Comment déterminer les conditions pour un test de vibration sinusale?

Le test de vibration sinusoïdale est un test environnemental mécanique fondamental conçu pour simuler les effets des vibrations sinusoïdales que les produits peuvent rencontrer pendant le transport, le stockage et l'utilisation réelle dans un cadre de laboratoire contrôlé. Ces vibrations sont souvent induites par des forces rotatives, pulsantes ou oscillantes provenant de sources comme des avions, des véhicules, des navires, des équipements aéroportés et des machines au sol. La gravité d'un test de vibration sinusoïdale, ouniveau de rigueur, est défini conjointement par trois paramètres clés:fréquence,amplitude, etdurée de test.

Chez Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd., nous fournissons des systèmes de test de vibration avancés pour répondre à un large éventail de normes de test. Comprendre comment déterminer ces conditions de test cruciales est essentiel pour une évaluation précise et significative des produits. Décomposons les aspects clés.

I. Définition des termes essentiels (basés sur GB / T 2298-2010)

Pour assurer la clarté, définissons certains termes pertinents en fonction de la norme nationale chinoise pour la surveillance mécanique des vibrations, des chocs et des conditions:

1. Vibration sinusoïdale:Une vibration périodique dont le paramètre de vibration est décrit par une fonction sinusoïdale du temps.
2. Fréquence (F):Le réciproque de la période. Mesuré à Hertz (Hz), représentant des cycles par seconde.
3. Amplitude:
   • Déplacement (déplacement relatif):La quantité variant dans le temps représentant le changement de position d'un point sur un objet par rapport à un cadre de référence.
   • Valeur maximale à crête (d'une vibration):La différence entre les valeurs maximales positives et négatives maximales d'une vibration dans un intervalle de temps donné. Son ampleur dépend de la réponse ou du temps de montée du système de mesure.
4. Fréquence croisée:La fréquence à laquelle une caractéristique spécifique de la vibration passe d'une relation à une autre. Par exemple, la fréquence à laquelle l'amplitude des vibrations ou la valeur RMS passe d'une relation de déplacement constante à une relation constante d'accélération-fréquence.

Ii Naviguer dans le paysage des normes

Une multitude de normes de test de vibration existent, variant selon les pays, les régions et les industries. Certaines organisations standard et leurs cadres comprennent: ASTM, Ista, Mil-Std, EN, IEC, ETSI, JIS, SAE, Jaso, ISO et AEC.

Les normes de test de vibration sinusoïdales couramment référencées comprennent:

• GB / T 2423.10-2008: Test environnemental pour les produits électriques et électroniques - Partie 2: TestMéthodes - Tester FC: vibration (sinusoïdal)
• IEC 60068-2-6-2007: Test environnemental - Partie 2-6: Tests - Test FC: Vibration (sinusoïdal) 
   

   
• ISO 8318: 2000: Emballage - Packages de transport remplis et remplis de charges unitaires - Tests de vibration à l'aide d'une fréquence variable
• GB / T 4857.10-2005: Emballage - Tests de base pour les packages de transport - Partie 10: Méthode de test de vibration de fréquence variable sinusoïdale

Iii. Comprendre les méthodes de test: Sine balayée par rapport à la fréquence fixe

Dans les tests de vibration sinusoïdale, deux méthodes de test primaire sont utilisées:

1. Test de sinus balayé:

Cette méthode consiste à maintenir un ou deux paramètres de vibration (déplacement, vitesse ou accélération) à un niveau constant tout en variant en continu la fréquence de vibration dans une plage définie. Le balayage peut être:

• Valage linéaire:La fréquence change linéairement avec le temps (par exemple, Hz / S ou Hz / min). Ceci est souvent utilisé pour identifier les fréquences de résonance.
• Valage logarithmique:La fréquence change logarithmiquement avec le temps (par exemple, oct / min ou déc / min). Un taux de balayage d'une octave par minute signifie que la fréquence double (ou les moitiés) chaque minute. Les balayages logarithmiques sont souvent utilisés pour les tests d'endurance, car ils passent un temps égal à des décennies de fréquence, ce qui entraîne des balayages plus lents à des fréquences plus basses et des balayages plus rapides à des fréquences plus élevées.

Les tests en sinus balayés sont principalement utilisés pour:

• Analyse de la réponse aux vibrations (recherche de résonance):Identifier les fréquences naturelles (résonances) d'un produit et évaluer sa stabilité pendant le fonctionnement pour identifier les zones nécessitant une isolation ou un renforcement des vibrations.
• Test de sinus balayé par l'endurance:Lorsqu'un produit ne présente aucune résonance significative dans sa gamme de fréquences de fonctionnement ou a plusieurs résonances mineures, un balayage d'endurance est effectué. Cela implique généralement un balayage logarithmique avec une amplitude de déplacement constant à des fréquences plus basses et une amplitude d'accélération constante à des fréquences plus élevées, avec une fréquence croisée généralement entre 55 et 72 Hz et une vitesse de balayage d'une octave par minute.
• Vérification de la résonance post-endurance:Répéter la recherche de résonance initiale après les tests d'endurance pour déterminer si des fréquences de résonance se sont déplacées, indiquant des changements structurels potentiels ou une dégradation.

2. Test de fréquence fixe:

Cette méthode consiste à soumettre l'échantillon de test à des vibrations à des points de fréquence fixe spécifiques avec différents niveaux d'autres paramètres de vibration (amplitude). Il est principalement utilisé pour:

• Test de séonance:En appliquant des vibrations à une fréquence de résonance significative identifiée lors de la recherche de résonance pour évaluer la capacité du produit à résister à des vibrations prolongées à sa fréquence naturelle.
• Test de fréquence prédéterminée:Simulation des fréquences de vibration connues rencontrées dans l'environnement de fonctionnement réel du produit pour évaluer ses performances et sa durabilité dans ces conditions spécifiques.

Iv. Déterminer les conditions de test (niveau de gravité)

La sélection des conditions de test appropriées (fréquence, amplitude et durée) est cruciale pour un test de vibration sinusoïdale pertinent et efficace.

1. Plage de fréquence et de fréquence:

• Certaines normes (en particulier les normes militaires) spécifient directement la fréquence de test ou la gamme de fréquences en fonction de l'environnement opérationnel du produit.
• Les normes commerciales définissent souvent la gamme de fréquences en utilisant différentes approches.

Considérations pour déterminer la plage de fréquences:

• Les produits peuvent connaître des fréquences de vibration très faibles pendant le transport ou le fonctionnement (par exemple, un équipement monté sur le véhicule avec des fréquences fondamentales aussi faibles que 1,5 à 4 Hz). Cependant, la réalisation de vibrations précises à basse fréquence (inférieures à 1 Hz) sur un équipement de test de vibration standard peut être difficile en raison de la distorsion de la forme d'onde.
• Lors de la définition de la plage de fréquences, il est essentiel de considérer les capacités du système de test de vibration disponible. Les shakers hydrauliques conviennent souvent aux fréquences plus basses (1-200 Hz), tandis que les shakers électrodynamiques excellent sur une plage plus large (généralement 0-3000 Hz, avec des limites inférieures autour de 5 à 10 Hz pour les systèmes modernes). Pour les plages de fréquences larges s'étendant à des fréquences très basses, un compromis sur la limite de fréquence inférieure peut être nécessaire lors de l'utilisation de shakers électrodynamiques.

2. Amplitude et sa sélection:

Dans les tests de vibration sinusoïdale, l'amplitude est définie par déplacement (pic ou pic à crête) ou accélération (pic). Certaines normes spécifient uniquement le déplacement, tandis que d'autres fournissent les deux.

• Amplitude de déplacement uniquement:La CEI et les normes nationales spécifient souvent une amplitude de déplacement uniquement pour les tests avec une limite de fréquence supérieure de 10 Hz. De même, certaines normes militaires pour les composantes électroniques et électriques spécifient une amplitude de déplacement constant (par exemple, 0,75 mm une amplitude unique) dans une plage de fréquences spécifique (par exemple, 10-55 Hz).
• Amplitude combinée de déplacement et d'accélération:Dans les scénarios de vibration du monde réel, les fréquences plus basses présentent généralement des amplitudes de déplacement plus importantes, tandis que des fréquences plus élevées présentent des amplitudes d'accélération plus importantes. Les tests modernes de vibration sinusoïdale tentent de se rapprocher de cela en utilisant une amplitude de déplacement constant à des fréquences plus basses (appelées "déplacement constant") et une amplitude d'accélération constante à des fréquences plus élevées ("accélération constante"). La fréquence à laquelle le mode de commande passe du déplacement constant à une accélération constante est appelée lefréquence croisée. La CEI et les normes nationales définissent souvent deux fréquences croisées: une plus faible autour de 8 à 9 Hz (principalement pour l'équipement des bords) et une plus élevée autour de 57-62 Hz (principalement pour l'équipement terrestre et aéroporté).

3. Durée de test et sa sélection:

La durée du test est un paramètre critique pour évaluer la capacité d'un produit à résister aux vibrations. Cependant, la détermination du temps d'exposition réel équivalent pour une durée de test de laboratoire donnée peut être difficile.

• Pour les tests de sinus balayés, la durée est généralement spécifiée par le nombre de cycles de balayage.
• Pour les tests de fréquence fixe, la durée est généralement donnée en minutes ou en heures.
• Les normes CEI et nationales fournissent une gamme de niveaux de cycle de balayage (par exemple, 1, 2, 5, 15, 20, 50, 100) et des durées de test de fréquence fixe (par exemple, 10 min, 30 min, 1 h, 1,5 h, 2 h, 10 h). Les normes militaires pour les dispositifs microélectroniques et les composants électroniques / électriques spécifient souvent 12 cycles (trois axes) ou 36 cycles (trois axes). Un taux de balayage commun pour les tests de sinus balayés est une octave par minute.

Le choix spécifique de la durée du test est généralement basé sur leMécanismes de défaillancefaire l'objet d'une enquête:

• Impact sur les performances:Si l'accent est mis sur la dégradation temporaire des performances (par exemple, le dysfonctionnement, l'instabilité) qui se rétablit après la cesse de vibration, la durée du test peut être basée sur le temps de fonctionnement continu le plus attendu combiné à une expérience pratique.
• Intégrité structurelle:Pour évaluer les dommages structurels (par exemple, défaillance des joints de soudure, vis en vrac, détachement de connecteur, collision des composants), des durées plus courtes (par exemple, 30 minutes à 1 heure) peuvent être suffisantes pour révéler ces problèmes. Pour le relâchement des vis, le détachement du connecteur et la collision des composants, le temps de fonctionnement continu le plus long peut également être pris en compte. Dans certains cas, toute la durée de vie du produit pourrait être pertinente.
• Stress cumulatif (fatigue):Pour déterminer la capacité d'un produit à résister au stress accumulé, la durée du test doit être basée sur le nombre de cycles de stress attendus pendant sa durée de vie de service ou sur la base d'un critère de vie infini (par exemple, 10 ^ 7 cycles de stress).

Partenariat avec Dongguan Precision pour les solutions de test de vibration sur mesure:

La détermination des conditions de test de vibration sinusoïdales appropriées nécessite une compréhension approfondie de l'environnement prévu du produit, des normes de l'industrie pertinentes et des mécanismes de défaillance potentiels. Chez Dongguan Precision Test Equipment Co., Ltd., notre équipe expérimentée peut fournir des conseils d'experts dans la sélection de la fréquence, de l'amplitude et de la durée optimales de votre application spécifique, en garantissant des résultats de tests de vibration précis et significatifs. Contactez-nous dès aujourd'hui pour discuter de vos exigences et explorer nos systèmes de test de vibration avancés.