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选用振動台做振動測試这些知识必须要懂!

返回列表 來源:劍喬儀器 浏覽: 102 發布日期:2019-08-14

爲何要進行振動測試?

 

1、設計、開發階段

1、分析試品在不同振動狀態下的震動模態 

2、測試産品的極限強度及訂定相關的特性規格 

3、失效分析與改善

 

2、生産階段 

全面進行ESS測試,大量篩選出潛在的瑕疵。 

(依據産品的特性及振動規模,投入ESS測試有效的篩選出潛在的不良件,並對于電子或機構類與加工時殘留之熱應力及內應力可有效消除其內殘留應力之效果,並可有效的消除多層電路板間的離散電容效應,將對産品品質提供相當大的幫助。)

 

3、品質管理(QC) 

有效確保與管理産品的品質水准。

 

4、品質保證(QA) 

認證生産之産品其使用功能、規格與可靠度與標示相同。

 

5、其它

 

振動測試能得到什么结果?

 

1.提供工程開發的依據及參考

2.制程控制

3.品質的改善及提升

4.提供與振動有關之相互關系條件

5.對産品品質的保證宇承若

6.減少維修支出與提升獲利率

7.提高整體形象

 

振動測試可筛选出的瑕疵

 

  • 固定件松脫

  • 電子接點接續不良

  • 篩選出潛在的不良零件

  • 篩選出有瑕疵的焊點

  • 調整件之受振位置、准度失真

  • 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導線斷裂或接點松脫

  • 試件産生振動噪音

  • 功能異常失效

 

如何运用振動測試提高产品可靠度

 

  • 設計階段的驗證試驗(定性、定量試驗/疲勞、破壞)

  • 生産階段全面進行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、規格特性功能驗證)

 

可靠度與失效

 

1. 可靠度的定义:

 

  • 産品在特定的年限內與環境條件下,達成預定功能的機率(GENERALPRODUCRT) 

  • 产品在特定的条件下,在需要作动的时间内达成任务的机率(ONESHOT PRODUCT) 

 

2.失效分析——針對可靠度試驗而言

 

  • 開發設計不良

  • 零件選擇不當

  • 零件品質不良

  • 生産能力不良

 

産品發生不可靠的原因

 

  • 使用環境無法正確預估與測量

  • 未能充分滿足使用者需求

  • 可靠度需求設計水准不匹配

  • 品質水准變異

  • 設計誤差

  • 制造誤差

  • 調校、檢修誤差

  • 認爲誤差與疏失

 

失效的種類形式

 

>獨立失效(INDEPENDENTFAILURE) 

産品內部發生互不影響的失效試件

 

>相依失效(INDEPENDENTFAILURE) 

回因其它系統的異常或失效而引發的連鎖性失效

 

>間歇性失效(INTERMITTENTFAILURE) 

使用過程中偶發的功能異常或失效

 

>并联失效(MULTIPLE FAILURE) 

同時發生兩件以上的獨立失效事件

 

>成型失效 

同一零件發生兩次獲兩次以上的異常失效

 

如何完成振動測試报告

 

儀器設備,夾具種類及特征,測試規格,執行狀態及進行步驟,夾具與試件固定之方式,加速規的安裝位置,試件在測試的前、中、後功能測試紀錄,失效分析與判斷,測試結果的檢討評估、改善與建議

  

如何執行可靠度計劃

 

  • 定訂産品生命周期:泛指正常功能運作下的使用壽命

  • 定訂環境需求:泛指于生産、存儲、運輸與使用操作下之環境

  • 定訂可靠度的配置:界定産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准

  • 效益評估:品質成本分析、並界定死勇者的需求分布水准包括(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)可靠度的鑒定標准 
(c)環境需求水准:單一或複合環境測試 

 

 

  • 綜合分析:收集經過測試後的資料,並分析執行計劃的

 

 

(a)合理性(b)經濟性(c)其他效益影響評估 

 

 

  • 追蹤與管制:建立産品的資料回饋系統,發現新問題與潛在問題

 

執行可靠度計劃成功的秘訣

 

  • 以提高産品可靠度爲開發、生産的最高指標

  • 選擇高可靠度的零配件及成熟的相關技術

  • 對每一個新開發産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

  • 對産品進行環境影響分析與評估

  • 實施階段性的可靠度試驗

  • 追蹤與管制

 

測試變數

 

  • 振動測試设备 

 

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

 

 

  • 选择振動測試的轴向 

  • 振動頻譜與功率強度 

  • 執行時間的長久 

  • 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(感知器)的種類、質量及數量

  • 加速規的安裝位置及固定方式

  • 試件狀態(關機/關機測試、複合測試)

  • 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. 峰对峰值(peak to peak) 
B. 峰值(peak level) 
C. 平均值(Average level) 
D.均方根值(Root meansquare, RMS) 
E. 功率频谱密度值(Powerspectrum density,PSD) 
F. 加速度频谱密度值(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

 

¨振动测量通常使用加速规作为感知起,对于速度或振幅大小则将加速度讯号积分运算而得。当然也可选择速度规或位移规进行测量,无论选用何种感知器作为测量感知器都必须注意其特性规格,否则将严重影响振動測試的精确度。

 

¨任何接觸時感知器的本身既是一個機械系統,有其自身的共振頻率及共振倍頻等相關物理特性,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換成電能的測量元件,簡稱爲換能源器或稱爲能量轉換器(transducer)。

 

換能器將試件的機械運動能轉換成電能,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。

 

在實際測量環境中依據實際需求又可分爲:

 

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. 光弹法 

B. 雷射光电反射法 

C. 镭射多普勒效应测量法

 

非接觸式感知器的使用特征

 

A. 远距离测量 

B. 高温/低温环境下测量 

C. 无法固定感知器的环境 

D.無質量效應的缺點 

 

如何選擇加速規

 

>頻率影響範圍,靈敏度,線性度,動態範圍/安全極限值,質量效應,軸向及側向靈敏度,溫度效應,信號線長度,其它環境因素影響效應

 

振動波形的種類

 

>正弦波(SINE WAVE)

 

一、循环扫描(SWEEP SINE) 

A. 线性扫描——1.Linar2.Hz/sec 

B. 对数扫描——1.Log2.Octave

 

二、共振搜尋(RESONANCERESEARCH)

 

三、共振驻留(RESONANCE DWELL)

 

四、步进式扫描(STEP SINE)

 

五、复频式共振驻留(MULTIRESONANCE DWELL)

 

>隨機波(RANDOM),沖擊波(SHOCKWAVE)

 

六、半弦波(HALF SINE1/2SINE)

 

七、锯齿波(SAWTOOTH WAVE)

 

八、方波(SQUARE WAVE)

 

九、自行定义(SELF DEFINITION)

 

>SINE ON (SOR),RANDOM ONRANDOM (ROR),其它——复合波形测试

 

循环扫描的种类与使用时机(sweep sine)

 

試件以特定的振動能量,在預定的頻率範圍及時間內加以振動,並連續變化其頻率。

 

目的:使試件在設定頻率範圍內,由低頻至高頻或高頻至低頻連續的進行多次循環掃描測試,用以鑒定産品是否足以忍受環境應力,並及早預防與改善。

 

技巧:正弦掃描的振動強度、掃描速率及掃描方式,對共振的發生有重要的影響。正確的掃描速率必須滿到能使試件發生最大共振的最短時間作爲掃描速率定訂的依據。並希望能在共振頻率範圍內發生足夠的共振次數,用以鑒定試件容忍振動環境應力的能力。

 

方式:一、線性掃描二、對數掃描 

 

随机振動測試(RANDOM VIBRATION)

 

目的:对大多数的振动环境而言,无论是自然或人为环境所产生的振动环境大多以随机波存在之振动模式为多。例如自然环境中的海浪、潮流、风、落雨、地震、、、以至日常生活中的环境如运输环境等等所产生的振动,皆为随机振动之范畴。固试件、产品所存在的环境本是涵盖在随机振动之范围内,若能对试件进行振动相关之研究分析,投以经过研究规划过的随机振動測試,则将更接近实际所面临之效果。其测试的效率远超过正弦扫描,且不易发生正弦扫描式所产生的过应力及应力残留等不良影响。

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