振動試驗是指評定產(chǎn)品在預(yù)期的使用環(huán)境中抗振能力而對受振動的實物或模型進行的試驗。根據(jù)施加的振動載荷的類型可把振動試驗分為正弦振動試驗、隨機振動試驗和混合型振動試驗。

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振動試驗是從航空航天部門發(fā)展起來的，現(xiàn)在已被推廣到動力機械、交通運輸、建筑等各個工業(yè)部門及環(huán)境保護、勞動保護方面，其應(yīng)用日益廣泛，包括響應(yīng)測量、動態(tài)特性參量測定、載荷識別以及振動環(huán)境試驗等內(nèi)容。以更具體一些的產(chǎn)品來說，包含諸如螺栓緊固件的防松試驗、隧道中預(yù)埋槽道的防松試驗、電子設(shè)備內(nèi)部部件振動試驗、聲測管振動試驗等。

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振動對產(chǎn)品的影響

振動對于很多產(chǎn)品和場景都難以避免，但這并不代表振動不會造成任何的影響，振動的產(chǎn)生會導(dǎo)致一系列的問題出現(xiàn)，諸如使得產(chǎn)品導(dǎo)線磨損、緊固件/元器件松動、電氣接觸不連續(xù)、光學(xué)上或機械上的失調(diào)、結(jié)構(gòu)裂紋或斷裂、過大的電氣噪聲以及軸承腐蝕等。

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振動測試影響因素

在試驗過程中，振動測試會受到諸多因素的影響，如果處理不夠得當(dāng)，將會影響到試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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試驗設(shè)備

試驗裝備條件直接影響著試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，要想保障振動試驗結(jié)果理想，需選擇適合該試件及相關(guān)檢測參數(shù)的試驗設(shè)備。在選擇振動試驗設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)試驗量級、試驗頻率范圍、試件特征和夾具質(zhì)量來計算振動試驗所需的推力、最大加速度、最大速度及最大位移等指標(biāo)選擇合適的試驗設(shè)備。并且，所選用檢測設(shè)備與工具應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行計量檢定或校準(zhǔn)，并要求均在計量合格有效期內(nèi)。

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試驗人員

試驗操作人員在處理樣品、裝置試樣、試驗產(chǎn)品及傳感器過程中，由于處理不當(dāng)、安裝不牢固、安裝位置不合適或在振動臺啟動過程中未檢查各接線端是否有效連接，從而在正式試驗時易導(dǎo)致試驗結(jié)果不準(zhǔn)確或試驗無法正常進行，造成振動試驗失敗。

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此外，試驗人員的專業(yè)技能、知識儲備、對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解程度以及個人的責(zé)任心等都會影響其對試驗過程的把控，從而可能對試驗帶來直接或間接的影響，因此，注重對試驗人員專業(yè)技能的培訓(xùn)及管理顯得非常必要。

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試驗用夾具

試驗件在進行振動試驗時，采用合適的方法將試件固定在試驗臺上是不可或缺的步驟，這通常需要借助專用的夾具工裝，以保證能夠按照給定的試驗條件進行振動試驗。尤其是當(dāng)試件體積較大、形狀復(fù)雜時，對于試驗用夾具的要求也會更加苛刻。作為試件與振動臺面連接的過渡體，夾具的功能主要是將振動臺的振動和能量不失真的傳遞給試件，因此振動試驗夾具設(shè)計的好壞對振動試驗的可靠性至關(guān)重要。另外，在平時的環(huán)境振動試驗中，應(yīng)盡可能避免夾具工裝與試驗件產(chǎn)生共振耦合等。

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為了最大程度降低試驗夾具對于試驗結(jié)果的影響，在選擇夾具時應(yīng)注意試驗對于夾具的條件要求：夾具應(yīng)盡可能模擬試驗件的實際安裝狀態(tài)，應(yīng)盡可能質(zhì)輕且剛度大；夾具應(yīng)盡量使用對稱結(jié)構(gòu)，避免橫截面急劇變化而導(dǎo)致受力不均及其他不利于試驗正常進行的情況發(fā)生；夾具的整體構(gòu)造應(yīng)盡量簡單，盡量減少不必要的中間環(huán)節(jié)；為了保證試驗效果，還應(yīng)注意避免夾具與試驗件的共振耦合現(xiàn)象的發(fā)生。

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其他影響因素

除了以上因素外，試驗樣品的安裝固定，以及對測試過程的控制等因素也會對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響，如果試件安裝不穩(wěn)定或不均勻，可能會導(dǎo)致振動傳遞不均勻，從而影響到試驗結(jié)果。在試驗時還應(yīng)提前確認(rèn)各類試驗相關(guān)信息，根據(jù)完整的加載程序?qū)υ囼炦^程進行嚴(yán)格控制，以確保能夠獲得準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)。

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參數(shù)的確定

振動試驗的條件一般包括振動試驗的量級、持續(xù)時間和試驗程序等內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)，即從產(chǎn)品的實際使用狀態(tài)測得的數(shù)據(jù)來具體確定振動試驗的條件。當(dāng)無法采用實測數(shù)據(jù)時，例如在產(chǎn)品研發(fā)過程中，可以采用預(yù)示振動環(huán)境的方法來確定振動條件。但也應(yīng)明白，由于受傳感器數(shù)量、測點的可及性等諸多條件限制，測量可能無法涵蓋所有極端工況。在進行送檢時，通常需要提供軸向、加速度、速度、頻率范圍、振幅、斜譜、加速度均方根值、循環(huán)次數(shù)、扭矩、周期、判定結(jié)論等相關(guān)信息，不同的產(chǎn)品具體要求存在差異，應(yīng)根據(jù)實際情況而定。

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結(jié)語

振動試驗是一項較為復(fù)雜的力學(xué)性能試驗，無論是在產(chǎn)品研制過程中，還是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對于很多產(chǎn)品來說都是必不可少的試驗環(huán)節(jié)，通過振動試驗，能夠確定產(chǎn)品的可靠性。在試驗結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真對試驗所得到的數(shù)據(jù)加以總結(jié)和分析，以獲得所需要的產(chǎn)品性能信息。