電子設備運輸試驗方案的確定

吳斌

【關鍵詞】運輸試驗;正弦定頻振動;正弦變頻振動;隨機振動

運輸試驗是產品環境適應性試驗的重要組成部分，通過模擬產品的運輸過程，驗證產品的結構設計與包裝要求是否存在設計缺陷或可能存在的風險，為產品設計合理化、產品生產質量一致性提供數據支撐，也是產品運輸問題事故仲裁及分析、復現的有效手段。

一、振動由來及危害

產品在運輸過程中所承受的振動主要來自運輸工具和運輸環境。如路況的起伏，路面的等級，汽車發動機的固有振動、車輛的減震性能，牽引機和鐵軌接縫處的會產生周期性的振動，飛機發動機的高頻振動，起飛、降落及氣流作用產生的低頻及周期性的振動，船舶發動機的振動及水面風浪顛簸引起的振動等因素都會使產品承受各方向的振動。運輸過程中產生的振動，可能導致產品發生外觀的表面擦劃傷，機械部件因反復施加作用力導致螺絲松動、結構扭曲變形等問題，內部部件可能出現因振動導致器件失效或管腳接觸松動等問題。

二、運輸試驗的振動類型及量值因素

運輸試驗的振動通常可分為三類：正弦定頻振動試驗、正弦變頻振動試驗和隨機振動試驗三種。三種類型振動試驗前需要確定的量值因素如下：

正弦定頻振動：振動頻率、振動位移、振動加速度、振動時間、振動方向;正弦變頻振動：振動頻率、振動位移、振動加速度、倍頻程、變頻速率、振動時間、振動方向;隨機振動：振動頻率、功率譜密度、振動時間、振動方向。

三、各類型運輸試驗的方法、參數確認及標準要求

（一）正弦定頻振動

正弦定頻振動的試驗方法有兩種：定加速度法、定位移法[1]。試驗方法可參考《GB/T 4857.7-2005》第5.6章節。在試驗條件中，振動頻率、位移和加速度三者之間有固定的數學關系，其振動狀態方程式表示為：

D=G*10-3/（2πf）2

其中，D表示半峰值位移，單位為mm;G表示振動加速度，通常用g值的倍數表示;f為頻率，單位為Hz。

試驗量值的確認可參考《GB/T 4857.18-92》中表2基本的試驗強度值，根據被試產品的實際情況如尺寸、重量、運輸方式等選擇試驗參數[2]。

（二）正弦變頻振動

正弦變頻振動的試驗方法有兩種：掃頻試驗、共振試驗[3]。試驗方法可參考《GB/T 4857.10-2005》第5.5章節。在試驗條件中，倍頻程的計算公式為：n=

其中，n表示倍頻程，單位為oct;fH表示上限頻率，單位為Hz;fL表示下限頻率，單位為Hz。變頻速率的計算公式為：R=

其中，R表示變頻速率，單位為oct/min;T表示變頻時間，單位為min或s。

（三）隨機振動

隨機振動是在振動過程中，質點運動周期沒有規律，并且過程用不精準重復，只能用統計方法來研究的非周期性振動[4]，其三個試驗條件值為功率譜密度（PSD）、加速度均方根（Grms）和振動時間。可通過采集運輸數據，利用統計學制定出隨機振動譜。在制定試驗方案時，可參考《GB/T4857.23-2012》、《GJB 150.16A-2009》中給出的試驗條件開展試驗[5]，也可根據實際情況，建立新的隨機振動譜。

四、結束語

三種類型的運輸試驗從對應的試驗條件和量值來看，都是獨立的，不存在等效或者替換的關系，其試驗嚴酷等級也不能互相比較。根據電子產品的實際情況，選擇合適的試驗項目、試驗強度和試驗時間，可以讓試驗結果更接近現實，起到更好的驗證作用。