Come determinare le condizioni per il test delle vibrazioni sinusali?

La prova delle vibrazioni sinusoidali è una prova meccanica ambientale fondamentale progettata per simulare gli effetti delle vibrazioni sinusoidali che i prodotti possono incontrare durante il trasporto, lo stoccaggio,e l'uso effettivo in un ambiente di laboratorio controllatoQueste vibrazioni sono spesso indotte da forze di rotazione, pulsazione o oscillazione provenienti da fonti come aerei, veicoli, navi, apparecchiature aeree e macchinari a terra.La gravità di una prova di vibrazione sinusale, o il suolivello di rigore, è definito congiuntamente da tre parametri chiave:frequenza,amplitudine, edurata della prova.

In Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd., forniamo sistemi avanzati di prova delle vibrazioni per soddisfare una vasta gamma di standard di prova.Comprendere come determinare queste condizioni di prova cruciali è essenziale per una valutazione accurata e significativa del prodottoDiamo un'occhiata agli aspetti chiave.

I. Definizione dei termini essenziali (basata su GB/T 2298-2010)

Per garantire la chiarezza, definiamo alcuni termini pertinenti secondo lo standard nazionale cinese per le vibrazioni meccaniche, gli urti e il monitoraggio delle condizioni:

1. Vibrazione sinusoidale:Una vibrazione periodica il cui parametro di vibrazione è descritto da una funzione sinusoidale del tempo.
2. Frequenza (f):Il reciproco del periodo, misurato in Hertz (Hz), che rappresenta i cicli al secondo.
3. Amplitudine:
   • Dislocamento (dislocamento relativo):La quantità variabile nel tempo che rappresenta il cambiamento di posizione di un punto su un oggetto rispetto a un sistema di riferimento.
   • Valore da picco a picco (di una vibrazione):La differenza tra i valori massimi positivi e massimi negativi di una vibrazione in un determinato intervallo di tempo.
4. Frequenza di incrocio:La frequenza con cui una caratteristica specifica di vibrazione passa da una relazione all'altra.la frequenza alla quale l'ampiezza di vibrazione o il valore RMS cambia da una relazione costante tra spostamento e frequenza a una relazione costante tra accelerazione e frequenza.

II. Navigazione nel panorama delle norme

Esistono una moltitudine di standard di prova delle vibrazioni, che variano a seconda dei paesi, delle regioni e dei settori.ETSI, JIS, SAE, JASO, ISO e AEC.

Le norme di prova delle vibrazioni sinusali di cui si fa comunemente riferimento sono:

• GB/T 2423.10-2008: Prova ambientale dei prodotti elettrici ed elettronici - Parte 2: Provametodi - Prova Fc: Vibrazione (sinusoidale)
• IEC 60068-2-6-2007: Prova ambientale - Parte 2-6: prove - prova Fc: vibrazione (sinusoidale) 
   

   
• ISO 8318:2000: Imballaggio - Imballaggi completi e carichi unitari - Vibrazioni a frequenza variabile
• GB/T 4857.10-2005: Imballaggio - prove di base per i pacchi di trasporto - Parte 10: metodo di prova delle vibrazioni sinusoidali a frequenza variabile

III. Comprensione dei metodi di prova: Sine spazzato contro frequenza fissa

Nell'ambito della prova delle vibrazioni sinusali, vengono utilizzati due metodi di prova primari:

1- Test sinusoidale completo:

Questo metodo prevede il mantenimento di uno o due parametri di vibrazione (spostamento, velocità,o accelerazione) a un livello costante variando continuamente la frequenza di vibrazione entro un intervallo definitoLa scansione può essere:

• Scarica lineare:La frequenza cambia linearmente con il tempo (ad esempio, Hz/s o Hz/min).
• Scarica logaritmica:La frequenza cambia logaritmicamente con il tempo (ad esempio, ott/min o dec/min).Per le prove di resistenza vengono spesso utilizzati gli scansioni logaritmici, in quanto trascorrono lo stesso tempo su decenni di frequenza, con conseguente scansione più lenta a frequenze più basse e scansione più veloce a frequenze più elevate.

Il test sinusoidale spazzato è utilizzato principalmente per:

• Analisi della risposta a vibrazioni (ricerca di risonanza):Identificazione delle frequenze naturali (risonanze) di un prodotto e valutazione della sua stabilità durante il funzionamento per individuare le aree che richiedono isolamento o rinforzo dalle vibrazioni.
• Test del seno per la resistenza:Quando un prodotto non presenta risonanze significative all'interno del suo intervallo di frequenza di funzionamento, o ha più risonanze minori, viene eseguita una scansione di resistenza.Questo tipicamente comporta una spazzatura logaritmica con amplitudine di spostamento costante a frequenze più basse e amplitudine di accelerazione costante a frequenze più elevate, con una frequenza di passaggio tipicamente compresa tra 55-72 Hz e una velocità di scansione di un'ottava al minuto.
• Controllo di risonanza post-endurance:Ripetere la ricerca di risonanza iniziale dopo il test di resistenza per determinare se le frequenze di risonanza sono cambiate, indicando potenziali cambiamenti strutturali o degrado.

2. Prova a frequenza fissa:

Questo metodo consiste nel sottoporre il campione di prova a vibrazioni in punti di frequenza specifici e fissi con livelli variabili di altri parametri di vibrazione (amplitudine).

• Test di residenza per risonanzaApplicazione di vibrazioni a una frequenza di risonanza significativa identificata durante la ricerca di risonanza per valutare la capacità del prodotto di resistere a vibrazioni prolungate alla sua frequenza naturale.
• Test di frequenza predeterminata:Simulazione delle frequenze di vibrazione note riscontrate nell'ambiente di funzionamento effettivo del prodotto per valutare le sue prestazioni e la sua durata in tali condizioni specifiche.

IV. Determinazione delle condizioni di prova (livello di gravità)

La selezione delle condizioni di prova appropriate (frequenza, ampiezza e durata) è fondamentale per una prova di vibrazione sinusale pertinente ed efficace.

1Frequenza e gamma di frequenza:

• Alcune norme (in particolare le norme militari) specificano direttamente la frequenza di prova o l'intervallo di frequenza in base all'ambiente operativo del prodotto.
• Le norme commerciali spesso definiscono l'intervallo di frequenza utilizzando approcci diversi.

Considerazioni per la determinazione dell'intervallo di frequenza:

• I prodotti possono presentare frequenze di vibrazione molto basse durante il trasporto o il funzionamento (ad esempio, apparecchiature montate su veicoli con frequenze fondamentali inferiori a 1,5-4 Hz).ottenere vibrazioni precise a bassa frequenza (inferiori a 1 Hz) su apparecchiature standard di prova delle vibrazioni può essere difficile a causa della distorsione della forma d'onda.
• Quando si definisce l'intervallo di frequenza, è essenziale considerare le capacità del sistema di prova delle vibrazioni disponibile.mentre gli agitatori elettrodinamici eccellono in una gamma più ampia (tipicamente 0-3000 Hz), con limiti inferiori intorno ai 5-10 Hz per i sistemi moderni).un compromesso sul limite di frequenza inferiore potrebbe essere necessario quando si utilizzano agitatori elettrodinamici.

2Amplitudine e sua selezione:

Nel test delle vibrazioni sinusoidali, l'ampiezza è definita da spostamento (picco o picco-picco) o accelerazione (picco).

• Solo ampiezza dello spostamento:La IEC e le norme nazionali spesso specificano solo l'ampiezza di spostamento per i test con un limite superiore di frequenza di 10 Hz.Alcune norme militari per componenti elettronici ed elettrici specificano un'ampiezza di spostamento costante (e.per esempio, 0,75 mm di amplitudine singola) all'interno di un intervallo di frequenza specifico (ad esempio, 10-55 Hz).
• Amplitudine combinata di spostamento e accelerazione:Negli scenari di vibrazione del mondo reale, le frequenze più basse in genere mostrano ampiezze di spostamento maggiori, mentre le frequenze più alte mostrano ampiezze di accelerazione maggiori. Modern sine vibration testing attempts to approximate this by using a constant displacement amplitude at lower frequencies (referred to as "constant displacement") and a constant acceleration amplitude at higher frequencies ("constant acceleration")La frequenza con cui la modalità di comando passa da spostamento costante ad accelerazione costante è chiamataFrequenza di intersezioneLe norme IEC e nazionali definiscono spesso due frequenze di intersezione:una frequenza inferiore intorno agli 8-9 Hz (principalmente per le apparecchiature di bordo) e una frequenza superiore intorno ai 57-62 Hz (principalmente per le apparecchiature terrestri e aeree).

3- Durata della prova e sua scelta:

La durata della prova è un parametro critico per valutare la capacità di un prodotto di resistere alle vibrazioni.Determinare il tempo di esposizione equivalente nel mondo reale per una data durata di prova di laboratorio può essere difficile.

• Per le prove sinusoidali di spazzatura, la durata è tipicamente specificata dal numero di cicli di spazzatura.
• Per le prove a frequenza fissa, la durata è generalmente indicata in minuti o ore.
• Le norme CEI e nazionali forniscono una gamma di livelli di ciclo di spazzatura (ad esempio 1, 2, 5, 15, 20, 50, 100) e durate di prova a frequenza fissa (ad esempio 10 min, 30 min, 1 ora, 1,5 ora, 2 ore, 10 ore).Le norme militari per dispositivi microelettronici e componenti elettronici/elettrici spesso specificano 12 cicli (tre assi) o 36 cicli (tre assi)Un tasso di scansione comune per il test del seno spazzato è di un'ottava al minuto.

La scelta specifica della durata della prova è in genere basata sullameccanismi di guastooggetto di indagine:

• Impatto sulle prestazioni:Se l'obiettivo è il degrado temporaneo delle prestazioni (per esempio, malfunzionamento, instabilità) che si riprende dopo la cessazione delle vibrazioni,la durata della prova può essere basata sul tempo di funzionamento continuo più lungo previsto combinato con l'esperienza pratica;.
• Integrità strutturale:Per la valutazione dei danni strutturali (ad es. guasto della giunzione di saldatura, viti sciolte, distacco del connettore, collisione dei componenti), durate più brevi (ad es.30 minuti a 1 ora) potrebbe essere sufficiente a rivelare tali problemi.Per lo scioglimento delle viti, il distacco dei connettori e le collisioni dei componenti, si può anche considerare il tempo di funzionamento continuo più lungo.
• Stress cumulativo (affaticamento):Per determinare la capacità di un prodotto di resistere allo stress accumulato,la durata della prova deve essere basata sul numero di cicli di sollecitazione attesi durante la sua vita utile o su un criterio di vita infinita (e.g., 10^7 cicli di sollecitazione).

Collaborazione con Dongguan Precision per soluzioni su misura di prova delle vibrazioni:

Per determinare le condizioni di prova appropriate per le vibrazioni sinusali è necessaria una conoscenza approfondita dell'ambiente previsto per il prodotto, delle pertinenti norme del settore e dei possibili meccanismi di guasto.Alla Dongguan Precision Test Equipment Co.., Ltd., il nostro team esperto può fornire una guida esperta nella selezione della frequenza, dell'ampiezza e della durata ottimali per la vostra applicazione specifica,garantire risultati accurati e significativi delle prove di vibrazioneContattateci oggi per discutere le vostre esigenze ed esplorare i nostri avanzati sistemi di prova delle vibrazioni.