目前国内的正弦振动的标准有很多，下面列出一些常见的标准：

 

GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦)

 

IEC 60068-2-6-2007 基本环境试验规程.第2部分:试验.第6节:试验Fc:振动(正弦波)

 

ISO 8318:2000 包装.满装的运输包装和单元货物.采用可变频的正弦振动试验

 

GB/T 4857.7-2005 包装 运输包装件基本试验 第7部分正弦定频振动试验方法

 

GB/T 4857.10-2005 包装 运输包装件基本试验第10部分：正弦变频振动试验方法

 

GJB 548B-2005 微电子器件试验方法和程序

 

本文主要介绍GB/T 2423.10-2008。

 

GB/T 2423.10-2008等同采用IEC60068-2-6：1995《环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc:振动（正弦）》。IEC60068-2-6的最新版本为：IEC60068-2-6：2007  Environmental testing –Part 2-6:Tests – Test Fc: Vibration (sinusoidal)。GB/T 2423.10-2008代替GB/T2423.10—1995《电工电子产品环境试验第2部分：试验Fc:振动（正弦）》，与其相比，本部分增加了数字信号控制和数字滤波方面的技术内容。对原有的内容也有删改和补充。GB/T 2423.10-2008新的版本早先有消息说在拟订中，但是目前还没有看到新的版本。据说新的版本仍将有大的修改。

 

本部分由上海市质量监督检验技术研究院提出。

 

本部分由中国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会归口。

 

目录

 

适用的对象及用途

 

适用于在运输或使用期间可能在船舶、航空飞行器、陆用车辆、旋翼飞行器空间应用，以及因机械或地震现象导致旋转、脉动或摆动力产生共振的元件、设备和其他产品（简称样品）。

 

必须强调指出，振动试验总是需要一定的工程判断，供需双方应充分认识这一点。无论如何，正弦振动试验是一个确定的，相对简单的过程，因而适用于诊断和使用寿命试验。

 

试验目的

 

本试验的目的是确定样品的机械薄弱环节和（或）特性降低情况。用这些资料，结合有关规范用以判定样品是否可以接收。在某些情况下，本试验方法可用于论证样品的机械结构完好性和（或）研究它们的动态特性。也可根据经受本试验不同严酷等级的能力来划分元器件等级。

 

A.1 引言

 

本试验的基本目的是提供一种能在试验室内再现样品可能经受到的实际环境影响的方法，而不是再现实际环境。

 

主要是在试验室内再现的是可能的实际环境，而不能等同于再现实际环境。

 

重要的术语：

 

各种“点”

 

3.1固定点 fixing point

 

3.2测量点 measuring point

 

3.2.1检测点 check point

 

3.2.2参考点 reference point

 

3.2.2.1         虚拟参考点fictitious reference point

 

3.3控制点 control point

 

3.3.1单点控制 single point control

 

3.3.2多点控制 multipoint control

 

关于这些点，可以用下面的两张图来帮助理解：

四个及四个固定点以下的情况，都作为检测点，可选择其中一个点作为参考点（用于控制试验），单点控制的情况下参考点即为控制点。下面的图则是多于四个固定点、并且使用了，多点控制的情况。

3.4扫频循环 sweepcycle

 

在每个方向按规定的频率范围往返。例如，10 Hz到150 Hz到10 Hz。

 

注：数字正弦控制系统生产厂商提供的手册经常以f1到f2表示扫频循环，而不是f1到f2到f1。

 

这一条也是经常容易混淆的地方，有的试验给出的条件没有给出充分的信息，常常导致试验无法顺利开展需要反复的确认，而如果这一点上能比较明确、统一可以节省不少的时间。

 

3.9危险频率 criticalfrequencies

 

下列情况下的频率：

——由振动引起的，样品呈现出不正常和（或）性能变坏。

——机械共振和(或)其他作用的响应，如颤动。

包装共振频率在内可能引发失效或性能降低的频率。在此不得不提一下令人脑仁疼的“共振”问题，抄了一些资料在下面。

 

3.80 共振 resonance

 

受迫振荡系统在激励频率即使存在细小的变化时其系统响应也会出现下降的状态。

 

——GB/T2298—2010《机械振动与冲击术语》

 

3.15resonance，n——for a system undergoing forced vibration, the frequency at which anychange of the exciting frequency, positive and negative, in the vicinity of theexciting frequency causes a decrease in the response of the system.

 

——ASTMD999–01 Standard Test Methods for Vibration Testing of Shipping Containers.

 

ASTMD999-01中为：“共振-对于一个遭受强迫振动的系统，当激励频率附近发生不管正或负的任何变化，就会引起系统响应的下降，该频率即共振频率”。

 

MIL-STD-810G方法528 “舰船设备的机械振动”中定义为：“传递率-在稳态受迫振动中响应幅值对激励幅值的无量纲比。它可能是力、位移、速度或加速度之一”。

 

MIL-STD-810G方法528“舰船设备的机械振动”中规定，将传递率大于1.5的响应极值作为共振频率包括进耐久试验频率中。

 

RTCADO 160G Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 机载设备的环境条件和测试程序

 

8.5.1Sinusodial Test Procedure

 

Ineach of the equipment's three orthogonal axes perform the following tests usingthe appropriate test curves of Figure 8-2 or Figure 8-3

 

Withthe equipment operating, perform sine frequency sweep cycles varying thevibration frequency over the appropriate frequency range from lowest to thehighest (up-sweep) to the lowest (down-sweep) specified frequencies with alogarithmic sweep rate not exceeding 1.0 octave/minute. During the initialup-sweeps, record plots of the accelerometers at the response locationsselected and identify the critical frequencies. Critical frequencies aredefined as those frequencies where: (1) mechanical vibration resonances havepeak acceleration amplitudes greater than twice the input accelerationamplitude, or (2) a change in performance or behavior is noticeable whether ornot performance standards are exceeded.

 

一般正弦扫频试验，频率范围：5-1000HZ，加速度：1G，扫频速率，1 OCT/min，往返一次。

 

检测共振点是通过设置Q值或者幅值比扫频出来，或者就是靠经验判断。

 

3.12gn

 

由地球引力产生的标准加速度，它是随海拔高度和地理纬度而变化的。

 

注：本部分为了便于使用，将gn值圆整到10m/s^2的整数值。

 

这个也是需要注意的地方，因为国际单位1g=9.8m/s^2，而一般振动试验设备的控制仪使用的国际标准，所以最终得到的数字会略微有一些差异。

 

4.1.6扫频

 

扫频应是连续的，且频率应随时间按指数规律变化（见A.4.3）。扫频的速率应为每分钟一个倍频程，容差为±10%。这可能因为振动响应检查而有所不同（见8.1）。

 

注：由于数字控制系统扫频的“连续性”不是绝对准确的，但这种误差并无很大的实际意义。

 

扫描方式分几种

 

线性扫描：是线性的，即单位时间扫过多少赫兹，单位是Hz/s或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验。

 

对数扫描：频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min ，对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的。

 

 什么是扫描速度

 

扫描速度(sweep speed):指从最低频率扫描到最高频率的速度。有以下几种：

 

1）Oct/min:多少倍频程每分钟。

 

例:1Oct/min,5Hz到10Hz需1分钟,10Hz到20Hz需1分钟。

 

2）min/sweep:多少分钟每次扫频。

 

例:5-500Hz,扫描速度:1分钟/sweep,表示从5Hz到500Hz需1分钟。

 

3）Hz/s:多少Hz每秒。

 

例:5-10Hz,扫描速度:1Hz/s,表示5Hz到6Hz需1秒,6Hz到7Hz需1秒。

 

对数扫描频率变化按对数变化，扫描率可以是oct/min、oct是倍频程。如果上限频率fH，下限fL，fH/fL=2^n，n就是下限频率到上限频率经过了n个倍频程。

 

对数扫描的意思是相同的时间扫过的频率倍频程数是相同的，例如从5-20Hz是两个倍频程，从500-2000Hz也是两个倍频程。在对数扫描的情况下，扫过这两段的时间是相同的。就是说对数扫描时低频扫得慢而高频扫得快（这当然是指单位时间扫过的频率范围）。有时对数扫描率还用于Dec/min，含义是每分钟扫多少个十倍频程。

 

5 严酷等级

 

振动试验的严酷等级由三个参数共同确定。即频率范围、振动幅值和耐久试验的持续时间（按扫频循环数或时间给出）。

 

……

 

附录B给出了元件的严酷等级示例，附录C给出了设备的严酷等级示例（见A.4.1和A.4.2）。

 

5.1频率范围

 

有关规范应从表1中选取一个下限频率，并从表2中选取一个上限频率来确定频率范围。推荐的频率范围见表3。

 

B.1，C.1和C.2给出了特殊用途的严酷等级示例。

5.2 振动幅值

有关规范应规定振动幅值（位移幅值或加速度幅值，或两者都要）》

 

交越频率以下规定为定位移，交越频率以上规定为定加速度。表4和表5给出了不同交越频率时的位移和加速度幅值的推荐值。

 

每一个位移幅值都有一相对应的加速度幅值（示于表4和表5的同一横格线上）。因此在交越频率上振动量值是相同的（见A.4.1）。

 

当规定的交越频率在技术上不适用时，有关规范可以另行规定交越频率以及与其对应的位移一加速度幅值。有某些情况下也可规定一个以上的交越频率。

 

注：振幅与频率的关系见图1、图2、图3。但在用于低频区域时应考虑A.4.1给出的内容。

 

上限频率仅到10Hz的试验，通常在整个频率范围采用定位移幅值的方法。因此在表6和图3中仅给出了位移幅值。

 

 

交越点是正弦振动试验包络曲线上的转折点，交越频率是将振动特性从一种关系变到另一种关系的频率，是由产品的使用环境和振动台能力等综合因素决定的。目前对正弦振动试验可以规定一个交越点，也可以规定一个以上的交越点，即多个交越点。

 

对交越频率，有的标准在给出试验等级的同时，直接给出交越频率；有的标准则给出位移幅值和加速度幅值，让使用者自己算出交越频率。对某一具体的试验严酷等级，若有了位移和加速度幅值，如何计算出频率之间的关系可用下式表示：

 

a=0.004sf^2

式中：a为加速度（g），s为位移（单振幅 mm），f为频率（Hz）。由上式可见，只要知道其中的二个量，就可以算出第三个量。例如知道位移和加速度的幅值，就可计算出频率值。

——王树荣《振动冲击试验方法与技术》

 

5.3耐久试验的持续时间

 

有关规范应从下面给出的推荐值中选取耐久试验的持续时间。如果规定的持续时间导致在每个轴线或频率上等于或大于10h，则可分成几个单独的试验周期进行，但不应减少样品所受的应力（见A.1和A.6.2）。

 

5.3.1扫频耐久

 

在每一轴线上的耐久试验持续时间以扫频循环数（见3.4）给出，有关规范可从下面给出的数值中选取：

 

1，2，5，10，20，50，100。

 

当需要更多的扫频循环数时，应采用与上述诸值相同的数值系列（见A.4.3）。

 

5.3.2定频耐久

 

5.3.2.1在危险频率上

 

有关规范可以在下面给出的数值中选择时间，用作为振动响应检查（见8.1）中在每一轴向上找到的各个危险频率上的耐久振动持续时间，其容差为+5%（见A.1和A.6.2）。

 

10min，30 min，90 min，10 h。

 

近固定频率耐久的情况见A.1。

 

5.3.2.2在预定频率上

 

有关规范在规定持续时间时应考虑到样品在全部工作寿命期间可能经受到的振动的总时间。应对每一规定频率和轴线的组合应进行上限为10^7次的应力循环（见A.1和A.6.2）。