振動環境試驗是指在現場或實驗室通過模擬的方法使產品承受振動環境的試驗，目的是檢驗產品在振動環境中工作的可靠性，估算產品壽命，發現設計工作中的薄弱環節並找出改進方向等。由於現場環境很難不失真地再現，而且振動環境的一次測試結果只是一個特例（子樣），不能代表產品可能經歷的所有環境（總體），所以，試驗規範必須在對現場環境進行大量測試、分析和歸納的基礎上以及在對產品進行失效調查以後，用數理統計方法按一定等效準則來制訂。
基本介紹
- 中文名：振動環境試驗
- 外文名：Environmental vibration test
- 釋義：模擬的方法使產品振動的試驗
- 目的：檢驗產品靠性，估算產品壽命
- 意義：檢測物品是否合格
試驗規範,環境模擬試驗,振動實驗機,
試驗規範
指實驗室模擬現場振動環境必須遵循的規定。試驗規範要規定試驗強度和持續時間等指標，產品如果能在這些指標要求的條件下經受住檢驗，則認為是合格的。試驗規範要保證經過實驗室考核的產品在現場使用時不出問題，保證不出現由於試驗過分嚴格而造成產品不應有的破壞，還要保證試驗簡單易行並具有較短的試驗周期。
由於現場環境很難不失真地再現，而且振動環境的一次測試結果只是一個特例（子樣），不能代表產品可能經歷的所有環境（總體），所以，試驗規範必須在對現場環境進行大量測試、分析和歸納的基礎上以及在對產品進行失效調查以後，用數理統計方法按一定等效準則來制訂。等效準則有累積損傷等效準則、回響峰值等效準則等。研究表明，對大多數機電產品，隨機振動和正弦振動之間沒有通用的等效關係。在隨機環境中工作的產品應儘可能地用隨機振動試驗考核。為了縮短試驗周期，可採用加大試驗強度的強化試驗。
由於現場環境很難不失真地再現，而且振動環境的一次測試結果只是一個特例（子樣），不能代表產品可能經歷的所有環境（總體），所以，試驗規範必須在對現場環境進行大量測試、分析和歸納的基礎上以及在對產品進行失效調查以後，用數理統計方法按一定等效準則來制訂。等效準則有累積損傷等效準則、回響峰值等效準則等。研究表明，對大多數機電產品，隨機振動和正弦振動之間沒有通用的等效關係。在隨機環境中工作的產品應儘可能地用隨機振動試驗考核。為了縮短試驗周期，可採用加大試驗強度的強化試驗。
環境模擬試驗
試驗分標準的和非標準的兩類。標準試驗有：
① 耐預定頻率試驗 用幾個固定的頻率進行的正弦振動試驗。適用於長期在這些頻率振動環境中工作的產品。試驗參量為振級、頻率、振動方向和持續時間。
② 耐共振試驗 先通過試驗找出產品的共振頻率(見線性振動), 再用共振頻率進行正弦振動試驗。用於檢驗會因共振而破壞的產品。試驗參量為振級、頻率、振動方向和持續時間。
③ 正弦掃描試驗 用正弦掃描方法進行的試驗。它與固定頻率試驗的不同之處在於，振動頻率在規定的頻率範圍內隨時間變化，振級按規範規定隨頻率變化。頻率可由低頻限變到高頻限,也可由高頻限變到低頻限,兩者都叫掃描。這種試驗設備簡單，並且在一定程度上可近似代替隨機振動試驗，所以得到推廣。掃描方式通常採取低頻段定位移和高頻定加速度的對數掃描。試驗參量為振級、掃描率、掃描次數或時間、上下限頻率和振動方向等。
④ 寬頻隨機振動試驗 用有限頻寬白噪聲或偽隨機噪聲作為激勵源進行控制的寬頻試驗，能真實地模擬現場隨機環境，用於要求具有高可靠性的產品。但控制設備比較複雜。試驗參量為功率譜密度(形狀和大小)和持續時間。
⑤ 衝擊試驗 標準衝擊試驗採用理想化的衝擊波(見衝擊)作為激勵源。主要有半正弦波、鐘形波和後峰鋸齒波。試驗參量為衝擊峰值、衝擊持續時間和衝擊次數。
⑥ 聲振試驗 用來模擬強聲場引起的振動，分為部件級試驗和系統級試驗。前者是在混響室內用強噪聲源（如電動氣動揚聲器）產生高聲壓級的混響場進行激勵的試驗,試驗參量為聲壓級（分貝）、聲壓頻譜（1/3倍頻程譜）和持續時間；後者採用行波場、半混響場和混響場進行試驗，試驗參量為聲壓級、聲壓頻譜、空間相關係數和持續時間。
⑦ 運輸試驗 用以考核在運輸環境中工作或需經長途運輸的產品。除在運輸工具上實地考核外，在實驗室試驗的方法有正弦掃描試驗和用能模擬運輸工具振動情況的試驗台試驗等。
非標準的特殊試驗有：瞬態波形振動試驗、窄帶隨機振動試驗、隨機波再現試驗、正弦波和隨機波混合試驗等。它們都要求有複雜的控制設備。
① 耐預定頻率試驗 用幾個固定的頻率進行的正弦振動試驗。適用於長期在這些頻率振動環境中工作的產品。試驗參量為振級、頻率、振動方向和持續時間。
② 耐共振試驗 先通過試驗找出產品的共振頻率(見線性振動), 再用共振頻率進行正弦振動試驗。用於檢驗會因共振而破壞的產品。試驗參量為振級、頻率、振動方向和持續時間。
③ 正弦掃描試驗 用正弦掃描方法進行的試驗。它與固定頻率試驗的不同之處在於，振動頻率在規定的頻率範圍內隨時間變化，振級按規範規定隨頻率變化。頻率可由低頻限變到高頻限,也可由高頻限變到低頻限,兩者都叫掃描。這種試驗設備簡單，並且在一定程度上可近似代替隨機振動試驗，所以得到推廣。掃描方式通常採取低頻段定位移和高頻定加速度的對數掃描。試驗參量為振級、掃描率、掃描次數或時間、上下限頻率和振動方向等。
④ 寬頻隨機振動試驗 用有限頻寬白噪聲或偽隨機噪聲作為激勵源進行控制的寬頻試驗，能真實地模擬現場隨機環境，用於要求具有高可靠性的產品。但控制設備比較複雜。試驗參量為功率譜密度(形狀和大小)和持續時間。
⑤ 衝擊試驗 標準衝擊試驗採用理想化的衝擊波(見衝擊)作為激勵源。主要有半正弦波、鐘形波和後峰鋸齒波。試驗參量為衝擊峰值、衝擊持續時間和衝擊次數。
⑥ 聲振試驗 用來模擬強聲場引起的振動，分為部件級試驗和系統級試驗。前者是在混響室內用強噪聲源（如電動氣動揚聲器）產生高聲壓級的混響場進行激勵的試驗,試驗參量為聲壓級（分貝）、聲壓頻譜（1/3倍頻程譜）和持續時間；後者採用行波場、半混響場和混響場進行試驗，試驗參量為聲壓級、聲壓頻譜、空間相關係數和持續時間。
⑦ 運輸試驗 用以考核在運輸環境中工作或需經長途運輸的產品。除在運輸工具上實地考核外，在實驗室試驗的方法有正弦掃描試驗和用能模擬運輸工具振動情況的試驗台試驗等。
非標準的特殊試驗有：瞬態波形振動試驗、窄帶隨機振動試驗、隨機波再現試驗、正弦波和隨機波混合試驗等。它們都要求有複雜的控制設備。
振動實驗機
振動試驗機包括振動台（機械式、電磁式和電液式等）、衝擊機（跌落式、擺錘式等）、聲發生器（電動式、電動氣動式）等。
機械式振動台只能用於低頻正弦試驗，其加速度波形不理想，但價格便宜，承載能力大，能產生與載荷無關的固定振幅；電磁式振動台的頻率範圍寬，可產生正弦的、隨機的或脈衝的多種波形，套用最廣，缺點是低頻性能差；電液式振動台推力大，體積小，行程長，低頻性能好，高頻目前也能達到上千赫。
跌落式衝擊機由台面、導柱和剛性塊等組成，試件固定在檯面上，用鋼索使台面沿導柱上升到預定高度後自由釋放，台面下落並撞在剛性塊上。釋放高度決定了脈衝的加速度，而脈衝波形狀可通過在剛性塊上放置橡皮墊或三角形鉛塊等彈塑性材料進行調整。擺錘式衝擊機原理與跌落式類似，但台面本身不動，由錘體作擺動並撞擊在台面的彈性墊塊上。衝擊波形由錘重、擺角和墊塊剛度來控制。
聲發生器用電動或電動氣動揚聲器作強聲源，通過一個特殊的揚聲筒把其他形式的能轉化為聲能，聲能進入混響室或其他聲試驗裝置中，產生高強聲場。
機械式振動台只能用於低頻正弦試驗，其加速度波形不理想，但價格便宜，承載能力大，能產生與載荷無關的固定振幅；電磁式振動台的頻率範圍寬，可產生正弦的、隨機的或脈衝的多種波形，套用最廣，缺點是低頻性能差；電液式振動台推力大，體積小，行程長，低頻性能好，高頻目前也能達到上千赫。
跌落式衝擊機由台面、導柱和剛性塊等組成，試件固定在檯面上，用鋼索使台面沿導柱上升到預定高度後自由釋放，台面下落並撞在剛性塊上。釋放高度決定了脈衝的加速度，而脈衝波形狀可通過在剛性塊上放置橡皮墊或三角形鉛塊等彈塑性材料進行調整。擺錘式衝擊機原理與跌落式類似，但台面本身不動，由錘體作擺動並撞擊在台面的彈性墊塊上。衝擊波形由錘重、擺角和墊塊剛度來控制。
聲發生器用電動或電動氣動揚聲器作強聲源，通過一個特殊的揚聲筒把其他形式的能轉化為聲能，聲能進入混響室或其他聲試驗裝置中，產生高強聲場。
