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振动试验的3种类型

嘉峪检测网        2025-09-05 19:41

你有没有遇到过这样的售后问题:用户反馈收到寄送的商品出现外壳开裂,车载导航在颠簸路面上行驶时突然黑屏或出现异响,飞机起飞时耳机传来奇怪的杂等等。这些可能都是产品在振动环境中“不扛造”的表现。

产品从研发生产到用户手中,要经历运输途中的颠簸、使用时的机械振动,甚至极端环境下的高频晃动。可你的产品,真的能“扛住”这些考验吗?

振动试验是通过模拟产品在运输、储存、安装和使用过程中可能受到的振动环境,来检测评估产品性能是否稳定、结构是否可靠的试验方法。其主要目的在于发现产品在设计和制造过程中的缺陷,验证产品是否达到预期寿命,确保产品符合相关国际/国家标准和要求,保障安全,以及优化产品设计和包装方案。(找缺陷→验证设计→保障安全→优化提升)

从航空航天到汽车电子,从军工装备到家用电器,几乎所有涉及制造和运输的行业都需要进行振动试验,毕竟没人愿意买一个“一颠就坏”的东西,它是产品可靠性测试中不可或缺的一环。

 

为什么要做振动试验?

各行各业都在做振动试验。

1)航空航天领域:火箭发射时的剧烈振动、太空中的极端温度变化,都对设备提出了极高要求。通过振动试验,工程师能够确保每一个零件都能在极端环境下正常工作。

2023 年某航天团队在卫星发射前,对太阳能帆板做振动试验时,发现帆板支架的焊点在高频振动下会开裂。如果没做这个试验,卫星进入太空后,帆板可能无法展开,整个 mission 都会失败 —— 要知道,一颗卫星的研发成本动辄上亿,振动试验相当于给 “太空之旅” 上了份保险。

2)汽车行业:从发动机的持续振动到颠簸路面的随机振动,汽车零部件必须经受住各种考验。比如汽车底盘的悬挂部件,要是没经过振动试验,长期行驶后可能出现螺栓松动;甚至车载屏幕的排线,也可能因振动接触不良导致黑屏。

某知名汽车品牌曾因未充分进行振动试验,导致批量车型出现异响问题,最终召回损失惨重。

3)电子产品:手机、智能手表等电子产品从生产线到用户手中,要经历多次搬运、运输的振动考验。如手机出厂前,会被放进振动台模拟跌落、口袋晃动等场景:检测屏幕是否会碎、电池是否会松动、内部芯片是否会脱焊。要是跳过这一步,可能你刚买的手机,装在口袋里走两步就没信号了。

4)家电行业:如洗衣机在脱水时会产生强烈振动,如果设计不当,不仅会产生巨大噪音,还可能发生"行走"现象。通过振动试验,工程师可以优化配重和减震系统。

 

振动试验的类型

1、正弦振动试验

正弦振动试验是指振动台在单一频率上以固定的振幅或加速度做往复运动。频率可以固定不变,也可以在一定范围内连续扫描(扫频)。这是最经典、最基础的振动试验方法,包括定频振动试验和扫描正弦振动试验。它模拟的是旋转、脉冲、振荡(在船舶、飞机、车辆上)产生的振动,可以用来寻找产品的共振点。

2、随机振动试验

随机振动试验是指振动台同时在所有频率上激励,每个频率点的加速度值都在随机变化,但整体符合一个指定的统计规律(功率谱密度,PSD)。所有频率同时激发,非周期性、无规律的振动,更接近真实环境,如公路运输、航空运输等。

3、混合振动试验

结合了正弦振动和随机振动的特点,正弦振动+随机振动、随机振动+随机振动、正弦振动+正弦振动等。

 

振动试验实施流程

1)样品准备:样品要选和量产版完全一致的样品,还要做预处理:比如给家电通电、给汽车零件装到模拟车架上,尽可能贴近实际使用状态。

2)选对试验设备:核心设备是 “振动台”,根据样品大小和测试要求选择合适的振动台。还要搭配传感器(测振动频率、力度)、数据记录仪。比如测大型设备(像洗衣机),得用 “电磁振动台”;测小型零件(像手机芯片),用 “压电振动台” 更精准。

3)试验参数设定:根据标准或自定义条件设置振动频率、振幅等参数。比如模拟汽车运输,一般设定 “振动频率 5-200Hz、振幅 2mm”(参考货车颠簸数据);模拟飞机飞行,频率调到 “20-2000Hz”(高空气流的高频振动)。

4)试验执行:按照预设程序进行测试

5)数据采集与分析:实时记录试验数据,分析产品响应。

6)结果评估:根据测试结果评估产品是否合格,给出改进建议。

 

振动试验不是“成本”,是保障

有的厂商觉得 “省点试验费”,但省下的钱,可能远远不够后续的损失:比如产品在运输过程中损坏,导致客户投诉和退货率升高,快递理赔、重新发货的成本可能是试验费的 10 倍;产品在使用早期出现故障,维修成本高昂且品牌声誉受损;在汽车、航空航天等领域,振动可能导致灾难性后果,比如汽车刹车零件没做试验,可能引发交通事故;无法满足国际/国家标准和客户要求,逐渐失去市场。

对企业来说,一次振动试验的投入,换的是用户的信任和品牌的长久;对消费者来说,关注 “有没有做振动试验”,也是在为自己选到 “扛造” 的好产品把关。

 

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来源:科鉴检测