可靠性测试-振动与冲击

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1、一、振动1、基本理论☆振动的概念振动是（机械）系统中运动量（位移、速度或加速度）的振荡现象，也就是说系统在平衡位置附近的往复运动。2、振动的分类1)按振动输出特性，可分为:①简谐振动（可用正弦函数或余弦函数表述其运动规律的振动）②非简谐振动（不可用正弦函数或余弦函数来表述其运动规律的振动）③随机振动（不能用简单的函数或简单的函数组合来表述其运动规律，只能用统计方法来研究其运动规律的非周期性的振动）简谐振动、非简谐振动的激励和响应都是时间的确定函数。但自然界和工程中大量的振动现象都是非确定的。例如：在不平路面上行驶的车辆振动、地震引起的结构振动等。它们的共同特征是

2、激励和响应事先不能用确定的时间函数来描述，这种响应为时间随机函数的振动称为随机振动。2)按振动的物理机制分：①自由振动②受迫振动③参数振动④自激振动3)按振动结构参数特性分：①线性振动②非线性振动3、名词与术语振荡：相对给定的参考系，一个随时间变化的量值与其平均值相比，时大时小交替变化的现象基本周期：使一个周期量的值重复出现的自变量的最小增量。在振动情况下，自变量通常为时间。基本周期通常称为周期振动：（机械）系统中运动量的振荡现象固有频率：由系统本身的质量和刚度所决定的频率响应：系统受外力或其它作用时的输出周期振动：每经过相同时间间隔，其运动量值重复出现的振动非

3、周期振动：不是周期性的振动扫描：可变量（通常是频率）连续经过某一区间的过程激励：作用于系统，激起系统出现某种响应的外力或其它输入自由振动：去掉激励或约束之后所出现的振动受迫振动：外部周期性激励所激起的稳态振动参数振动：外来的作用按一定规律引起系统参数（如摆长、弦、皮带张力、轴的截面惯性矩或刚度等）的变化而产生的振动自激振动：在非线性机械系统内，由非振荡性能量转变为振荡激励所产生的振动阻尼：运动过程中系统能量的耗散作用幅值：正弦量的最大值。在振动中也称为振幅峰值：在给定区域内某一量的最大值。振动量的峰值一般取为该量与其平均值之间的最大偏差4、测试1)概述对于正弦振

4、动试验，按频率的变化方式可分为定频振动、线性扫描、分段线性扫描、对数扫描。2)名词解释定频扫描：即定在危险频率点上的振动，一般方式为在某个频率范围内选定若干个危险的频率点，每个点上停留若干时间来振动。这种方法目前已较少采用。线性扫描：线性扫描是在整个试验频率范围内的每个频率上的振动时间相同，常用于振动频率范围较窄的场合，一般用于机械设备振动的场合。用这种方式进行扫频的缺点是：在高频段的每个频率上的振动次数太多，而在低频段的每个频率上的振动次数又太少。分段线性扫描：分段线性扫描是将整个试验频率范围分成若干频率，然后在每个频段内线性扫频。此法主要用在既要克服线性扫频

5、的缺点，而又由于条件的限制不能进行对数扫频的场合。对数扫频：是指在对数频率刻度上激励频率的变化是均匀的扫频。其单位是oct/min5.不良的对策1)控制振源①旋转机械的平衡.失衡所引起的离心惯性力是旋转机构产生振动的主要原因，一般的处理是通过平衡来减少甚至消除这种振动。对于有一定要求的电机、风扇等均应进行静、动平衡，以避免由于这些机械所产生的不平衡振动对电子设备的影响。②误差与间隙的控制.机械装配中的误差或设计制造与使用所产生的过大间隙，会使机械在运动中产生碰撞，从而造成频带很宽的振动振源，常见的有轴承、继电器以及齿轮的振动。这类振动可通过控制间隙或误差来降低和

6、消除。2)振动的隔离①振源的隔离.对于本身是振源的机械，为了减小它对其它部位的影响，可将它安装在隔振器上使其与其它部位隔开。②精密设备的隔离.对于必须在不受强烈振动下使用的电子设备，可将它们安装在振动隔离器上使其免受环境的影响。3)控制响应①改变固有频率.当设备的固有频率与振源的振动频率接近时，则会产生共振，出现很大的振动响应。这种情况通常可通过改变设备的固有频率，避免谐振以减少振动。②增加能耗.当激振力的频率不保持恒定，或具有一定带宽时，避开共振的做法就不能凑效。这时可采用阻尼技术来增加系统的能耗以达到减振的目的。如在设备中附加阻尼、采用高内阻材料制造零件、选

7、用阻尼好的结构形式、增加运动件的相对摩擦等。③附加动力减振器.在被减振的主振系统上附加适量的质量、弹簧和阻尼构成动力减振器。当主系统振动时，附加减振器也随之振动，通过设计使它作用在主系统上的力与激振力的方向相反，大小相近，以抵消作用在主系统上激振力的作用，达到抑制主系统振动的目的。④伺服控制.根据自适应控制理论，采用一些特殊的系统构造，主要为把振动响应自动反馈到控制系统中去，通过自动环节改变减振、隔离装置的参数，从而达到减振、隔振目的。二、冲击1、基本理论☆冲击的概念冲击是系统受到瞬态激励，其力、位移或速度、加速度发生突然变化的现象。例如仪器的跌落、机车的起动与

8、刹车、运载工具的起动与制