有源安装板振动试验研究

2013-04-25张姗姗

电子科技 2013年11期

王梅，张姗姗

(1.中国电子科技集团公司第38研究所工程技术部，安徽合肥230031;2.合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)

振动试验是指在实验室内利用激振设备使试件经受预先规定的振动，并达到预期目的的过程。在第二次世界大战中，许多战斗机和多种军用设备因受振动造成损坏，这一现象引起了各国的重视，为更好地模拟产品真实的振动环境，对产品进行可靠性检验，20世纪40年代，便引入了振动试验［1－2］。

有源安装板在工作时处于振动状态。加速减速、磨损以及环境等因素使得有源安装板在纵向、垂向和横向都有振动发生。安装在有源安装板上的部件不可避免地受到了振动的影响，但是必须承受振动而不致破损，并发挥其性能，达到预定寿命。振动试验可模拟实际运用时的振动环境，分析部件在不同振动状态下的振动模态，测试产品的极限强度。通过试验可以发现诸如固定件松脱、裂纹和断裂、非正常磨损及功能异常失效等由振动而引起的故障，从而帮助工程师在设计、制造、定型过程中进行失效分析与改善。因此对有源安装板进行振动试验研究具有重要的意义。

随着对产品或设备，特别是一些军用产品的安全性、可靠性和环境适应性要求的不断提高［3］，振动试验也显得尤为重要。

1 有源安装板及振动控制方法

1.1 有源安装板

某有源安装板由铝合金面板、透气铝蜂窝、铝合金预埋件和热管等组成，外形尺寸为600 mm×400 mm×20 mm。

1.2 振动控制方法

试验控制利用振动控制系统，采用平均控制方法，控制点位置在夹具和产品连接面上。试验时，计算机控制系统输出驱动信号，经功率放大器放大后输入振动台，在台面上产生振动，振动台作用力由夹具传到产品。振动控制点上的响应由加速度传感器反馈到计算机，控制系统进行比较和修正，使驱动信号在控制点上产生的加速度响应符合试验条件的要求。振动试验控制原理如图1所示。

图1 振动试验控制原理示意图

2 有源安装板振动试验

2.1 试验允差

试验误差是试验观测值与观测对象真值间之差。在试验的设计阶段、准备阶段以及实施阶段均会出现各种产生误差的原因，只有了解了试验误差的范围，才有可能正确评价试验所得到的结果［4］。

表1 试验条件允差

2.2 试验实施

(1)试验采用多点平均控制，控制点选在夹具和产品的连接点附近。振动试验X、Y、Z向的安装图分别如图2～图4所示。

图2 振动试验X向安装图

图3 振动试验Y向安装图

图4 振动试验Z向安装图

(2)在正式试验前先进行预振，预振条件取为正式试验条件的1/3。试验条件如表2和表3所示。

表2 随机振动试验条件

表3 正弦振动试验条件

预试验是指在正式试验前，用标准产品或只用少量样品进行试验，以便模拟出最佳的试验条件，为正式试验打下基础［5］。通过预试验，可为正式试验选择最佳试验材料，也能准确地控制无关变量。这样可为进一步的试验摸索条件，也可检验试验设计的科学性和可行性，以避免因设计不周，盲目开展试验而造成人力、物力、财力的浪费。

(3)预振结果确认后，开始正式振动试验。设计振动试验顺序如下:X向正弦振动试验(验收级)—X向正弦振动试验(鉴定级)—Y向正弦振动试验(验收级)—Y向正弦振动试验(鉴定级)—Z向正弦振动试验(验收级)—Z向正弦振动试验(鉴定级)—X向随机振动试验—Y向随机振动试验—Z向随机振动试验。