振動(dòng)試驗(yàn)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(dòng)的實(shí)物或模型進(jìn)行的試驗(yàn)。根據(jù)施加的振動(dòng)載荷的類型可把振動(dòng)試驗(yàn)分為正弦振動(dòng)試驗(yàn)、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和混合型振動(dòng)試驗(yàn)。

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振動(dòng)試驗(yàn)是從航空航天部門發(fā)展起來的，現(xiàn)在已被推廣到動(dòng)力機(jī)械、交通運(yùn)輸、建筑等各個(gè)工業(yè)部門及環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)保護(hù)方面，其應(yīng)用日益廣泛，包括響應(yīng)測量、動(dòng)態(tài)特性參量測定、載荷識別以及振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)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(yàn)、隧道中預(yù)埋槽道的防松試驗(yàn)、電子設(shè)備內(nèi)部部件振動(dòng)試驗(yàn)、聲測管振動(dòng)試驗(yàn)等。

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振動(dòng)對產(chǎn)品的影響

振動(dòng)對于很多產(chǎn)品和場景都難以避免，但這并不代表振動(dòng)不會造成任何的影響，振動(dòng)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(dòng)、電氣接觸不連續(xù)、光學(xué)上或機(jī)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(dòng)測試影響因素

在試驗(yàn)過程中，振動(dòng)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(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)裝備條件直接影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，要想保障振動(dòng)試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備。在選擇振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)量級、試驗(yàn)頻率范圍、試件特征和夾具質(zhì)量來計(jì)算振動(dòng)試驗(yàn)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(yàn)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(jìn)行計(jì)量檢定或校準(zhǔn)，并要求均在計(jì)量合格有效期內(nèi)。

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試驗(yàn)人員

試驗(yàn)操作人員在處理樣品、裝置試樣、試驗(yàn)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(dòng)臺啟動(dòng)過程中未檢查各接線端是否有效連接，從而在正式試驗(yàn)時(shí)易導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確或試驗(yàn)無法正常進(jìn)行，造成振動(dòng)試驗(yàn)失敗。

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此外，試驗(yàn)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(gè)人的責(zé)任心等都會影響其對試驗(yàn)過程的把控，從而可能對試驗(yàn)帶來直接或間接的影響，因此，注重對試驗(yàn)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(yàn)用夾具

試驗(yàn)件在進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，采用合適的方法將試件固定在試驗(yàn)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(yàn)條件進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。尤其是當(dāng)試件體積較大、形狀復(fù)雜時(shí)，對于試驗(yàn)用夾具的要求也會更加苛刻。作為試件與振動(dòng)臺面連接的過渡體，夾具的功能主要是將振動(dòng)臺的振動(dòng)和能量不失真的傳遞給試件，因此振動(dòng)試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)的好壞對振動(dòng)試驗(yàn)的可靠性至關(guān)重要。另外，在平時(shí)的環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)中，應(yīng)盡可能避免夾具工裝與試驗(yàn)件產(chǎn)生共振耦合等。

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為了最大程度降低試驗(yàn)夾具對于試驗(yàn)結(jié)果的影響，在選擇夾具時(shí)應(yīng)注意試驗(yàn)對于夾具的條件要求：夾具應(yīng)盡可能模擬試驗(yàn)件的實(shí)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(yàn)正常進(jìn)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(yàn)效果，還應(yīng)注意避免夾具與試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(dòng)傳遞不均勻，從而影響到試驗(yàn)結(jié)果。在試驗(yàn)時(shí)還應(yīng)提前確認(rèn)各類試驗(yàn)相關(guān)信息，根據(jù)完整的加載程序?qū)υ囼?yàn)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，以確保能夠獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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參數(shù)的確定

振動(dòng)試驗(yàn)的條件一般包括振動(dòng)試驗(yàn)的量級、持續(xù)時(shí)間和試驗(yàn)程序等內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，即從產(chǎn)品的實(shí)際使用狀態(tài)測得的數(shù)據(jù)來具體確定振動(dòng)試驗(yàn)的條件。當(dāng)無法采用實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，例如在產(chǎn)品研發(fā)過程中，可以采用預(yù)示振動(dòng)環(huán)境的方法來確定振動(dòng)條件。但也應(yīng)明白，由于受傳感器數(shù)量、測點(diǎn)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(jìn)行送檢時(shí)，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(shí)際情況而定。

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結(jié)語

振動(dòng)試驗(yàn)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的力學(xué)性能試驗(yàn)，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(yàn)環(huán)節(jié)，通過振動(dòng)試驗(yàn)，能夠確定產(chǎn)品的可靠性。在試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真對試驗(yàn)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。