正弦振动试验和随机振动试验的区分精选文档

随机振动特征描述：随机振动是一种非确定性振动。

当物体作随机振动时，我们预先不能确定物体上某监测点在未来某个时刻运动参量的瞬时值。

因此随机振动和确定性振动有本质的不同，是不能用时间的确定性函数来描述的一种振动现象。

这种振动现象存在着一定的统计规律性，能用该现象的统计特性进行描述。

随机振动又分为平稳随机振动和非平稳随机振动。

平稳随机振动是指其统计特性不随时间而变化。

卫星所经受的随机振动激励是一种声致振动，主要来自起飞喷气噪声和飞行过程中的气动噪声．过去，模拟随机振动环境大部分都是用正弦扫描试验来代替，随着快速傅里叶变换算法的出现和电子计算机的发展，各种型号数字式随机振动控制系统相继问世，才使随机振动试验得以广泛采用。

试验条件及其容差：（1）试验条件随机振动试验条件包括试验频率范围、试验谱形及量级、试验持续时间和试验方向．试验谱形及量级常以表格形式或加速度功率谱密度曲线形式给出．下图为以功率谱密度曲线给出的卫星组件典型的随机振动试验条件。

（2）试验容差根据中国军标GJB1027的要求，卫星及其组件随机振动试验容差为：a．加速度功率谱密度• 20～500Hz（分析带宽25Hz或更窄）±1.5dB• 500～2000Hz（分析带宽50Hz或更窄）±3dBb．总均方根加速度±1.5dB与正弦振动试验一样，要满足随机振动试验的容差要求，不是对每个试件都能做到的．控制精度主要与控制系统的动态范围、均衡速度、均衡精度，试验夹具和试件安装的合理性、试件本身的动特性等有关．解决试验超差主要应从上述几方面分析原因，提高控制精度．试验方法：随机振动试验的控制原理如图所示．随机振动试验方法与正弦振动试验方法有很多共同点，二者的主要区别在于振动控制系统．（1）振动台的选用（2）总均方根加速度的计算（3）试验参数的设置随机振动试验控制中的参数设置直接关系到试验的控制精度．影响控制精度的参数主要有谱线数（或分辨率）和统计自由度（帧数），试验中应合理选择．谱线数决定了频率分析的精度，而统计自由度决定了统计误差．谱线数和统计自由度越多，统计分析精度越高，但不一定达到高的试验控制精度．因为谱线数和统计自由度越多，分析计算时间就越长，均衡速度也就越慢．增加均衡时间，对持续时间短的试验，在绝大部分时间内试验并未真正达到高的控制精度．对卫星的随机振动试验，因试验要求时间短（1～2min），故谱线数和自由度不宜太多．一般取400条谱线，100个统计自由度即可．随机振动试验响应数据处理：卫星及其组件在振动试验中经常涉及到两种数据类型，一是正弦数据，一是随机数据．随机振动响应数据常常因为结构共振而表现为宽带加窄带随机的特征．因为对结构的振动激励输入为稳态随机信号，因此输出一般也具有稳态特征．下图为随机激励典型的输入输出特性．对该类数据一般要求给出它的功率谱密度特性．有时也要求进行传递函数分析、相关分析(时域)、概率密度分析(幅域)等．1、随机振动数据处理卫星及其组件在振动试验中所经受的随机振动激励属稳态激励，一般情况下其输出信号也具有稳态特征，满足平稳性假设，因此可以用统计平均的分析方法处理振动试验中的响应数据。

国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)引言国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)是为了评估和验证产品在振动环境下的可靠性和耐受性而制定的。

该标准旨在为各个行业提供统一的试验方法和参数，以确保产品在运输、使用和储存过程中不会受到损坏或失效。

本文档将详细介绍国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)的目的、适用范围、试验设备、试验方法和评定标准。

1. 标准目的国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)的目的是评估产品在振动环境下的耐受性和可靠性，并为产品设计、改进和验证提供参考依据。

通过进行基于标准参数的试验，可以检测产品在振动环境下的性能表现，评估其耐久性和耐用性，从而保证产品在实际应用中的可靠性。

2. 适用范围国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)适用于各个行业的产品，包括但不限于电子、电气、机械、汽车、航空航天和船舶等。

该标准可以用于评估产品在运输、使用和储存过程中受到的振动环境对其可靠性的影响。

测试过程中可以通过模拟不同的振动环境，包括正弦振动、随机振动和冲击振动等。

3. 试验设备国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)规定了试验设备和仪器的要求。

试验设备需要能够产生符合特定振动参数的振动信号，并能够精确测量产品在振动过程中的响应。

常用的试验设备包括振动台、振动控制系统、加速度传感器和数据采集系统等。

4. 试验方法国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)中规定了不同试验方法的参数和要求。

常用的试验方法包括正弦振动试验、随机振动试验和冲击振动试验等。

对于不同类型的产品，可以选择合适的试验方法进行评估。

试验过程中需要根据产品的特性和试验要求，设定振动的频率、加速度和振动形式等参数。

5. 评定标准国家标准GBT2423.17-93震动试验标准(VTS)确定了产品在振动试验中应达到的性能要求和评定标准。

振动试验分类北京西科远洋机电设备有限公司 Jeff.jiang振动试验根据模拟振动环境的不同输出不同的激励波形，根据激励波形的不同振动试验可分为：1.正弦扫频试验正弦试验是最早的振动试验，传统的扫频正弦试验通过改变信号的频率、相位和幅值来实现。

正弦试验通过正弦信号发生器改变信号的频率和幅值，控制试件在频率范围内按要求振动。

正弦扫频试验在研究结构的共振峰特性时是尤为有效的。

结构共振点上会激发出很高的响应，在共振点实行定频振动，是疲劳试验的有效手段。

美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x 正弦试验的最重要特点是使用跟踪滤波器技术，使用固定的或者比例带宽的高品质数字跟踪滤波器可以确保在存在环境噪声的情况下仍然能精确地测量和控制正弦试验。

2.谐振搜索和驻留试验谐振搜索和驻留试验，首先通过正弦扫频获取评估谐振特征的传递函数，输入频率范围、幅值阈值和最低Q值(尖锐度)参数用于判断哪些模态会被评估为谐振峰。

谐振搜索和驻留在很多机械结构的疲劳试验中非常有效。

谐振搜索和驻留自动侦测谐振峰的偏移，并自动调整正弦激励信号的频率来跟踪谐振峰的偏移。

跟踪驻留试验在高周期关键部件如涡轮机叶片和汽车曲轴的疲劳试验中非常常见。

美国迪飞DP SignalStar 与 北京西科 Standard 2x谐振搜索和驻留主要集中在结构疲劳试验上。

疲劳试验中会自动跟踪谐振峰的偏移来驻留激励，同时可以限制幅值和频率的偏离度来终止试验。

3.多正弦试验疲劳试验时，如汽车厂商的发动机部件试验，多个频率的正弦同步扫频可以大大减少试验时间。

在德国汽车制造商组织的推动下，该方法目前正越来越广泛地为其他谐波试验所应用。

依据一家知名的德国汽车制造商的要求。

多频率正弦试验已经发展为汽车发动机组件可靠性试验的一个重要方法。

这一试验方法的目的是在不影响试验效果的前提下降低试验时间和开发成本。

DP的SignalStar多频率正弦控制软件减少了试验时间，且不牺牲试验控制精度和试验效果。

振动试验技术论文摘要：振动试验技术是一门专业性很强的技术学科，需要从试验参数识别、试验控制、振动分析、故障预测与诊断、试验夹具设计等各个方面入手，加强这门试验技术研究。

关键词：随机振动试验技术振动控制振动试验是在实验室条件下产生一个人工可控的振动环境，该环境模拟产品生命周期（制造/维修、运输、工作、其它）内的使用振动环境，使产品经受与实际使用过程的振动环境相同或相似的振动激励作用，考核产品在预期使用过程的振动环境作用下，能否达到设计所规定的各项技术要求，同时也是考核产品结构强度和可靠性的一个主要试验方法。

因此，振动试验是产品可靠性试验的重要组成部分。

1 正弦振动试验1.1 正弦振动试验原理振动变量是正弦函数形式的一种振动试验。

1.2 正弦振动试验方法常用的正弦振动试验分为：定频振动和扫频振动。

定频振动是指频率一定，振动加速度（或幅值）、试验时间可变的正弦振动试验。

扫频振动即正弦扫描，指按规定振动量的正弦波，在试验频率范围内，以某种规律连续改变振动频率以激励被试件。

扫描时频率变化率称为扫描速率，扫描形式分为线性扫描和对数扫频两种。

[1]1.3 正弦振动试验的峰值加速度要求（1）振动环境：保证在规定频率范围内，控制传感器上的正弦峰值加速度偏差不大于规定值的±10%。

（2）振动测量：保证在试验频率范围内，振动测量系统提供传感器安装面上的正弦峰值测量数据，其偏差在振动量值的±5%之内。

（3）均方根加速度值：正弦振动均方根加速度等于0.707倍的峰值加速度。

2 随机振动试验2.1 随机振动定义振动变量是一种随机变化的振动试验，在任意给定时刻，其瞬时值都不能精确预知。

因此，随机振动用统计的方法来进行描述，采用频率域统计描述，即用功率谱密度函数来描述随机信号在频率域的统计特性。

[2]3 随机振动试验技术3.1 试验允差随机振动规定了加速度谱密度、频率测量、横向加速度允差要求。

3.1.1 加速度谱密度文献[3]规定在任何情况下，控制传感器上的加速度谱密度的允差应不超过±3 dB，500 Hz以上可以放宽到-6～+3 dB，但是超过允差的累积带宽应限制在整个试验频率带宽的5%以内。

1.2振动测试目的及意义
振动测试的目的，是在实验中作一连串可控制的振动模拟，测试产品在寿命周 期中，是否能承受运送或振动环境因素的考验，也能确定产品设计及功能的要求标 准。
提升产品在运输中 的可靠性
振动测试
提升产品在复杂使 用环境中的可靠性
提升产品设计水平 降低维护成本
提升产品的形象 提高品牌认可度
3.2.2随机振动应力参数
3.2.2.1随机振动描述 在随机振动试验中，由于振动的质点处于不规则的运动状态，永远不会 精确的重复，对其进行一系列的测量，各次记录都不一样，所以没有任何 固定的周期。在任何确定的时刻，其振幅、频率、相位都不能预先知道， 因此就不可能用简单的周期函数和函数的组合来描述。下图为典型的宽带 随机振动时间历程 对某一随机过程，通常用下列四个方面 的信息来描述 时间域：平均值、均方值、均方根值、方差 幅值域：概率分布、概率密度 时差域：自相关函数、互相关函数 频率域：自功率谱密度、互功率谱密度、 频率响应函数及相干函数
试验的持续时间是描述产品的耐受振动能力的重要参数。对试验持续时间 的选择相对于上述两个参数的选择要困难得多。因为目前一般很难给出多长的 试验时间相当于实际使用的多少时间。 扫频试验 试验类别 定频试验 直接以分钟和小时给出试验时间 可按设备所需的最长持续工作时间 结合实践经验来确定 通常以扫频循环数给出试验时间
3.1.4.2振动幅值
3.1.4.2振动幅值 交越频率以下规定为定位移，交越频率以上规定为定加速度。下表给 出了不同交越频率时的位移和加速度幅值的推荐值。每一位移幅值有一相 应的加速度幅值，因此在交越频率上振动量值是相同的。
较低交越频率（8Hz—9Hz）时的振动幅值的推荐值
低于交越频率时的位移幅值

汽车零件振动试验方法
汽车零件振动试验方法通常有以下几种：
1. 正弦振动试验：在特定频率下对汽车零件进行正弦振动，以模拟实际使用环境中的振动情况。

通常使用振动台或振动器来产生振动，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

2. 随机振动试验：通过在特定频率范围内产生随机振动信号，以模拟实际使用环境中的随机振动情况。

通常使用振动台或振动器来产生振动信号，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

3. 冲击振动试验：通过施加冲击或冲击负载来模拟实际使用环境中的冲击振动情况。

通常使用冲击台或冲击器来产生冲击负载，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

4. 路面模拟试验：将汽车零件安装在路面模拟装置上，通过模拟不同路况下的振动，以评估零件的耐久性和可靠性。

通常使用液压或气压系统来模拟路面振动，并使用加速度计或位移传感器来测量振动参数。

这些试验方法可以根据具体的需求和试验目的进行选择和组合使用，以评估汽车零件在振动环境下的性能和可靠性。

1
wo fo
3
……………………………………公式（15）
wo—为下限频率（fo）处的 PSD 值（g /Hz） 设： fo=10Hz wo=0.14g /Hz
f2 f1
A1 + A2 + A3 （g）…………………………公式（13-1）
fa=10Hz fb=20Hz f1=1000Hz f2=2000Hz
设：w=wb=w1=0.2g2/Hz
wa→wb 谱斜率为 3dB，w1→w2 谱斜率为-6dB
m +1 1+1 wb f b f a 0.2 × 20 10 1 − 利用升谱公式计算得：A1= 1 = − = 1 .5 m +1 fb 1+1 20
wb = 3dB wa
所以 wa=0.1g2/Hz
又由于 f1 的 w1 降至 f2 的 w2 处,斜率是-6dB/oct，而 w1=0.2g2/Hz 10 lg
w2 = −6dB w1
所以 w2=0.05g2/Hz A2 A3)和两个三角形（A4 A5） ，再分别求出各几何形的面积，
将功率谱密度曲线划分成三个长方形(A1 则 A1=wa×（fb-fa）=0.1×(20-10)=1 A2=w×（f1-fb）=0.2×(1000-20)=196
式中： S1—扫描时间（s 或 min） fH-fL—扫描宽带，其中 fH 为上限频率，fL 为下限频率（Hz） V1—扫描速率（Hz/min 或 Hz/s） 4.2 对数扫频： 4.2.1 倍频程的计算公式
fH fL ……………………………………公式（9） n= Lg 2 Lg
式中：n—倍频程（oct） fH—上限频率（Hz） fL—下限频率（Hz） 4.2.2 扫描速率计算公式

运输包装件正弦定频振动试验详解■ 文/陈振强，张卫红，郑安，李志恒，陈志强试验方法存在差异以外，试验程序中的其他要求基本一致，各标准的试验程序。

1 各标准的相同之处除了试验方法以外，试验程序的规定基本大同小异，没有本质性的差异。

下面对相同之处进行统一说明，不按照标准分开阐述，各标准相同之处的具体内容如下。

1.1 试验样品的装备一般用正常运输包装件作为试验样品，考虑到包装件内装物的特性和价值，可以采用模拟内装物，模拟内装物尺寸及物理性质，均应接近内装物尺寸及物理性质，并按发运前的正常程序对包装件进行封装。

试验时，内装物使用真是产品是首选条件。

但是，如果无法获得真是产品，而使用模拟内装物，就要对模拟物进行评估，并确保使用的模拟物不会对试验结果产生影响。

当使用有缺陷的实际内装物时，应详细记录内装试验前的缺陷，试验后，若试验前的缺陷没有发生明显变化，则认为这些缺陷没有影响试验结果；如果试验前的缺陷发生了明显变化，则建议使用无缺陷的内装物运输包装件振动试验分为正弦定频振动试验、正弦变频振动试验（俗称：扫频试验）和随机振动试验，不涉及复合振动试验。

复合振动试验适用于电子元器件、军工装备、航空航天等特殊应用领域，因而复合振动试验不在运输包装件试验方法的谈论范围之内。

正弦定频振动试验用于评定运输包装件和单元货物在正弦定频振动情况下的强度和包装对内装物的保护能力，既可以作为单项试验，也可以作为一系列试验的组成部分。

这项试验的特点是运输包装不固定在振动台台面上，为了安全起见，包装件四周可以安装高低护栏，护栏与包装件之间留有一定的间隙，不能限制或影响包装件垂直方向的运动。

由于不同标准对正弦定频振动试验的规定存在不同的规定，为方便选择标准和理解标准之间的差异，下面将根据不同标准的规定对正弦定频振动试验展开详细阐述。

一般标准对试验设备、试验程序和试验报告分别进行了规定，涉及内容较多，本文仅对试验程序进行详细说明，具体内容如下：除了各标准的10.19446/ki.1005-9423.2021.02.007作者简介：陈振强，1980.03，男，河北宁晋，硕士研究生，高级工程师，运输包装检测，中包包装研究院有限公司。

正弦振动试验和随机振动试验的区分Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998正弦振动试验和随机振动试验的区分什么产品要做正弦振动什么产品要做随机振动在筛选实验中,在同种振动量级和同样时间条件下,是不是随机振动对所有的产品的筛选度都比正弦振动要大。

简单的说, 正弦振动的振动在于找出产品设计或包装设计的脆弱点, 看在哪一个具体的频率点响应最大. 就是所谓的共振点.(Resonant Frequency, Natural Frequency).找到共振点后在该共振点作驻留测试.(10 or more), 确定产品能否承受共振带来的影响. 在做package design的时候,要尽量避开该频率点.随机振动要根据不同的运输方式来确定psd level;可参考astm, mil-std810,ista或IEC68;随机振动与正弦振动的区别，正弦振动在任意一瞬间只包含一种频率的振动，而随机振动在任意一瞬间包含频谱范围内的各种频率的振动，这些频率能量的大小按照规定的谱图分布。

如下图所示：对于正弦振动峰值＝倍的有效值;对于随机振动峰值＝3倍的有效值.余下几个问题，我自己都不是很清楚！望大虾们出手!正弦振动是一种确定性的振动，其任一时刻的状态是可以计算得到的，而且是一个确定的数值。

随机振动的是一种非确定性的振动，预选是不可能确定物体上某一时刻的运动瞬时值，只服从统计规律。

由于随机振动包涵频谱内所有的频率，所以样品上的共振点会同时激发并可能相互影响，所以试验比同量级的正弦试验严酷理论上，随机振动加速度的峰值可能是其总均方根值的任意倍，但在实现中不可能，一般标准要求其峰值不得少于总均方根值的3倍;一般情况是随机振动可发现更可的问题,因为随机振动同一时间里面包括了很长的频率范围,而正弦振动一个时间里面只有一个频率,但有时也有例外,当产品的机构的脆弱点刚刚好频率与正弦振动频率相近,正弦(定频或长扫频速度很慢的振动)有时也可发现问题,但实际上这种问题, 在实际应用的过程中一般不会发现,随机振动也可以为找共振点吧，记得以前做振动试验的时候，使用随机方式，坐在那里看着.看哪个频率下振动幅度大，记下这个频率后，使用定频方式来做振动！其实大部分现实世界中的振动多是随机振动，除了像回转机械之类所产生的振动以外。

扫频试验分线性扫频试验和指数扫频试验 线性扫频速度由扫频速率（Hz/s）或单次扫频时间决定。 指数扫频速度的扫频速率一般为每分钟一个倍频乘，单次扫频时间为
3、窄带随机扫描试验 在规定的频率范围内，用某一中心频率上某一带宽的窄带随机信号作由低频到高频，再由高频到低频的扫描，并达到规定要求的时间。4、宽带随机振动试验 在规定的频率范围内，按规定的谱形状和总均方根值（GRMS）作宽带随机振动，并达到规定要求的时间。
③频率范围 振动试验设备允许的工作频率范围，振动试验设备的频率范围主要决定于活动系统的一阶谐振频率范围，尤其对于电动振动台，其额定上限频率约为一阶谐振频率的1.2倍左右。如下图所示：
④最大位移 机械振动台的最大位移决定于激振器的偏心力矩，受系统结构限制最大位移一般为5mm，峰峰值为10mm。 电动振动台的最大位移决定于动圈的活动空间及承载簧的线性行程，目前的电动台最大位移一般为25.4mm，峰峰值为51mm。⑤最大速度 机械振动台不受最大速度的限制，只受最大位移及最大加速度的限制。
以上振动试验的量值GB2423,及GJB150、GJB360、根据不同的使用环境规定了相应的试验量值。 GB2423是对电工电子产品的基本环境试验所作的规定。 GJB150是对军用设备环境试验方法所作的规定。 GJB360是对军用电子及电气元器件试验方法所作的规定。 GJB548是对军用微电子器件试验方法所作的规定。
推力
M活
空载加速度
200kg负载下加速度
30000N
45kg
65g
12.19g
30000N,空载加速度100g的振动台在200kg负载下两者加速度只差0.8g
推力
M活
空载加速度
200kg负载下加速度

正弦振动试验和随机振动试验的区分什么产品要做正弦振动?什么产品要做随机振动?在筛选实验中,在同种振动量级和同样时间条件下,是不是随机振动对所有的产品的筛选度都比正弦振动要大。

简单的说, 正弦振动的振动在于找出产品设计或包装设计的脆弱点, 看在哪一个具体的频率点响应最大. 就是所谓的共振点.(Resonant Frequency, Natural Frequency).找到共振点后在该共振点作驻留测试.(10 min.dwell or more), 确定产品能否承受共振带来的影响. 在做package design的时候,要尽量避开该频率点.随机振动要根据不同的运输方式来确定psd level;可参考astm, mil-std810,ista或IEC68;随机振动与正弦振动的区别，正弦振动在任意一瞬间只包含一种频率的振动，而随机振动在任意一瞬间包含频谱范围内的各种频率的振动，这些频率能量的大小按照规定的谱图分布。

如下图所示：对于正弦振动峰值＝1.4倍的有效值;对于随机振动峰值＝3倍的有效值.余下几个问题，我自己都不是很清楚！望大虾们出手!正弦振动是一种确定性的振动，其任一时刻的状态是可以计算得到的，而且是一个确定的数值。

随机振动的是一种非确定性的振动，预选是不可能确定物体上某一时刻的运动瞬时值，只服从统计规律。

由于随机振动包涵频谱内所有的频率，所以样品上的共振点会同时激发并可能相互影响，所以试验比同量级的正弦试验严酷理论上，随机振动加速度的峰值可能是其总均方根值的任意倍，但在实现中不可能，一般标准要求其峰值不得少于总均方根值的3倍;一般情况是随机振动可发现更可的问题,因为随机振动同一时间里面包括了很长的频率范围,而正弦振动一个时间里面只有一个频率,但有时也有例外,当产品的机构的脆弱点刚刚好频率与正弦振动频率相近,正弦(定频或长扫频速度很慢的振动)有时也可发现问题,但实际上这种问题, 在实际应用的过程中一般不会发现,随机振动也可以为找共振点吧，记得以前做振动试验的时候，使用随机方式，坐在那里看着.看哪个频率下振动幅度大，记下这个频率后，使用定频方式来做振动！其实大部分现实世界中的振动多是随机振动，除了像回转机械之类所产生的振动以外。

随机振动响应结果符合正态分布，功率谱密度（PSD）实
际上是随机变量的能量分布，均方根值 rms (RMS)是随机
变量的标准方差。
PSD：反应不同频率处的振动能量大小，功率谱密度曲线下的面积是随机变量总 响应的方差值； RMS：将功率谱密度曲线下面积开根号即为均方根值。
八、航天器结构仿真分析
5. 随机振动分析
➢ 基本假设
（1）子系统间的耦合是线性的、保守的； （2）能量流是在所研究频带内各相似共振模态之间流动的； （3）对于一个指定的子系统，振子群所受的宽带随机激励在统计上 是无关的； （4）子系统的能量平均分配到频率带宽的所有共振模态上； （5）各子系统之间存在互易性； （6）任何两个子系统间的功率流正比于其间平均模态能量之差。
的自由度
M yy
M
T yb
M M
yb bb
xy xb
C C
yy T yb
C yb xy
Cbb
xb
K K
yy T yb
K yb
K
bb
Kxr
Fy Fb
八、航天器结构仿真分析
5. 随机振动分析
M yy xy Cyy xy K yy xy M yb xb C yb xb K yb xb Feq
随机振动响应的最大响应幅值可以理解为三倍均方根值 3 rms， 因为在99.73％的时间内，响应的瞬态值位于 3 rms 和+3 rms
之间，基本覆盖了随机振动接近100％的时间。
八、航天器结构仿真分析
5. 随机振动分析
用3σ原则去校核强度，如不满足强度要求，必要时可将输入的 加速度功率谱密度曲线在敏感频率处下凹;
八、航天器结构仿真分析
1. 正弦振动分析 2. 随机振动分析 3. 噪声响应分析

频率响应分析
总结词
频率响应分析是研究系统对不同频率输入的响应特性。
详细描述
频率响应分析在正弦振动试验中非常重要，通过分析试件在不同频率下的响应特性，可以了解试件的固有频率、 阻尼比等动力学参数，进而评估试件在不同工作条件下的性能表现和安全性。
阻尼比与能量衰减
总结词
阻尼比是反映系统能量损失程度的参数，能量衰减是指系统能量随时间减少的特性。
《正弦振动试验》 ppt课件
目录
• 正弦振动试验概述 • 正弦振动试验设备 • 正弦振动试验步骤 • 正弦振动试验结果解读 • 正弦振动试验应用与案例
01
正弦振动试验概述
定义与目的
定义
正弦振动试验是一种模拟产品在 运输、安装和使用过程中可能受 到的振动环境的试验方法。
目的
通过模拟实际环境中的振动条件 ，对产品进行检测和评估，以验 证其结构的可靠性和性能的稳定 性。
选择试验设备
根据试验要求选择合适 的振动台、传感器、数
据采集系统等。
制定试验计划
确定试验步骤、试验参 数和数据采集方案。
准备试件
根据试验要求准备试件 ，确保试件的质量和刚
度符合要求。
安装试件
安装传感器
将传感器安装在试件上，确保传感器的稳定性和正确性。
连接数据采集系统
将传感器与数据采集系统连接，确保通过施加正弦波形振动，模拟不同频 率和振幅的振动环境，对产品进行疲 劳测试和强度测试。
波形
正弦波形是最常见的振动波形，具有 频率单一、振幅可调等优点。
试验标准与规范
标准
不同的行业和地区都有自己的振动试验标准，如美国军标MIL-STD-810G、中国 国标GB/T 2423等。

振动试验分析作者：徐杨坤来源：《科教导刊·电子版》2020年第07期摘要本文介绍了正弦振动和随机试验的试验方法，试验目的、夹具要求、专业术语和试验具体实施方法等。

关键词正弦振动随机振动振动夹具中图分类号：TB936 文献标识码：A0概述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产品进行振动试验。

目前单向振动试验主要分随机振动和正弦振动两种。

本文主要介绍振动试验的两种试验方法和具体振动过程中的注意事项。

1专业术语传感器的安装对试验来说很重要，这里重点介绍关于传感器安装的专业术语。

固定点：样品与夹具或振动台面的连接点，通常是使用中固定样品的点。

（如果是实际安装结构的一部分作夹具使用，则取安装结构和振动台面接触的部分作固定点，而不取样品和振动台面接触的部分作固定点。

当样品是带包装的产品时，样品与振动台接触表面可视为固定点）检查点：位于夹具、振动台或样品上，尽量靠近固定点，且在任何情况下都要与固定点严格刚性连接。

试验的要求是通过若干检查点来保证的。

控制点：从检查点中选出的点，其信号用于试验控制，以满足本部分的要求。

单点控制：采用来自基准点上传感器的信号，使该信号保持在规定的振动量级上实现控制的方法。

多点控制：采用来自各检查点上传感器信号进行控制的方法。

（注：信号是采用连续的算术平均或采用比较技术来处理，根据按有关规范来决定）2振动的种类随机振动是一种规律显示出相当的随机性而不能用确定性的函数来表达，只能用概率和统计的方法来描述的振动。

比如路面凹凸不平使行驶的汽车产生随机振动，水浪使船产生的随机振动，地震对结构产生的随机振动等等。

随机振动在实际运用过程中通常用于产品识别应力累积效应和特定功能的退化。

正弦振动分定频振动和扫频振动两种试验。

定频振动是一种振动频率始终不变的正弦振动，一般模拟转速固定的旋转机械引起的振动，或者结构固有频率处的振动。

扫频试验是扫频试验是指在试验过程中维持一个或两个振动参数（位移、速度或加速度）量级不变，而振动频率在一定范围内连续往复变化的试验。

测试仪器抗震动级别划分振动测试的目的是模拟一连串振动现象，测试设备在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定设备设计和功能的要求标准。

振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。

抗震测试机器振动测试主要用于模拟玩具、电子、家具、包装、汽车零部件以及其它涉及到运输的产品和货物在运输过程中的环境，检测其产品结构的耐振性、可靠性和完好性。

振动试验是指评定产品在预期的使用环境中抗振能力而对受振动的实物或模型进行的试验。

根据施加的振动载荷的类型把振动试验分为正弦振动试验和随机振动试验两种。

正弦振动试验包括定额振动试验和扫描正弦振动试验。

扫描振动试验要求振动频率按一定规律变化，如线性变化或指数规律变化。

振动试验设备分为加载设备和控制设备两部分。

加载设备有机械式振动台、电磁式振动台和电液式振动台。

电磁式振动台是目前使用*广泛的一种加载设备。

振动控制试验用来产生振动信号和控制振动量级的大小。

振动控制设备应具备正弦振动控制功能和随机振动控制功能。

运输震动测试机器振动试验主要是环境模拟，试验参数为频率范围、振动幅值和试验持续时间。

振动对产品的影响有：结构损坏，如结构变形、产品裂纹或断裂;产品功能失效或性能超差，如接触不良、继电器误动作等，这种破坏不属于性破坏，因为一旦振动减小或停止，工作就能恢复正常;工艺性破坏，如螺钉或连接件松动、脱焊。

从振动试验技术发展趋势看，将采用多点控制技术、多台联合激动技术。

随机振动测试标准：GB/T 2423.56-2006电气电工产品环境试验测试方法及说明：将样品包装件固定在振动台中间位置，振动条件如下：振动频谱：5Hz～20Hz，0.01g2/Hz20Hz～200Hz，-3dB/octGrms：0.7843G振动方向：X、Y、Z轴振动时间：30min/轴向试验后目视检查样品外观和功能测试结果：样品外包装无可见损伤，其它功能正常。

振动试验基本知识专业知识1、振动试验基本知识1.1 振动试验⽅法试验⽅法包括试验⽬的，⼀般说明、试验要求、严酷等级及试验程序等⼏个主要部分。

为了完成试验程序中规定的试验，在振动试验⽅法中⼜规定了“正弦振动试验”和“随机振动试验”两种型式的试验⽅法。

正弦振动试验正弦振动试验控制的参数主要是两个，即频率和幅值。

依照频率变和不变分为定频和扫频两种。

定频试验主要⽤于：a）耐共振频率处理：在产品振动频响检查时发现的明显共振频率点上，施加规定振动参数振幅的振动，以考核产品耐共振振动的能⼒。

b）耐予定频率处理：在已知产品使⽤环境条件振动频率时，可采⽤耐予定频率的振动试验，其⽬的还是为考核产品在予定危险频率下承受振动的能⼒。

扫频试验主要⽤于：●产品振动频响的检查（即最初共振检查）：确定共振点及⼯作的稳定性，找出产品共振频率，以做耐振处理。

●耐扫频处理：当产品在使⽤频率围⽆共振点时，或有数个不明显的谐振点，必须进⾏耐扫频处理，扫频处理⽅式在低频段采⽤定位移幅值，⾼频段采⽤定加速度幅值的对数连续扫描，其交越频率⼀般在55-72Hz，扫频速率⼀般按每分钟⼀个倍频进⾏。

●最后共振检查：以产品振动频响检查相同的⽅法检查产品经耐振处理后，各共振点有⽆改变，以确定产品通过耐振处理后的可靠程度。

随机振动试验随机振动试验按实际环境要求有以下⼏种类型：宽带随机振动试验、窄带随机振动试验、宽带随机加上⼀个或数个正弦信号、宽带随机加上⼀个或数个窄带随机。

前两种是随机试验，后两种是混合型也可以归⼊随机试验。

电动振动台的⼯作原理是基于载流导体在磁场中受到电磁⼒作⽤的安培定律。

1.2 机械环境试验⽅法标准电⼯电⼦产品环境试验国家标准汇编（第⼆版）2001年4⽉汇编中汇集了截⽌⽬前我国正式发布实施的环境试验⽅⾯的国家标准72项，其中有近50项不同程度地采⽤IEC标准，容包括：总则、名词术语、各种试验⽅法、试验导则及环境参数测量⽅法标准。

其中常⽤的机械环境试验⽅法标准：（1）GB/T 2423.5-1995 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Ea和导则：冲击（2）GB/T 2423.6-1995 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Eb和导则：碰撞（3）GB/T 2423.7-1995 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要⽤于设备型产品）（4）GB/T 2423.8-1995 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Ed和导则：⾃由跌落（5）GB/T 2423.10-1995 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Fc和导则：振动（正弦）（6）GB/T 2423.11-1997 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Fd：宽频带随机振动——⼀般要求（7）GB/T 2423.12-1997 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Fda：宽频带随机振动——⾼再现性（8）GB/T 2423.13-1997 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Fdb：宽频带随机振动——中再现性（9）GB/T 2423.14-1997 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Fdc：宽频带随机振动——低再现性（10）GB/T 2423.15-1997 电⼯电⼦产品环境试验第2部分：试验⽅法试验Ga和导则：稳态加速度（11）GB/T 2423.22-1986 电⼯电⼦产品基本环境试验规程温度（低温、⾼温）和振动（正弦）综合试验导则（12）GB/T 2423.24-1995 电⼯电⼦产品环境试验温度（低温、⾼温）/低⽓压/振动（正弦）综合试验导则GJB150.1～150.20-86 军⽤设备环境试验⽅法标准中共包括1个总则和19个试验⽅法，以美国军⽤标准MIL-STD-810C或810D 为依据制订，其中涉及机械环境试验的是：（1）GJB150.15-86 军⽤设备环境试验⽅法加速度试验（2）GJB150.16-86 军⽤设备环境试验⽅法振动试验（3）GJB150.17-86 军⽤设备环境试验⽅法噪声试验（4）GJB150.18-86 军⽤设备环境试验⽅法冲击试验（5）GJB150.20-86 军⽤设备环境试验⽅法飞机炮振试验依据MIL-STD-810F修订的GJB150即将颁布。

正弦随机正弦在寻找产品或包装的最脆弱点，看哪个频率影响最大，也就是共振点；所以常用于设计阶段。

随机则是根据不同的运输方式来确定，正弦在任一瞬间包含一种频率，而随机在任一瞬间包含频谱范围内各种频率的震动（随机数据产生器）正弦有共振搜寻（搜寻共振点）、共振驻留（共振点实验）、正弦扫面（共振点外的震动）结构对于信号的反应是有一定的时间的，低频反应慢，高频反应快，这就是为什么正弦扫描时采用对数扫描的原因。

随机振动参数：1.横坐标：频率2.纵坐标：PSD；功率谱密度3.功率谱密度（单位为g²/Hz或者（m²/Hz）²/Hz）：每频率单位中所含的能量大小，其值越大，相对应的频率段振幅会变大，在实验时，提高低频段的PSD值，实验振幅会明显增大。

4.dB/oct表示斜线方向：+即为向上，-即为向下，-3dB/oct表示每增加一倍频率，PSD值下降一半。

5.6条线段：最中间是设定曲线，上面两条和下面两条是设备的保护及中断线，中间黑线为实际控制曲线。

6.Grms；均方根加速度：它是通过计算频谱曲线下面的面积后再开根号求出7.传感器灵敏度8.Drv Lim9.Lines频率选择：与货运方式有关，一般海运1-100HZ，而且低频PSD值较大，铁路5-150HZ，也是低频PSD 值大……试验时间1.随机振动实验时计算机要进行预处理，才能产生符合实验要求的频谱曲线，一般为2-4分钟，而正弦是不需要的。

2.在GJB150.16中给出1小时随机相当于实际运输距离。

3.正弦振动三轴时间都是一样的，但是随机中，三个方向的条件和试验时间都可能不一，一般垂直方向条件最大，试验时间也最长。