苏试试验重庆广博实验室
一、基本概念
物体的运动量随时间按正弦函数变化的运动称为正弦振动，它是一种周期性振动，也称为简谐振动。如图1所示，正弦振动的幅值和相位随时间变化，且可以预测运动状态，其数学方程式为：
A（t）=Dsin（ωt φ）
其中，
D----位移峰值0-p（m），
ω----角频率或角速度（rad/s，ω=2πf），
φ----初相位（rad），
t----时间（s）。
一般在正弦振动试验中，假设初相位为零，位移峰值D（m）、速度峰值V（m/s）、加速度峰值A（m/s2）、频率f（Hz）四个参数，只要知道其中的两个，它们之间的关系可以表示为：
A=（2πf）2D
V=2πf D
在日常振动试验中，加速度更常用重力加速度g来表示，可以通过下面的经验公式来表示加速度与位移的关系：
A=Df2/250（单位：g）
图1正弦振动的幅值和相位随时间变化曲线
二、试验分类
正弦振动试验分为定频试验和扫频试验，扫频试验又分线性和对数两种扫频方式。
试验过程中，频率始终不变的即定频试验。定频试验一般应用于模拟转速固定的旋转机械引起的振动或考核产品在预定危险频率处的耐振能力。
试验过程中，频率随时间变化的即扫频试验，扫频试验中振动量级是频率的函数。扫频试验根据频率变化的类型又分线性扫频和对数扫频。线性扫频频率变化是线性的，常用单位是Hz/s 或Hz/min，这种扫描用于细找共振频率的试验；对数扫频频率变化按对数变化，扫描率可以是Oct/min、Oct/s，Oct是倍频程，倍频程是指上限频率f2与下限频率f1之比等于2的n次方，则称f2是f1的n次倍频程。扫频试验一般应用于产品振动频响的检查或在找不到危险频率时考核其耐振能力。
图2 正弦振动试验原理示意图
三、试验实施
正弦振动试验条件要求振动控制仪能够保证振动台处在规定的频率上，扫频试验更要求以规定的扫描速度对产品施加规定幅值的振动。正弦振动试验的原理如图2所示，苏试试验重庆实验室现行采用苏试集团自主研发生产的推力1T至20T各型振动台及RC-3000试验控制系统，可实现最大加速度150g、最大p-p位移100mm正弦振动试验，并确保试验实施过程中各项参数控制精准，误差满足标准方法要求。
图3 20T振动台 （台面尺寸2000×2000mm）
图4 8T振动台 （可实现最大加速度150g正弦振动）
四、试验标准
苏试试验重庆实验室目前已通过CNAS、CMA等机构认可多项正弦振动试验标准方法，现列举一些常用的相关试验方法如下。
GB/T 2423.10-2019《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动（正弦）》；
GJB 360B-2009《电子及电气元件试验方法》方法201、方法204；
GJB 548B-2005《微电子器件试验方法和程序》方法2005、方法2007；
MIL-STD-202G：2002《电子电器部件测试标准》方法201A、方法204A；
GB/T 4857.7-2005《包装 运输包装件基本试验 第7部分正弦定频振动试验方法》；
GB/T 4857.10-2005《包装 运输包装件基本试验 第10部分：正弦变频振动试验方法》。
图5 5.4T振动台 （可实现最大p-p位移100mm正弦振动）
五、小结
正弦振动作为一种最常见的振动试验方法，广泛应用于航空航天、汽车车辆、轨道交通等各领域产品的研发、鉴定、验收等各阶段试验。正弦扫频还作为一种分析方法，应用于大型或复杂结构工装或产品的频率特性检查。苏试试验重庆实验室已积累丰富的相关经验，能针对产品类型和试验目的科学、合理、有效的实施试验，以保证试验的有效性及可靠性。我们竭诚为您及您的产品做到无微不至的关怀，欢迎莅临交流指导！
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