電磁振動試驗臺的隨機(jī)振動和正弦振動有什么不同？

??????每當(dāng)愛佩業(yè)務(wù)遇到購買電磁振動試驗臺的客戶在問他們需要隨機(jī)振動還是掃頻振動的時，大部分顧客均會反問：隨機(jī)振動和掃頻振動有什么不同？他們之間又有什么區(qū)別？什么產(chǎn)品要做正弦振動?什么產(chǎn)品要做隨機(jī)振動?今天愛佩科技給大家科普一下：

簡單的說, 正弦振動的振動在于找出產(chǎn)品設(shè)計或包裝設(shè)計的脆弱點(diǎn), 看在哪一個具體的頻率點(diǎn)響應(yīng)最大. 就是所謂的共振點(diǎn).(Resonant Frequency, Natural Frequency). 找到共振點(diǎn)后在該共振點(diǎn)作駐留測試.(10 min.dwell or more), 確定產(chǎn)品能否承受共振帶來的影響. 在做package design的時候,要盡量避開該頻率點(diǎn).  隨機(jī)振動要根據(jù)不同的運(yùn)輸方式來確定psd level,  可參考astm, mil-std810,ista或iec68。

隨機(jī)振動與正弦振動的區(qū)別

正弦振動在任意一瞬間只包含一種頻率的振動，而隨機(jī)振動在任意一瞬間包含頻譜范圍內(nèi)的各種頻率的振動，這些頻率能量的大小按照規(guī)定的譜圖分布。如下圖所示：

對于正弦振動   峰值＝1.4倍的有效值

對于隨機(jī)振動   峰值＝3倍的有效值

正弦振動是一種確定性的振動，其任一時刻的狀態(tài)是可以計算得到的，而且是一個確定的數(shù)值；

隨機(jī)振動的是一種非確定性的振動，預(yù)選是不可能確定物體上某一時刻的運(yùn)動瞬時值，只服從統(tǒng)計規(guī)律；

由于隨機(jī)振動包涵頻譜內(nèi)所有的頻率，所以樣品上的共振點(diǎn)會同時激發(fā)并可能相互影響，所以試驗比同量級的

正弦試驗嚴(yán)酷

理論上，隨機(jī)振動加速度的峰值可能是其總均方根值的任意倍，但在實現(xiàn)中不可能，一般標(biāo)準(zhǔn)要求其峰值不得少于總均方根值的3倍

一般情況是隨機(jī)振動可發(fā)現(xiàn)更可的問題,因為隨機(jī)振動同一時間里面包括了很長的頻率范圍,而正弦振動一個時間里面只有一個頻率,但有時也有例外,當(dāng)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)的脆弱點(diǎn)剛剛好頻率與正弦振動頻率相近,正弦(定頻或長掃頻速度很慢的振動)有時也可發(fā)現(xiàn)問題,但實際上這種問題, 在實際應(yīng)用的過程中一般不會發(fā)現(xiàn),隨機(jī)振動也可以為找共振點(diǎn)吧，記得以前做振動試驗的時候，使用隨機(jī)方式，坐在那里看著.看哪個頻率下振動幅度大，記下這個頻率后，使用定頻方式來做振動！其實大部分現(xiàn)實世界中的振動多是隨機(jī)振動，除了像回轉(zhuǎn)機(jī)械之類所產(chǎn)生的振動以外。

正弦振動試驗有三種程序：共振搜尋、正弦掃描、與共振駐留。其中共振搜尋與共振駐留以測試結(jié)構(gòu)與外在振動環(huán)境有共振頻率時的強(qiáng)度，正弦掃描則是考慮共振頻率以外的振動環(huán)境能量對產(chǎn)品的影響。  

早期(80年代)因為試驗技術(shù)的關(guān)系，大部分振動都是以正弦振動試驗為主。后來電腦數(shù)位技術(shù)發(fā)達(dá)與普及之后，隨機(jī)數(shù)據(jù)產(chǎn)生器(RandomNumber Generator)非常成熟可靠，因此近年來所有有關(guān)振動的標(biāo)準(zhǔn)，例如MIL-STD-810,IEC-60068，大多采隨機(jī)振動來驗證產(chǎn)品的耐振能力。   一般而言，正弦振動以解決結(jié)構(gòu)局部(Local)耐振能力(以受力Force為主)，因為它是一個頻率一個頻率的處理振動問題；隨機(jī)振動則結(jié)構(gòu)整體(Globle)耐振能力(以能量Energy為主)，從整個頻率范圍的總振動能量處理振動問題。在應(yīng)用上，若是在設(shè)計初期為了尋找設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性(如自然頻率、阻尼系數(shù)等)正弦振動可以有較好的結(jié)果，但是從驗證產(chǎn)品實際應(yīng)用時的耐振能力而言，隨機(jī)振動是比較接近現(xiàn)實世界的振動情形。  正弦振動看共振就像你在聽收音機(jī)一樣，試驗時一般是以低G值(例如1g)出力，由低頻往高頻依照一定頻率變化速率(掃描率)慢慢增加，當(dāng)振動機(jī)出力的頻率與試件的自然頻率耦合時，若你在試件上貼有加速儀，你可以從示波器上看到振動值(振幅)增大的反應(yīng)，此時示波器或信號分析儀對應(yīng)的頻率就是試件的自然頻率或共振頻率，就像你的收音機(jī)收到固定電臺的聲音，表示你接到那個電臺的頻率一樣。手機(jī)接到信號也是頻率共振的例子。一般結(jié)構(gòu)對於振動力源的反應(yīng)有一定的時間，低頻反應(yīng)慢、高頻反應(yīng)快。這就是為什麼正弦掃描時采用的對數(shù)掃描率的原因。太快可能結(jié)構(gòu)未能及時反應(yīng)，信號微弱無法辨識，當(dāng)然太慢也就沒有意義了，徒然浪費(fèi)時間而已。

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