隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是什么？振動(dòng)測(cè)試檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及重要指標(biāo)

隨機(jī)振動(dòng)是指一種振動(dòng)波形雜亂、對(duì)未來任何一個(gè)給定時(shí)刻其瞬時(shí)值不能預(yù)先確定，其波形隨時(shí)間的變化顯示不出一定規(guī)律的振動(dòng)，無法用確定性函數(shù)解釋其規(guī)律。隨機(jī)振動(dòng)的單次試驗(yàn)結(jié)果有不確定性、不可預(yù)估性和不重復(fù)性，但相同條件下的多次試驗(yàn)結(jié)果卻有內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。而須用概率統(tǒng)計(jì)方法定量描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨機(jī)振動(dòng)也是由正弦振動(dòng)所組成的，但是這些正弦振動(dòng)的頻率不是離散的，而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布，各個(gè)正弦振動(dòng)的振幅大小與位移大小變化不可預(yù)測(cè)的會(huì)隨時(shí)間變化，而是要用隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)在一定時(shí)刻的平均值、均方值、概率密度函數(shù)、功率譜密度來表達(dá)。

隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件(嚴(yán)酷等級(jí))是由試驗(yàn)頻率范圍(Hz)、功率譜密度(g2/Hz)、功率譜密度的頻譜、總均方根加速度(Grms)、試驗(yàn)時(shí)間四個(gè)參數(shù)組成。

1.試驗(yàn)頻率范圍

范圍頻率范圍是指產(chǎn)品安裝平臺(tái)的振動(dòng)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生有效激勵(lì)的最高頻率和最低頻率之間的頻率。典型的低頻通常是取產(chǎn)品最低共振頻率的一半或其安裝平臺(tái)產(chǎn)生明顯振動(dòng)的最低頻率;典型的高頻是產(chǎn)品最高共振頻率的兩倍或其安裝平臺(tái)產(chǎn)生明顯振動(dòng)的最高頻率，或是可以有效地、機(jī)械地傳遞振動(dòng)的最高頻率。通常認(rèn)為機(jī)械傳遞的振動(dòng)的最高頻率是取2000Hz，盡管實(shí)際上常常會(huì)更低。如果需要2000Hz以上的頻率，通常需要用噪聲來進(jìn)行。

2.功率譜譜密度(g2/Hz)和功率譜密度的頻譜

隨機(jī)振動(dòng)是以定義在相關(guān)頻率范圍內(nèi)的PSD功率譜密度(ASD加速度譜密度)及功率譜譜密度的頻譜的形式來表征。功率譜密度(加速度譜密度)是指單位頻率上的能量，功率譜譜密度的頻譜(加速度譜密度的頻譜)是指振動(dòng)能量在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的分布。

3.總均方根加速度(Grms)

總均方根加速度(Grms)值是功率譜譜密度的頻譜在全頻段范圍內(nèi)面積的積分，即方均根值，它不包含任何頻率信息。因此Grms值通常用來進(jìn)行試驗(yàn)誤差控制與檢測(cè)，以及根據(jù)試驗(yàn)樣品的重量、體積、動(dòng)態(tài)特性來選需多大推力(功率)的振動(dòng)臺(tái)。

4.試驗(yàn)時(shí)間

試驗(yàn)時(shí)間就是進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，通常分為功能(性能)和強(qiáng)度(耐久)二種試驗(yàn)時(shí)間。對(duì)空中運(yùn)載工具及空中運(yùn)載工具上使用的設(shè)備，耐久試驗(yàn)的時(shí)間通常為功能試驗(yàn)時(shí)間的1.6倍。

影響振動(dòng)試驗(yàn)的關(guān)鍵指標(biāo)如下：

試驗(yàn)推力：試驗(yàn)推力對(duì)試驗(yàn)騎著決定性的作用，所需推力超過額定推力則試驗(yàn)不能進(jìn)行，但是推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定推力，容易造成資源浪費(fèi)，

最大位移：隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，從振動(dòng)條件上看不出隨機(jī)振動(dòng)的最大位移，而其值也是不確定的，因此有必要在實(shí)驗(yàn)前估算最大位移，避免因超過行程而損壞振動(dòng)臺(tái)

加速度均方根值：它是表征隨機(jī)振動(dòng)總能量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

頻率范圍：目前電磁振動(dòng)臺(tái)的頻率多數(shù)可以達(dá)到3000HZ~5000HZ，基本可以滿足絕大部分試驗(yàn)要求。

隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)的估算：

目前隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)采用最多的是寬帶隨機(jī)振動(dòng)，根據(jù)試驗(yàn)樣品給出的振動(dòng)要求，計(jì)算試驗(yàn)量值，通過與振動(dòng)臺(tái)的極限值進(jìn)行對(duì)比，估算試驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行。

隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)需要顧及的有：隨機(jī)振動(dòng)推力和隨機(jī)振動(dòng)最大位移，隨機(jī)振動(dòng)一般給出功率譜密度與頻率之間的關(guān)系曲線，如圖所示，根據(jù)該曲線及相關(guān)計(jì)算公式既可計(jì)算出加速度均方根值。

加速度均方根值由曲線下總面積的和經(jīng)過開根號(hào)運(yùn)算得到，用以下公式表示：

式中，A1為升譜線所含面積，A2為平直譜曲線所含面積，A3為降譜曲線所含面積，圖譜曲線所含面積通過譜密度函數(shù)在頻率上進(jìn)行積分算出。

試驗(yàn)推力計(jì)算公式：

式中，F(xiàn)為推力(N)，m0為振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分有效質(zhì)量(KG)；m1為輔助臺(tái)面質(zhì)量(KG)；m2為試樣(包括夾具、安裝螺釘)質(zhì)量(KG)；G為試驗(yàn)加速度。

位移的計(jì)算公式：

準(zhǔn)確的方法應(yīng)該找出位移譜密度曲線，計(jì)算出均方根位移值，再用均方根位移算出最大峰值位移，在工程商往往只要估計(jì)一個(gè)大概的值，這里介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的估算公式，通過估算的值比實(shí)際要大。

 式中，Xp-p為最大峰峰位移(mm)，f0為下限頻率(Hz)；W0為下限頻率(f0)處的功率譜密度值(g^2/Hz)。

注：該公式對(duì)平譜曲線適用，對(duì)有升降譜的曲線，可能造成計(jì)算值與實(shí)際值由較大的偏差。

振動(dòng)試驗(yàn)通常依據(jù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下: 

電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fc和導(dǎo)則：振動(dòng)（正弦）GB/T 2423.10-2008/IEC 60068-2-6:1995

電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fh：寬帶隨機(jī)振動(dòng)（數(shù)字控制）和導(dǎo)則GB/T 2423.56-2006/IEC 60068-2-64:1993

電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分: 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fi: 振動(dòng) 混合模式GB/T 2423.58-2008/IEC 60068-2-80:2005

包裝 運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn) 第2部分：溫濕度調(diào)節(jié)處理GB/T 4857.2－2005/ISO 2233:2000

汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件QC/T 413-2002

軍用計(jì)算機(jī)通用規(guī)范GJB 322A-1998

軍用通信設(shè)備通用規(guī)范 GJB 367A－2001

軍用電子測(cè)試設(shè)備通用規(guī)范 GJB3947A-2009

軌道交通 機(jī)車車輛電子裝置 GB/T 25119-2010/IEC 60571：2006

電子測(cè)量?jī)x器通用規(guī)范 GB/T 6587-2012

微電子器件試驗(yàn)方法和程序 GJB 548B-2005

電子及電氣元件試驗(yàn)方法 GJB 360B-2009

軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第16部分：振動(dòng)試驗(yàn)》GJB 150.16A-2009

電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法GJB 1032-1990

艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn) 振動(dòng)試驗(yàn) GJB 4.7-1983

鐵路地面信號(hào)產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)方法 TB/T 2846－1997

包裝 運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn) 第23部分:隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法GB/T 4857.23-2012

軌道交通 機(jī)車車輛設(shè)備 沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)GB/T21563-2008/IE 61373：1999