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選用振動臺做振動測試這些知識必須要懂!

返回列表 來源:劍喬儀器 瀏覽: 102 發(fā)布日期:2019-12-16

為何要進行振動測試

 

1、設計、開發(fā)階段

1、分析試品在不同振動狀態(tài)下的震動模態(tài) 

2、測試產(chǎn)品的極限強度及訂定相關(guān)的特性規(guī)格 

3、失效分析與改善

 

2、生產(chǎn)階段 

全面進行ESS測試,大量篩選出潛在的瑕疵。 

(依據(jù)產(chǎn)品的特性及振動規(guī)模,投入ESS測試有效的篩選出潛在的不良件,并對于電子或機構(gòu)類與加工時殘留之熱應力及內(nèi)應力可有效消除其內(nèi)殘留應力之效果,并可有效的消除多層電路板間的離散電容效應,將對產(chǎn)品品質(zhì)提供相當大的幫助。)

 

3、品質(zhì)管理(QC) 

有效確保與管理產(chǎn)品的品質(zhì)水準。

 

4、品質(zhì)保證(QA) 

認證生產(chǎn)之產(chǎn)品其使用功能、規(guī)格與可靠度與標示相同。

 

5、其它

 

振動測試能得到什么結(jié)果?

 

1.提供工程開發(fā)的依據(jù)及參考

2.制程控制

3.品質(zhì)的改善及提升

4.提供與振動有關(guān)之相互關(guān)系條件

5.對產(chǎn)品品質(zhì)的保證宇承若

6.減少維修支出與提升獲利率

7.提高整體形象

 

振動測試可篩選出的瑕疵

 

  • 固定件松脫

  • 電子接點接續(xù)不良

  • 篩選出潛在的不良零件

  • 篩選出有瑕疵的焊點

  • 調(diào)整件之受振位置、準度失真

  • 零組件之破裂、損毀

  • 電路斷短路異常

  • 電源線或訊號線之不正常磨損或?qū)Ь€斷裂或接點松脫

  • 試件產(chǎn)生振動噪音

  • 功能異常失效

 

如何運用振動測試提高產(chǎn)品可靠度

 

  • 設計階段的驗證試驗(定性、定量試驗/疲勞、破壞)

  • 生產(chǎn)階段全面進行ESS應力篩選

  • 品管、品保階段的可靠度抽檢認證

  • 接受階段的驗證測試(品質(zhì)、規(guī)格特性功能驗證)

 

可靠度與失效

 

1. 可靠度的定義:

 

  • 產(chǎn)品在特定的年限內(nèi)與環(huán)境條件下,達成預定功能的機率(GENERALPRODUCRT) 

  • 產(chǎn)品在特定的條件下,在需要作動的時間內(nèi)達成任務的機率(ONESHOT PRODUCT) 

 

2.失效分析——針對可靠度試驗而言

 

  • 開發(fā)設計不良

  • 零件選擇不當

  • 零件品質(zhì)不良

  • 生產(chǎn)能力不良

 

產(chǎn)品發(fā)生不可靠的原因

 

  • 使用環(huán)境無法正確預估與測量

  • 未能充分滿足使用者需求

  • 可靠度需求設計水準不匹配

  • 品質(zhì)水準變異

  • 設計誤差

  • 制造誤差

  • 調(diào)校、檢修誤差

  • 認為誤差與疏失

 

失效的種類形式

 

>獨立失效(INDEPENDENTFAILURE) 

產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)生互不影響的失效試件

 

>相依失效(INDEPENDENTFAILURE) 

回因其它系統(tǒng)的異?;蚴Фl(fā)的連鎖性失效

 

>間歇性失效(INTERMITTENTFAILURE) 

使用過程中偶發(fā)的功能異?;蚴?/span>

 

>并聯(lián)失效(MULTIPLE FAILURE) 

同時發(fā)生兩件以上的獨立失效事件

 

>成型失效 

同一零件發(fā)生兩次獲兩次以上的異常失效

 

如何完成振動測試報告

 

儀器設備,夾具種類及特征,測試規(guī)格,執(zhí)行狀態(tài)及進行步驟,夾具與試件固定之方式,加速規(guī)的安裝位置,試件在測試的前、中、后功能測試紀錄,失效分析與判斷,測試結(jié)果的檢討評估、改善與建議

  

如何執(zhí)行可靠度計劃

 

  • 定訂產(chǎn)品生命周期:泛指正常功能運作下的使用壽命

  • 定訂環(huán)境需求:泛指于生產(chǎn)、存儲、運輸與使用操作下之環(huán)境

  • 定訂可靠度的配置:界定產(chǎn)品可靠度之需求條件

  • 可靠度的配置:零組件、半成品及成品等于不同階段下的需求水準

  • 效益評估:品質(zhì)成本分析、并界定死勇者的需求分布水準,包括(a)可靠度(b)可用性(c)功能需求 

  • 設計分析(a)功能分析(b)環(huán)境分析(c)公差分析(d)故障分析及不良品效應響應分析 

  • 定訂試驗程序:

 

 

 

(a)不同階段下的振動試驗計劃 
(b)可靠度的鑒定標準 
(c)環(huán)境需求水準:單一或復合環(huán)境測試 

 

 

 

  • 綜合分析:收集經(jīng)過測試后的資料,并分析執(zhí)行計劃的

 

 

 

(a)合理性(b)經(jīng)濟性(c)其他效益影響評估 

 

 

 

  • 追蹤與管制:建立產(chǎn)品的資料回饋系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)新問題與潛在問題

 

執(zhí)行可靠度計劃成功的秘訣

 

  • 以提高產(chǎn)品可靠度為開發(fā)、生產(chǎn)的最高指標

  • 選擇高可靠度的零配件及成熟的相關(guān)技術(shù)

  • 對每一個新開發(fā)產(chǎn)品進行必要的破壞性測試及分析

  • 進行階段性的設計評估及改善計劃

  • 對產(chǎn)品進行環(huán)境影響分析與評估

  • 實施階段性的可靠度試驗

  • 追蹤與管制

 

測試變數(shù)

 

  • 振動測試設備 

 

 

1.控制器 
2.放大器 
3.振動及推力大小及最大形成量 
4.振動音圈頻率影響范圍及響應頻譜

 

 

 

  • 選擇振動測試的軸向 

  • 振動頻譜與功率強度 

  • 執(zhí)行時間的長久 

  • 進行掃描的方式與速率

 

夾具種類與特性

 

  • 試件本身

  • 安裝技能

  • 加速規(guī)(感知器)的種類、質(zhì)量及數(shù)量

  • 加速規(guī)的安裝位置及固定方式

  • 試件狀態(tài)(關(guān)機/關(guān)機測試、復合測試)

  • 其它

 

振動量及表示法

  • 振動強度常用速度、加速度、振幅大小表示,也使用力量大小的變化來描述

  • 加速度(a)、速度(v)、振幅(d)、力(N)通常用線性單位來表示

  • 振動強度量通常有下列不同的描述: 

 

 

 

A. 峰對峰值(peak to peak) 
B. 峰值(peak level) 
C. 平均值(Average level) 
D.均方根值(Root meansquare, RMS) 
E. 功率頻譜密度值(Powerspectrum density,PSD) 
F. 加速度頻譜密度值(Accelerationspectrumdensity, ASD) 

 

 

 

  • 各種不同的單位描述有其特定的使用時機,與振動強度表示法

 

影響振動測量的基本因素

 

¨振動測量通常使用加速規(guī)作為感知起,對于速度或振幅大小則將加速度訊號積分運算而得。當然也可選擇速度規(guī)或位移規(guī)進行測量,無論選用何種感知器作為測量感知器都必須注意其特性規(guī)格,否則將嚴重影響振動測試的精確度。

 

¨任何接觸時感知器的本身既是一個機械系統(tǒng),有其自身的共振頻率及共振倍頻等相關(guān)物理特性,通常進行振動量測量前必須選擇高過測試頻寬條件以上的感知器。

 

¨必須選擇較高測量值之感知器

 

¨感知器安裝的方式

 

¨周圍環(huán)境變化也是影響振動測量的重要因素

 

換能器(感知器)的種類

 

在測量振動信號時,最長被選擇使用將機械能轉(zhuǎn)換成電能的測量元件,簡稱為換能源器或稱為能量轉(zhuǎn)換器(transducer)。

 

換能器將試件的機械運動能轉(zhuǎn)換成電能,再分析輸出信號之強弱與變化,如頻率、加速度、速度、位移及力等量。

 

在實際測量環(huán)境中依據(jù)實際需求又可分為:

 

一、接觸式

二、非接觸式

 

其中非接觸式的感知器,常用的有 

一、渦電流式

二、電容式

三、光電式 

A. 光彈法 

B. 雷射光電反射法 

C. 鐳射多普勒效應測量法

 

非接觸式感知器的使用特征

 

A. 遠距離測量 

B. 高溫/低溫環(huán)境下測量 

C. 無法固定感知器的環(huán)境 

D.無質(zhì)量效應的缺點 

 

如何選擇加速規(guī)

 

>頻率影響范圍,靈敏度,線性度,動態(tài)范圍/安全極限值,質(zhì)量效應,軸向及側(cè)向靈敏度,溫度效應,信號線長度,其它環(huán)境因素影響效應

 

振動波形的種類

 

>正弦波(SINE WAVE)

 

一、循環(huán)掃描(SWEEP SINE) 

A. 線性掃描——1.Linar2.Hz/sec 

B. 對數(shù)掃描——1.Log2.Octave

 

二、共振搜尋(RESONANCERESEARCH)

 

三、共振駐留(RESONANCE DWELL)

 

四、步進式掃描(STEP SINE)

 

五、復頻式共振駐留(MULTIRESONANCE DWELL)

 

>隨機波(RANDOM),沖擊波(SHOCKWAVE)

 

六、半弦波(HALF SINE1/2SINE)

 

七、鋸齒波(SAWTOOTH WAVE)

 

八、方波(SQUARE WAVE)

 

九、自行定義(SELF DEFINITION)

 

>SINE ON (SOR),RANDOM ONRANDOM (ROR),其它——復合波形測試

 

循環(huán)掃描的種類與使用時機(sweep sine)

 

試件以特定的振動能量,在預定的頻率范圍及時間內(nèi)加以振動,并連續(xù)變化其頻率。

 

目的:使試件在設定頻率范圍內(nèi),由低頻至高頻或高頻至低頻連續(xù)的進行多次循環(huán)掃描測試,用以鑒定產(chǎn)品是否足以忍受環(huán)境應力,并及早預防與改善。

 

技巧:正弦掃描的振動強度、掃描速率及掃描方式,對共振的發(fā)生有重要的影響。正確的掃描速率必須滿到能使試件發(fā)生最大共振的最短時間作為掃描速率定訂的依據(jù)。并希望能在共振頻率范圍內(nèi)發(fā)生足夠的共振次數(shù),用以鑒定試件容忍振動環(huán)境應力的能力。

 

方式:一、線性掃描二、對數(shù)掃描 

 

隨機振動測試(RANDOM VIBRATION)

 

目的:對大多數(shù)的振動環(huán)境而言,無論是自然或人為環(huán)境所產(chǎn)生的振動環(huán)境大多以隨機波存在之振動模式為多。例如自然環(huán)境中的海浪、潮流、風、落雨、地震、、、以至日常生活中的環(huán)境如運輸環(huán)境等等所產(chǎn)生的振動,皆為隨機振動之范疇。固試件、產(chǎn)品所存在的環(huán)境本是涵蓋在隨機振動之范圍內(nèi),若能對試件進行振動相關(guān)之研究分析,投以經(jīng)過研究規(guī)劃過的隨機振動測試,則將更接近實際所面臨之效果。其測試的效率遠超過正弦掃描,且不易發(fā)生正弦掃描式所產(chǎn)生的過應力及應力殘留等不良影響。

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