电子设备振动环境试验(2) —— 振动环境试验类型

前文介绍了电子设备环境试验的一些基本概念。电子设备振动环境试验(1) —— 概述

本文将简要介绍振动环境试验的相关概念及分类。

振动环境试验

在各种环境试验中，力学类的环境试验占有较大的比重；对于不同行业与不同产品，存在各种力学相关的试验类型。本系列主要介绍广义的振动环境试验，并针对部分典型振动环境试验重点展开。

广义的振动环境试验主要包括过载、振动、冲击和声；在此基础上，不同场合下还可能延展出扫频、定频、筛选、跌落、炮击/舰船/弹道振动冲击、颠振、摇摆等类型的试验；并且针对不同试验及其延展类型，采用的试验设备和方法也会有所区别。

本系列主要围绕振动、冲击进行重点展开，其他的试验类型将做简要介绍。

试验类型1

振动环境试验主要模拟产品在生产、运输、工作和存储等过程中所经受的振动环境；其中，生产和存储环节，通常没有较大的振动；运输和工作环节，针对不同的载体，振动类型和量级有较大的不同。

过载（超重）严格说不是振动，不过通常也会将其纳入广义的动力学。过载试验由离心机实现，一般在航空航天才会考虑；飞行员和宇航员也会做超重的训练。

振动分为正弦振动和随机振动。

正弦振动由一系列单频的三角函数表达其周期运动，是一种确定性的激励形式。通常在航天器、飞行器、船舶、车辆等载体上均有显著体现。实际上，大多数正弦振动是由一种“扫频”的技术开展试验；通过这种技术，可以实现对产品在一个较宽的频率范围内进行测试，以获取产品的结构动力学特性和承受能力。此外，还有一种定频下的耐共振定频试验，也属于正弦振动的范畴。

随机振动是一种不确定性的激励，通过功率谱密度进行描述。在各种类型的运输环境中均有体现。在某些特殊场合下，随机振动试验还可以和噪声试验等价互换。随机振动试验由于数不确定的，因此对于响应的判断也是基于其统计量进行分析。此外，尽管应力筛选严格说不属于环境试验，但基于随机振动的方法，可对上游器件（如元器件等）进行筛选，以保证产品的可靠性。

此外，还有一些混合试验，包含了正弦和随机，在直升机等载体上较为常见。

冲击试验有多种形式描述，对应的试验方法和设备也有所不同。总体而言，冲击是一种不确定的激励形式，每次试验也有一定区别；这里的冲击试验主要对标坠撞和跌落类的；如弹道、炮击、舰船和爆炸等产生的冲击相对特殊，一般有专门的标准另做规定。冲击试验的输入形式主要有时域条件（如半正弦、后峰锯齿等）和冲击响应谱条件等。

噪声试验广义上也可以视为是一种特殊的振动试验，是一种不确定性的激励形式。噪声试验一般在航空航天领域中应用较多。

振动环境试验还有其他种类，一般应用领域比较窄，如舰船要求的颠振、摇摆等，本系列不做展开。对于不同的领域和试验类型，关心的频率范围和试验量级差异较大，后续系列文章将针对几种主要的类型进行介绍。

试验类型2

另一个角度对振动环境试验有以下几种分类：

研制试验：在方案阶段和初样阶段开展；目的是验证产品的有效性，发现缺陷，对产品进行改进；

鉴定试验：对正样产品的鉴定件开展试验；目的是验证产品的性能，同时考核设计余量；鉴定试验需在产品正常使用极限环境条件下增大一定量级；通常针对重大工程，或者批量产品，需要开展鉴定试验；鉴定件一般不能作为正样交付，仅做试验用；

验收试验：对交付正样产品的开展试验；目的是考核产品的性能，以及生产装配过程中带来的多样性和不确定性；验收试验为产品应通过最低量级的振动试验；

准鉴定试验：对交付正样产品的开展试验；试验量级介于验收试验和鉴定试验；目的与验收试验类似，并增大一定量级；

抽检试验：在批次产品中抽取一定数量产品开展试验；试验量级较验收级稍高；通常被抽取试验的产品不作为正样交付；

加速试验：对于一些寿命相关的试验，试验时间可能会非常长，对于这类试验，可以通过提高量级来加速试验，缩短试验时间。

最后

本文简要介绍振动环境试验的相关概念及分类，下文将对试验系统开展讨论。