電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(13)?—— 振動試驗(yàn)的邊界和界面

電子設(shè)備振動環(huán)境試驗(yàn)(10) —— 試驗(yàn)條件修正

本文主要討論振動試驗(yàn)的邊界和界面對試驗(yàn)的影響。

系統(tǒng)與分系統(tǒng)

振動試驗(yàn)中的邊界和界面問題，很大一部分是源于系統(tǒng)與分系統(tǒng)的界面問題。

在系統(tǒng)工程中，我們會將一個復(fù)雜系統(tǒng)分解為類似系統(tǒng)-分系統(tǒng)-組件-元器件等層級；各個層級對自己的產(chǎn)品負(fù)責(zé)；總體單位負(fù)責(zé)系統(tǒng)拆分和集成。在這個過程中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，盡可能將各個層級間解耦；然而對于動力學(xué)系統(tǒng)而言，解耦往往是非常困難的。

由于設(shè)備的真實(shí)邊界，通常都是有限剛度的；而在振動試驗(yàn)中，其邊界大多采用剛度近似無窮的固定邊界；當(dāng)激勵頻率與被測設(shè)備達(dá)到共振時，往往會帶來極大的過試驗(yàn)?，F(xiàn)實(shí)中，設(shè)備達(dá)到共振時，會出現(xiàn)動力吸振效應(yīng)，輸入能量會下降；而振動臺上，由于邊界剛度近似無窮大，設(shè)備輸入的能量被放大很多，引起過試驗(yàn)。

對于這類問題，通常有以下幾種處理方法：

在一些標(biāo)準(zhǔn)里，會推薦采用接近實(shí)際連接剛度的夾具去模擬連接關(guān)系；不過這種方式實(shí)現(xiàn)很困難，同時也會帶來其他問題；相反，在大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)里，要求夾具的剛度盡可能的高，條件允許情況下要求系統(tǒng)基頻高于加載的1.5倍，至少也需要達(dá)到被測設(shè)備基頻的1.5倍以上；在這種情況下，試驗(yàn)邊界的問題可能會非常突出；

通過對輸入條件修正，在共振點(diǎn)進(jìn)行下凹處理，系列文章中多次提到這種方法；

通過對被測設(shè)備關(guān)鍵部位進(jìn)行限幅；這類處理方法實(shí)際上并未解決試驗(yàn)過程中的邊界或者加載問題，更大程度上屬于對設(shè)備保護(hù)的一種控制方式；

通過力限控制實(shí)現(xiàn)更真實(shí)的加載；受限于設(shè)備的能力和相關(guān)規(guī)范發(fā)展，這類處理方法目前應(yīng)用較少，未來可能在一些行業(yè)中會得到進(jìn)一步推廣；

對于平臺-組合-器件系統(tǒng)，理想的系統(tǒng)層級關(guān)系包括：

平臺相對于組合質(zhì)量較大，組合相對于器件質(zhì)量較大；

組合基頻是平臺系統(tǒng)的2倍以上，器件基頻是組合系統(tǒng)的2倍以上；

對于這類系統(tǒng)，振動試驗(yàn)在低頻段幾乎不存在邊界和界面問題。然而，對于大多數(shù)系統(tǒng)，要滿足上述條件，在技術(shù)和代價等因素條件下，幾乎是不可能的。

尤其對于分系統(tǒng)質(zhì)量相對較大的系統(tǒng)，界面問題給設(shè)計(jì)和試驗(yàn)帶來了巨大的困難，目前也沒有統(tǒng)一的解決方法。

系統(tǒng)與分系統(tǒng)中邊界和界面問題，不僅僅是技術(shù)上的困難，底層邏輯難點(diǎn)在于分工和研制生產(chǎn)模式，這里不進(jìn)一步展開討論。

減震器

當(dāng)被測設(shè)備帶有減震器時，理想條件下帶減震器參與振動試驗(yàn)。

如果由于各種原因減震器無法參與試驗(yàn)，則需要對試驗(yàn)條件進(jìn)行修正和評估：

評估減震器引起的頻率變化、阻尼影響，以及在不同頻段的試驗(yàn)量級；

尤其要關(guān)注減震器的非線性問題；

減震器本身的抗振動能力；

最后

本文對振動試驗(yàn)的邊界和界面等問題進(jìn)行了簡單的探討。

振動試驗(yàn)有非常多的內(nèi)涵，是現(xiàn)代工業(yè)的重要環(huán)節(jié)。作者水平有限，系列文章只能介紹一些簡單理論和基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)；設(shè)計(jì)師還需要通過結(jié)合不同行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)、案例和標(biāo)準(zhǔn)提升對振動試驗(yàn)的認(rèn)知。