪声减少技术的研究和应用，通过分析现有研究成果和工程实践案例，提出了一些有效的方法和策略，以减少机械振动对设备和环境的不利影响，为工程领域提供了有益的参考。

关键词：机械振动、噪声减少、振动控制、工程应用机械振动是工程领域中常见的问题之一，它不仅会影响机械设备的性能和寿命，还会产生噪声，对人类健康和环境造成不利影响。

因此，研究机械振动控制与噪声减少技术具有重要的工程应用价值。

本论文将围绕这一主题展开讨论，首先回顾相关文献，然后提出几种有效的振动控制和噪声减少方法，最后通过实例分析和数值模拟验证这些方法的可行性和有效性。

一、机械振动的产生与特性机械振动是由于机械系统中的不平衡、激励力或不稳定运动引起的机械部件的周期性或非周期性振动。

机械旋转部件中的不平衡质量会导致离心力的产生，从而引发振动。

外部力、压力或激励源对机械系统的作用，如引擎的爆燃、电动机的运转等。

转子部件的不平衡会导致旋转机械的振动，如离心泵、风扇等。

机械结构的变形、材料的弹性特性也会引发振动。

机械系统遭受外部冲击或碰撞，导致瞬间振动的产生。

机械振动通常表现出一些重要的特性和参数，这些参数对于振动控制和噪声减少至关重要。

振动的最大位移或偏移，反映了振动的幅度大小。

振动的周期性，通常以赫兹（Hz）为单位表示，不同频率的振动对系统和环境影响不同。

振动的相位差，描述了不同振动分量之间的时间关系。

机械系统的振动模态是指不同的振动形式和特征，了解和分析这些模态对振动控制至关重要。

通过对振动信号进行频谱分析，可以确定不同频率成分的强度和分布，有助于识别振动源和特性。

机械振动的特性和参数是分析和控制振动的关键基础，了解其产生机制和特点对于有效地减少机械振动的不良影响和噪声的传播至关重要。

在接下来的部分，将探讨机械振动的控制技术和噪声减少方法，以更好地理解如何应对这一重要问题。