前文介绍了电子设备振动环境试验概念,以及几种主要试验类型及其相关参数计算。
本文将对振动试验过程中试验条件的修正,包括下凹、限幅及控制等相关问题开展讨论。
欠试验与过试验
在讨论本文的主题之前,我们先谈谈振动试验过程中欠试验和过试验的相关问题。
现实中,设备经历的振动都是XYZ三向同时出现的,而由于技术手段等原因,目前大多数试验及其标准均是通过三次单向振动试验实现的,这显然是一种欠试验。此外,在正弦振动试验中,把复杂频率简化成一系列的单频试验,潜在存在欠试验的可能。不过,对于这类欠试验,通过标准制定以及具体问题的评估分析,欠试验的可能及其影响通常在可控范围内。更多的欠试验则出现在人们对于问题的认识和经验不足,由此带来试验不充分,最终引起事故。
本文更多关注引起过试验的几种因素,这也是后续下凹、限幅等操作得以开展的依据。
对于实测曲线,或统计量进行包络处理,是一种常用制定振动试验条件的方法;显而易见,这也是最广泛引起过试验的因素,可以说没有之一。
还有一种引起振动过试验的因素,非常有动力学特色,也是极难评估的。由于设备的真实边界,通常都是有限刚度的;而在振动试验中,其边界大多采用刚度近似无穷的固定边界;当激励频率与被测设备达到共振时,往往会带来极大的过试验。现实中,设备达到共振时,会出现动力吸振效应,输入能量会下降;而振动台上,由于边界刚度近似无穷大,设备输入的能量被放大很多,引起过试验。
此外,在振动试验过程中,振动台的控制器不是理想的;往往在被测试件的共振点,与要求的试验曲线出现一定偏差,这也是过试验和欠试验的一个因素(大多数情况是出现过试验)。因此,在振动试验中,会给予一定可接受的偏差(容差),认为试验仍然是有效的;在大多数情况下,对于有一定超差的振动试验,经过试验人员的评估,仍然认为试验是有效的。容差的制定一般依据相关标准,在制作试验大纲时予以规定。有关容差限和停止限,前文以做过简单介绍;这里不对此展开讨论。
电子设备振动环境试验(3) ——振动台试验系统
试验中断再启动策略也可能引起欠试验或过试验,该项因素主要通过试验标准和大纲来控制,也不做过多展开。
下凹及限幅
振动试验是一种破坏性试验,过试验有可能会对给设备带来额外的损坏;为了最小化过试验带来的影响,试验过程中通常采取下凹或限幅的措施。
下凹或限幅的具体形式并不是随意的,需要根据以往的历史实测数据,以及耦合分析综合评估其有效性和可行性。
对于需要对过试验采取措施的振动试验,通常会在满量级试验前,进行一个小量级试验,用以确定下凹或限幅的条件确定。
需要提醒的是,同样由于振动台控制能力问题,最终下凹和限幅的效果并不会完全达到设计的输入条件那么理想;特别对于某些关键频点的幅值,在试验前需要有一定的预判。
最后
本文介绍了振动试验过程中试验条件的修正,包括下凹、限幅及控制等相关问题。下文将对振动试验过程中一些操作注意事项及数据异常问题开展相关探讨。