隨機(jī)振動是指一種振動波形雜亂、對未來任何一個給定時刻其瞬時值不能預(yù)先確定,其波形隨時間的變化顯示不出一定規(guī)律的振動,無法用確定性函數(shù)解釋其規(guī)律。在自然環(huán)境中和工程實(shí)際中都存在一種現(xiàn)象,其變化是高度不規(guī)則,無規(guī)律的,不可預(yù)估也不可重復(fù),物理現(xiàn)象的這種變化規(guī)律稱為“隨機(jī)”的。例如,海浪,地震,陣風(fēng)(湍流),火箭的噴氣噪聲以及不平路面。在隨機(jī)現(xiàn)象作用下,系統(tǒng)產(chǎn)生的振動規(guī)律也同樣有隨機(jī)的特征,振動過程是不確定的,這樣振動稱為隨機(jī)振動。
工程中有很多這樣的實(shí)際例子:
在海浪作用下,海洋平臺結(jié)構(gòu)、水面艦船、出入水的導(dǎo)彈的振動;
在湍流作用下,飛行器結(jié)構(gòu)的振動;
在陣風(fēng)作用下,高聳建筑物、橋梁的振動;
在地震作用下,所有地面建筑結(jié)構(gòu)的振動;
在發(fā)動機(jī)噴氣噪聲以及大氣氣動噪聲的作用下,火箭、導(dǎo)彈等飛行器結(jié)構(gòu)的振動;
在不平路面的作用下,各種車輛的振動。
振動試驗(yàn)的目的在于確定裝備是否可以承受壽命周期內(nèi)的振動條件并且能夠正常工作。有時候也考核產(chǎn)品在振動和其他氣候環(huán)境因素疊加條件下是否可以正常工作,比如:溫度+濕度+振動(簡稱三綜合)。
一、振動可能激發(fā)裝備那些故障或問題
導(dǎo)線磨損;
緊固件/元器件松動;
斷續(xù)的電氣接觸;
電氣短路;
密封失效;
元器件失效;
光學(xué)上或機(jī)械上的失調(diào);
結(jié)構(gòu)裂紋或斷裂;
微粒和失效元器件的移位;
微?;蚴г骷羧腚娐坊驒C(jī)械裝置中;
過大的電氣噪聲;
軸承摩蝕等。
二、振動試驗(yàn)程序
程序1:一般振動試驗(yàn)
評估裝備在寬頻帶隨機(jī)振動環(huán)境下的性能,模擬裝備在運(yùn)輸、操作或作戰(zhàn)時可能遇到的廣泛振動情況。特點(diǎn):通常采用隨機(jī)振動,振動譜根據(jù)裝備的使用環(huán)境定制,覆蓋較寬的頻率范圍。
程序2:模擬散裝貨物運(yùn)輸振動試驗(yàn)
專門針對裝備作為散裝貨物運(yùn)輸時可能遇到的振動條件,如鐵路、公路、海上或空中運(yùn)輸。特點(diǎn):可能包括正弦掃頻振動和隨機(jī)振動,模擬運(yùn)輸過程中的特定振動譜,重點(diǎn)關(guān)注運(yùn)輸過程中的長期振動疲勞效應(yīng)
程序3:模擬大型組件運(yùn)輸振動試驗(yàn)
適用于大型軍事裝備組件在特殊運(yùn)輸條件下的振動評估,考慮到了大型結(jié)構(gòu)件在運(yùn)輸過程中的獨(dú)特振動響應(yīng)。特點(diǎn):可能包括特定的正弦振動或隨機(jī)振動模式,模擬大型組件在運(yùn)輸過程中的振動特性,可能更注重低頻振動的影響。
程序4:組合式飛機(jī)外掛的掛飛和自由飛
專門用于評估飛機(jī)外掛武器系統(tǒng)、吊艙或傳感器等在掛飛狀態(tài)或投放(自由飛)過程中的振動耐受性。特點(diǎn):包含飛行過程中可能遇到的復(fù)雜振動環(huán)境,如啟動、飛行中的氣動振動、著陸沖擊等,既包括隨機(jī)振動也可能包含特定的沖擊試驗(yàn)。
三、GJB150.16A 各個試驗(yàn)程序的振動時長是多少的?
GJB150.16A標(biāo)準(zhǔn)中并沒有直接提供一個固定的、適用于所有試驗(yàn)程序的標(biāo)準(zhǔn)時長。各個試驗(yàn)程序的時長取決于試驗(yàn)類型(如正弦振動、隨機(jī)振動或特定的運(yùn)輸振動模擬)、 裝備的特性和預(yù)期的應(yīng)用環(huán)境。具體時長需要根據(jù)裝備的使用說明書、設(shè)計要求和預(yù)估的振動暴露頻譜來確定,以確保試驗(yàn)?zāi)軌虺浞帜M裝備在實(shí)際服役中可能遇到的振動條件。
一般而言,試驗(yàn)時長由以下幾個因素決定:
頻率范圍:振動試驗(yàn)覆蓋的頻率范圍越廣,試驗(yàn)時間可能越長,以確保在所有關(guān)鍵頻率上都有足夠的暴露時間。
振動譜:根據(jù)裝備將面臨的特定振動譜(如運(yùn)輸振動譜、飛行振動譜),試驗(yàn)時長會有所不同。
試驗(yàn)?zāi)康模耗途眯詼y試、功能驗(yàn)證或是敏感度評估可能會影響試驗(yàn)的持續(xù)時間。
標(biāo)準(zhǔn)推薦:GJB150.16A中可能會提供某些類型試驗(yàn)的推薦暴露時間或循環(huán)次數(shù),但這需要結(jié)合試驗(yàn)的具體配置來確定。
四、振動試驗(yàn)設(shè)備
對于一般振動試驗(yàn)程序而言,通常根據(jù)所要求的試驗(yàn)頻率范圍、位移以及受試樣品和夾具的尺寸和質(zhì)量來選擇振動試驗(yàn)臺。
對于散裝貨物運(yùn)輸環(huán)境,通常采用運(yùn)輸顛簸臺進(jìn)行模擬,它可以在臺面的垂直面產(chǎn)生頻率為5Hz,雙振幅值為25.4mm的圓周運(yùn)動。
對于大型組件運(yùn)輸環(huán)境,通常采用實(shí)際跑車試驗(yàn),試驗(yàn)路面可以是設(shè)計的試驗(yàn)道路、典型公路或指定的專用公路。
對于組合式飛機(jī)外掛的掛飛和自由飛 ,通常也是采用實(shí)驗(yàn)室的振動試驗(yàn)臺進(jìn)行模擬。
五、GJB150.16A-2009振動試驗(yàn)?zāi)苣M哪些場合下的振動試驗(yàn)
制造階段環(huán)境應(yīng)力篩選振動試驗(yàn);卡車、拖車、履帶車等運(yùn)輸振動環(huán)境;飛機(jī)-噴氣式飛機(jī)、螺旋槳式飛機(jī)、直升機(jī)振動環(huán)境;艦船-水面艦船振動試驗(yàn);鐵路-火車振動試驗(yàn);固定翼飛機(jī)-噴氣式飛機(jī);發(fā)動機(jī)-渦輪發(fā)動機(jī)振動環(huán)境等
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