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声振试验目的、影响机理、失效模式
声振试验又称噪声试验、音频噪声试验、诱发噪声试验等。它是60年代末随着航空航天技术的飞跃发展而发展起来的一个新型的尚未完全成熟和完善的环境试验项目。
人类能听到的声音的频率范围在20Hz~20000 Hz，声振试验的频率范围通常在63 Hz~8000Hz（或10000 Hz，随规范和标准中的不同要求而不同），频率超过这个范围的压力震荡称为超声波或超声。这些频率是人所听不到的，但是在高的声压级下他们能产生某些生物影响。
声振试验的目的是确定在强声场内工作、运输和储存的产品对强声场的适应性能力。
强声场主要出现在各种航空航天飞行器上，例如喷气噪声、旋转噪声（螺旋桨或旋叶）、附面层压脉动噪声等。另外，车辆及动力装置和其它声源也可能产生强声扬，例如泵和发电机组等大型机械内部或附近。
在声场内，声压的起伏直接作用在产品上。噪声所激起的振动类似于机械传递所产生的振动，不同的是机械传递的振动可以被减震器有效的隔离，但噪声不能被隔离。因此机械传递振动的影响可以忽略，而噪声对产品的影响应予充分考虑。
噪声对产品的破坏主要是对结构和工作性能的破坏。对结构的破坏主要是使产品的结构产生疲劳损伤，最后导致破坏。这种破坏通常是首先使产品出现累积损伤，然后出现裂纹，继而裂纹扩大，最后断裂。对工作性能的破坏主要性能失调、工作失灵，产生故障等。噪声对产品的具体影响有：微电子器件的引线故障、导线磨损、印刷电路板破裂、波道管与速调管失调、失灵或损坏、光电元件产生振动、压电元件产生异常压电效应等。
对振动敏感的产品通常对噪声也是敏感的,然而正弦或随机振动试验不能代替声振试验试验,因为正弦或随机振动试验受振动台频率限制、受试验设备和夹具的振动衰减、受减振器的影响等。很可能会漏了一些高频元器件的高频谐振和响应。
通常在宽带随机噪声环境的总声压级达130dB，即≥130dB时，或每赫带声压级≥100dB噪声场合工作的产品才要求进行声振试验。因为产品的表面或内部所承受到的声压≥130dB时，经过一段时间后会使结构产生疲劳。可见，从某种意义上讲，声振试验可以看作是对振动、冲击试验的补充。因为振动受到高频（一般最高为2000Hz，而声振要到11200Hz）的限制和受夹具、减震器、结构传递的影响。
声振试验条件及其选择
与其它振动试验一样，如果有产品安装平台的实测数据，就应用实测数据，如果没有或货架产品就用规范或标准中的数据。
2.1 试验条件
声振试验的试验条件主要是指总声压级、声压谱（频率范围）、持续时间三个参数。声压级是指声音在任何给定点上的振幅,通常用SPL表示,其物理单位为dB。在一定频率范围内的声压级称总声压级，总声压级是以2×10-5N/m2的基础声压为基准压力来计算的。当描述声音时，仅测量总声压级是不够的。还必须对声音加以分析，以确定声音的能量在频率范围内的分布，即声压谱。
（1）国标和IEC标准中的要求
声振试验的总声压级在130dB~165dB范围内，其中：
130dB——通常用来试验不靠近发动机喷口的运输机内部设备舱内的产品。
140dB——通常用来试验靠近发动机喷口的运输机内部设备舱内的产品，以及高性能军用飞机离喷口很远的内部设备舱内的产品。
150dB——通常用来试验靠近跑道工作的产品或发动机车台内工作的产品，以及军用飞机靠喷口的内部设备舱内的产品。
160dB——通常用来试验靠近飞机噪声源附近的产品，以及靠近炮口附近的产品。
165dB——通常用来试验在火箭的地面发射区中工作的产品，以及火箭助推器和发动机隔舱中工作的产品。
声振试验的时间一般是根据产品的工作场所和试验的目的来确定的。对工作在火箭、导弹上的产品，一般为8~15分钟（最长不超过15分钟）。通常是根据火箭和导弹的飞行时间再乘以一个安全系数来确定具体试验时间。
对于机载产品，在其工作寿命期间，将受到来自各种声源的不同噪声环境的作用。最严重的噪声发生的时间很短（例如起飞、加力飞行、特技飞行等），占产品寿命的一小部分，大部分时间是处在较低幅值的声压作用下。而试验室所采用的试验条件（严酷等级）都是模拟最严重的情况，所以试验时间都取得比较短，通常对机载产品的功能试验一般为30分钟（最长不超过40分钟）。对机载设备的声耐久试验，一般为5~10小时。为了缩短试验时间，对声耐久试验允许用加速方法进行。
（2）军标中的要求
（略）
3 声振试验设备
模拟现场噪声及其影响的设备有多种，且各有其特点，无论何种设备均由声场（试验室）、产生声场（声源）的设备、检测声场的仪器三大部分组成。下面以用得较多的混响室为例来说明对声振试验设备的要求。
3.1 声场（试验室）
（1）混响室
试验室的形状和结构应能形成密封的传声场。为了能产生均匀的混响声场，试验室的壁面应尽量避免互相平行，最好采用图17-2的示的不规则五角形。
为了提高混响室的效果，试验室的容积至少应为样品体积的10倍。壁面材料应具有最小的吸音系数，以节省声源的功率。试验室还应设计成能保护工作人员免受噪声的影响。
（2）行波试验管
它是一个管状的试验装置，在管的一端加声载（理想的声载是平面波）。声波在管内以平面的形式向前传播。声波像水波在水面上传播那样扫过试验样品表面，另一端是出口。平面波的传播有时也会受试验样品的影响引起声场的变化。由于声源局限在管内，因此可以得到高的声压级。行波管试验技术用来局部强声源。它还适用于直接受到火箭或喷气发动机局部声源作用的各种类型飞行器的外部设备。
（3）自由声场或半自由声场
自由声场或半自由声场是一个没有声能反射或反射不大的声场。通常利用一块空旷的场地作为试验场地。它模拟的是声压级较低的行波声场，并往往需要用隔板来产生所需要的声压分布。由于它简单、场地大，往往用来做试验声压级不高、谱形要求不严的大尺寸的样品。
（4）其它
对声场，除上面所介绍的混响室、行波管和自由声场或半自由声场外，在无设备的情况下，根据样品实际所要求的噪声环境和试验目的，还可用火箭或喷气发动机地面试车时后面产生的噪声场（类似于半自由声场）来进行声振试验。其条件是只要它能达到声振试验条件所需要的均匀度、声谱和总声压级。由于该试验环境难以控制，因此它的使用又以定的局限性。
3.2 产生声场（声源）的设备
产生声场的设备可采用气笛、空气喷管或电动扬声器，而以电动场声器最适用。无论采用何种声源，它对样品所施加的噪声应具有接近正态分布的随机能量。声源所产生的总声压级的均匀应在-2～＋4dB范围内。声源的功率应能保证在所规定的频率范围内同时对样品产生激励。另外，声源的通道相对于混响室壁的总面积要尽量小。
3.3 检测声场的仪器
在声振试验中，必须对声压级、声压不均匀度、声谱形状等进行测量。测量时，采用装有微音器的测量仪表和指示仪表进行。检测仪表至少应具有比所规定的声压级高10dB的检测能力。当检测随机噪声时，测量系统应能给出声压的方均根值。测量声压谱时，声压级量值的测量大多数环境试验标准都规定用倍频程带中心频率和频带宽度来进行。测量使用的的微音器应在随机影响范围内校准。测量系统的精度应符合精密声级计以及精密倍频程带宽滤波器的精度等级。这样得到的指示值就可直接和所规定的量值及其容差进行比较，而不需要进一步修正仪表误差。
4 样品的安装
声振试验的成败与样品的安装很有关系。样品在声场中的安装要求是：整个外表面都应暴露在声场中，样品的主要表面不应和试验箱的任何表面平行（在某些情况下允许非主要表面和试验室壁面平行，其中包括天花板与地板），因为壁面和样品的主要表面相平行时，势必在壁面和样品的主要表面之间产生平行反射波，从而影响声场的混响效应和均匀度。如果样品的长短轴线相差很大，并且是使用单声源时，则样品的长轴线不应和声源的激励方向一致。应尽可能将样品安装在试验室中心，且靠近声源，以使声场对样品直接激励。样品在试验中应该用弹簧或软线（例如橡胶绳）悬挂起来。如果软悬挂与样品之间，或为了固定悬挂，需要一安装结构，则要小心使用，应保证不产生伪声和伪振动输入。整个悬挂系统加上样品后的共振频率应低于25Hz，这样可防止试验时由于悬挂系统共振而造成的附加振动。如果样品有专用的安装点，悬挂系统应和这些专用安装点相连；如果样品没有专用安装点，悬挂系统和样品的连接应以不妨碍样品的自由运动和独立运动为原则。功能试验时所需的电缆、导管等的连接和安排，以及附加的约束和质量，应尽量模拟实际使用时的安装。
5 试验程序
与其它试验一样，声振试验的试验程序由预处理、初始检测、预调、试验、恢复、最后检测几步组成。下列各步有别于其它试验，应掌握好：
（1）预调
预调的目的主要是用来检查声压级和声谱容差。预调是在无样品（包括样品的悬挂结构）的情况下进行的。预调时检测传感器要安装在样品试验时将要占据的空间位置上。通常使用一个微音器来进行预调。如果有特殊要求，也可使用多个微音器来进行。
预调时，试验室应能产生所规定的总声压级值，并且与所要求的声谱形状一致（如图17-2所示）。测量系统应具有比1倍频程更好的分辩率，但可适当降低如图17-2所示的倍频程带宽声压级，以达到所需的总声压级值。
（2）试验
预调结束后，将样品按本章17.4的安装要求安装在试验场中，然后开始重新建立总声压级值。通常至少用三个微音器（最多不超过六个）来检测。微音器的位置根据试验的要求放置。多数环境试验标准采用的方法是将微音器放置在接近样品的每个不同的主要表面，并且离样品约0.5米处，或放置在样品主要表面和试验室壁面距离二分之一处，并且在二者中取小尺寸者。当试验室只有一个噪声注入点时，应有一个微音器放置在样品和噪声注入点最远的室壁之间。
在样品和检测微音器安装好后，就开始重新调整声压级，应使每个检测点上的压级的平均值在所规定的-2dB—＋4dB范围内，并且总声压级也在-2dB—＋4dB内。对大型样品，要达到总声压级的容差要求可能是困难的，此时容差允许放宽，例如为±6dB.
达到所规定的总声压级和容差要求后，将样品按功能试验和耐久试验的要求试验到规定的时间。
（3）最后检测
对样品的外观、结构进行检查，例如检查样品有无松弛、裂纹，导线有无擦伤等。对样品施加电应力检查其功能是否正常，测量电性能是否符合要求。若样品的功能和电性能参数均在规定的范围内，则认为满足功能试验要求。耐久试验结束后，在规定的功能条件下，样品工作正常，电性能参数在极限范围内，而且无机械损伤等，则被认为满足了耐久试验条件。
6 试验分类
在有些标准（例如军标）根据试验目的的不同，将声振试验分为：
（1）设计研究试验
设计研究试验是在设备研制过程中的试验，用来找出样品或飞行试验样品中动态特性和缺陷，为设计师提供信息，消除工艺方案中的错误和不足。该试验要模拟使用和飞行中最恶劣的环境，所对应的试验条件是最严酷的声环境的声压级。
（2）鉴定试验
鉴定试验是用来试验样品是否满足合同规定要求的试验。应采用产品可能经受到的最恶劣的环境作为试验的基础。鉴定试验包含性能试验和耐久试验。性能试验是有效使用期内最严酷的环境试验；耐久试验是一种加速试验，它必须模拟产品累积效应时间。如一个样品既要进行性能试验有要进行耐久试验，应先做一半时间的性能试验，再做耐久试验，最后完成余下一半时间的性能试验。
（3）飞行剖面试验
飞行剖面试验是模拟飞行状态的试验，要求在某声压级的试验时间与使用中相同声压级的作用时间一样，并按飞行时间历程来模拟。因此试验期间的声压级是随时间变化的。它不是一种加速试验，但也不是精确的真实的飞行时间历程再现。
