選用振動台做振（zhèn）動測試這些知識必須要（yào）懂！

為（wéi）何要進行振動測試？

 

1、設（shè）計、開發（fā）階段

1、分析試品在不同振動狀態下的震動模態 

2、測試產品的極限強度及（jí）訂定相關的特性規格（gé） 

3、失效分析與改善

 

2、生產階段（duàn） 

全麵進行ESS測試，大量篩選出（chū）潛在的瑕疵。 

（依據產品的特性及振動（dòng）規模，投入ESS測試有效的篩選出潛在的不良件，並對於電子或（huò）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（cán）留應力之效（xiào）果，並可有效的消除多層電路板間的離散電容效應，將對產品品質提供相當大的幫（bāng）助。）

 

3、品質管理（QC） 

有效確保與管理（lǐ）產品的品質水準。

 

4、品質保證(QA) 

認證生產之產品其使用功能、規格與可靠度與標示相同（tóng）。

 

5、其它

 

振動測試能得到什（shí）麽結果？

 

1.提供工程開發的依據及參考

2.製程控製

3.品質的改善及提升（shēng）

4.提供與振動有關（guān）之相互關係條件

5.對產品品質的（de）保證宇承若

6.減少維修支出與提升獲利率

7.提高整體（tǐ）形象

 

振動測（cè）試可篩選出的瑕疵

 

• 固定件鬆脫

• 電子（zǐ）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、準度失真

• 零組件之（zhī）破（pò）裂（liè）、損（sǔn）毀

• 電路斷短路異常

• 電（diàn）源線或訊號線之不正常磨損或導線斷裂或接點鬆脫

• 試件產生振動（dòng）噪音

• 功能異常失效

 

如何運（yùn）用振動測試提高產品可靠度

 

• 設計階段的驗證試驗（yàn）（定性、定量試驗/疲勞、破壞）

• 生產階（jiē）段（duàn）全麵進行ESS應力篩選

• 品管、品保（bǎo）階段的可靠度（dù）抽檢認證

• 接受階段的驗（yàn）證測試（品質（zhì）、規格特性功能驗證）

 

可靠（kào）度與失效

 

1. 可靠（kào）度的定義：

 

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

• 產品在特（tè）定的條件下（xià），在需要作動的時（shí）間內達成任務的機率（ONESHOT PRODUCT） 

 

2.失效分析——針對可（kě）靠度試驗而言

 

• 開發（fā）設計不良

• 零（líng）件選擇不當

• 零件品質不良

• 生（shēng）產能力不良

 

產品發生不可靠的原因

 

• 使用環境無法（fǎ）正確（què）預估與測量

• 未能充分滿足使（shǐ）用者需求

• 可靠度需求設計水準不匹配

• 品（pǐn）質水準變異

• 設計誤差

• 製造誤差

• 調校、檢修誤差

• 認為誤差與疏失

 

失效的種類形式

 

>獨（dú）立失效（INDEPENDENTFAILURE） 

產品內部發生互不影響的失效試件

 

>相依失效（INDEPENDENTFAILURE） 

回因其它係統的（de）異常或失效而引發的連鎖性失效

 

>間歇性失效（INTERMITTENTFAILURE） 

使（shǐ）用過程中偶發的功能異常或失效

 

>並聯失效（MULTIPLE FAILURE） 

同時發生兩件以上的獨立失效（xiào）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（zhèn）動測試報告

 

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

  

如何執行可靠度（dù）計劃（huá）

 

• 定訂產品生命周（zhōu）期：泛（fàn）指正常功能運作（zuò）下的使用壽命

• 定訂環境需求：泛指於生產（chǎn）、存儲、運輸與使用操（cāo）作下（xià）之環境

• 定訂可靠度（dù）的配置：界定產品可靠度之需求條件

• 可靠（kào）度的配置：零組件、半成品及成品等於不同階段下的需求（qiú）水準

• 效益評估：品（pǐn）質成本分析、並界定死勇者（zhě）的需（xū）求分布水準，包括（a）可靠度（b）可用性（c）功能（néng）需求 

• 設計分析（a）功（gōng）能分（fèn）析（b）環境分析（c）公差分析（d）故障分析及（jí）不良品效應響（xiǎng）應分析 

• 定訂（dìng）試驗程序：

 

 

 

（a）不（bú）同階段下的振動試驗計劃 

（b）可靠度（dù）的鑒定標準 

（c）環境（jìng）需求水準：單一或複合（hé）環境測試 

 

 

 

• 綜合分析：收集經過測試（shì）後的資料，並分析執行計劃的

 

 

 

（a）合（hé）理（lǐ）性（b）經濟性（c）其他效益影響評估 

 

 

 

• 追蹤與管製：建立產品的資料回饋係統，發（fā）現新問題與潛（qián）在問題（tí）

 

執行可（kě）靠度計劃成功的秘訣

 

• 以提高產品可靠（kào）度為開發、生產的最高指標

• 選擇高可靠度的零配（pèi）件及成熟的相關技術

• 對每（měi）一（yī）個新開發產品（pǐn）進行必要的破壞性測試及分析（xī）

• 進行（háng）階段性的設計評估及改善計劃

• 對產品進行環境影響分析與評估

• 實施階段（duàn）性的可（kě）靠度試驗

• 追蹤與管製

 

測試變數

 

• 振動測試（shì）設備 

 

 

1.控製器 

2.放大器 

3.振動及推力大小及最（zuì）大形成量 

4.振動（dòng）音圈頻率影響範圍及響應頻譜（pǔ）

 

 

 

• 選擇（zé）振動測試的軸（zhóu）向 

• 振動頻（pín）譜與功率強度 

• 執行時間的（de）長久 

• 進行掃描的方式與速率

 

夾具種類（lèi）與特（tè）性

 

• 試件本身

• 安裝技能

• 加速規（感（gǎn）知（zhī）器）的種類、質量（liàng）及數量

• 加速規的安裝位置及固定方式（shì）

• 試件狀態（關機/關（guān）機測（cè）試、複合測試）

• 其它

 

振（zhèn）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（dù）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（fāng）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（shù）有其特定的使用（yòng）時機，與振動強度表示法

 

影（yǐng）響（xiǎng）振動測量的基本因素

 

¨振動測量通（tōng）常使用加速規作（zuò）為感知起，對於速（sù）度或振（zhèn）幅大小（xiǎo）則將加速度（dù）訊號積分運算而得。當然也可（kě）選擇速度規或位移規進行測量，無（wú）論選用何種感知器作（zuò）為測量感知器都必須注意其（qí）特性規格，否則將嚴重影響振動（dòng）測試的精確度。

 

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

 

¨必須選擇較（jiào）高測量值之感知器

 

¨感知器安裝的方式

 

¨周圍環境變（biàn）化也是影響（xiǎng）振動測量的重要因素

 

換能器（感知器）的種類（lèi）

 

在測量振動信號時，最長被選（xuǎn）擇使（shǐ）用將機械能轉換成電（diàn）能的測量元件，簡稱（chēng）為換能源器或（huò）稱為能量轉換（huàn）器（transducer）。

 

換能器（qì）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（rú）頻率、加速度、速度、位移及（jí）力等量。

 

在實際測量環境（jìng）中依據（jù）實際需求又可分為（wéi）：

 

一、接觸式

二、非接觸（chù）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（fǎ）

 

非接觸式（shì）感知器的使用特征

 

A. 遠距離測量 

B. 高溫/低（dī）溫（wēn）環境下測（cè）量 

C. 無法固定感知器（qì）的（de）環境 

D.無質量效應的（de）缺點 

 

如何選（xuǎn）擇加速規

 

>頻率影響範圍（wéi），靈敏度，線（xiàn）性度，動態範圍/安全極限值，質量效應，軸向（xiàng）及側向靈（líng）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（xíng）的種類

 

>正弦波（SINE WAVE）

 

一、循環掃描（SWEEP SINE） 

A. 線性掃描——1.Linar2.Hz/sec 

B. 對數掃描——1.Log2.Octave

 

二、共振搜尋（RESONANCERESEARCH）

 

三、共振駐留（liú）（RESONANCE DWELL）

 

四、步進（jìn）式掃描（miáo）（STEP SINE）

 

五（wǔ）、複頻式共振駐留（MULTIRESONANCE DWELL）

 

>隨機波（RANDOM），衝（chōng）擊波（SHOCKWAVE）

 

六、半弦波（HALF SINE1/2SINE）

 

七、鋸齒波（SAWTOOTH WAVE）

 

八、方波（SQUARE WAVE）

 

九（jiǔ）、自行定（dìng）義（SELF DEFINITION）

 

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

 

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（liàng），在預定的頻率範圍及時間內加以振動，並連（lián）續變化其頻率。

 

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

 

技巧：正弦掃描的振動強（qiáng）度、掃描（miáo）速率及掃描方式，對共振的發生有重要的影響（xiǎng）。正確的掃（sǎo）描速率必（bì）須（xū）滿到（dào）能使試件發生（shēng）最大共振（zhèn）的最短時間作為掃描速率定訂的依據。並希望能在共振頻（pín）率範圍內發生足夠（gòu）的共振次數（shù），用以鑒定試件容忍振動（dòng）環境應力的能力。

 

方式：一、線性掃描二（èr）、對數掃描 

 

隨機（jī）振動測試（RANDOM VIBRATION）

 

目的：對大多數的振動環境而言，無論（lùn）是自（zì）然或人為環境所產生（shēng）的振動（dòng）環（huán）境大多以隨機波存在之振動模式為多。例如自然環境中的海浪、潮流、風、落雨、地（dì）震、、、以至日常生活中的環境如運輸（shū）環境等等所產生（shēng）的振動，皆為隨機振動之範疇。固試件（jiàn）、產品所存在的環境（jìng）本是涵蓋在隨機（jī）振動之範圍內，若能對試件進行振動相關（guān）之研究分析，投以經過研究規劃過的隨機振動測試，則將更接近實際（jì）所麵臨之效果。其測試的效率遠超過正弦掃（sǎo）描，且不易發生（shēng）正弦掃（sǎo）描式所產生的過應（yīng）力及應力殘留等不良影響。