一、基本概念

在自然界和工程實(shí)際中存在一種現(xiàn)象，其變化是高度不規(guī)則，無(wú)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(chēng)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(dòng)規(guī)律也同樣有隨機(jī)的特征，振動(dòng)過(guò)程是不確定的，這樣振動(dòng)稱(chēng)為隨機(jī)振動(dòng)。工程中有很多這樣的實(shí)際例子： 在海浪作用下，海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)、水面艦船、出入水的導(dǎo)彈的振動(dòng)； 在湍流作用下，飛行器結(jié)構(gòu)的振動(dòng)； 在陣風(fēng)作用下，高聳建筑物、橋梁的振動(dòng)； 在地震作用下，所有地面建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)； 在發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣噪聲以及大氣氣動(dòng)噪聲的作用下，火箭、導(dǎo)彈等飛行器結(jié)構(gòu)的振動(dòng)； 在不平路面的作用下，各種車(chē)輛的振動(dòng)。

振動(dòng)測(cè)試是仿真產(chǎn)品在運(yùn)(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，本試驗(yàn)是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動(dòng)環(huán)境影響，用來(lái)確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動(dòng)的能力。振動(dòng)試驗(yàn)是評(píng)定元器件、零部件及整機(jī)在預(yù)期的運(yùn)輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。 振動(dòng)試驗(yàn)的目的是模擬一連串振動(dòng)現(xiàn)象，測(cè)試產(chǎn)品在壽命周期中，是否能承受運(yùn)輸或使用過(guò)程的振動(dòng)環(huán)境的考驗(yàn)，也能確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的要求標(biāo)準(zhǔn)。振動(dòng)試驗(yàn)的精華在于確認(rèn)產(chǎn)品的可靠性及提前將不良品在出廠(chǎng)前篩檢出來(lái)，并評(píng)估其不良品的失效分析使其成為高水平，高可靠性的產(chǎn)品。

二、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)

為了研究隨機(jī)振動(dòng)，我們采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)研究，如果隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性不隨時(shí)間變化，稱(chēng)之為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，當(dāng)整個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性與每個(gè)樣本的統(tǒng)計(jì)特性相同時(shí)，稱(chēng)這種平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程為各態(tài)歷經(jīng)的過(guò)程。即時(shí)間平均等于集平均。隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)也就是模擬一種各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)過(guò)程。 隨機(jī)振動(dòng)控制系統(tǒng)最基本的計(jì)算是快速傅里葉正變換(FFT)及逆變換(IFFT)，因?yàn)檫@是隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)從時(shí)域變?yōu)轭l域，又從頻域變換為時(shí)域的基礎(chǔ)。

工程中，一般使用激勵(lì)的均方值與頻率帶寬的比值來(lái)評(píng)估，即PSD，其值=(均方)/(f1-f2)；可以得出，PSD的單位為units2/Hz；對(duì)于振動(dòng)，常用的單位： 加速度隨機(jī)激勵(lì)(m/s2)2/Hz或G2/Hz； 速度隨機(jī)激勵(lì)(m/s)2/Hz； 位移隨機(jī)激勵(lì)(mm)2/Hz。 PSD被描述為帶寬頻率的函數(shù)；每一個(gè)帶寬的取其中心位置的頻率值。使用一條包絡(luò)線(xiàn)來(lái)描述整個(gè)變化過(guò)程。在實(shí)際使用中一般用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系進(jìn)行描述，雖然整個(gè)過(guò)程是隨機(jī)的，但是PSD曲線(xiàn)只有限的遵守其隨機(jī)性。

（圖為將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域內(nèi)的PSD曲線(xiàn)的過(guò)程） 隨機(jī)振動(dòng)量值一般用加速度總均方根值Grms表示，其值等于在頻率上對(duì)加速度譜密度積分后開(kāi)根號(hào)。

（圖為加速度總均方根值Grms示例）

三、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)列舉一些常用的相關(guān)試驗(yàn)方法如下。 GB/T 2423.56-2018《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)Fh：寬帶隨機(jī)振動(dòng)和導(dǎo)則》； GJB 360B-2009《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》方法214； GJB 548B-2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》方法2026.1； MIL-STD-202G：2002《電子電器部件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》方法214A； GJB150.16A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第16部分：振動(dòng)試驗(yàn)》； MIL-STD-810H-2019《環(huán)境工程考慮和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 第二部分 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法》514.8 RTCA DO160G：2010《機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和測(cè)試程序》第8章 振動(dòng)。

四、試驗(yàn)實(shí)施

檢測(cè)報(bào)告包括內(nèi)容： ——產(chǎn)品名稱(chēng)； ——委托單位； ——規(guī)格型號(hào)； ——檢測(cè)類(lèi)別； ——單位地址； ——規(guī)格型號(hào)； ——檢測(cè)地點(diǎn)； ——送樣數(shù)量； ——送樣人員； ——到樣日期； ——單位地址： ——樣品編號(hào)/機(jī)號(hào)； ——檢測(cè)依據(jù)： ——檢測(cè)日期; ——檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)結(jié)果和判定； ——檢測(cè)結(jié)論； ——樣品試驗(yàn)照片和曲線(xiàn)； ——試驗(yàn)用的儀器設(shè)備清單（名稱(chēng)、型號(hào)、編號(hào)、校準(zhǔn)有效期）。

試驗(yàn)項(xiàng)目：振動(dòng)試驗(yàn)、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、模擬長(zhǎng)壽命振動(dòng)試驗(yàn)、功能振動(dòng)試驗(yàn)、振動(dòng)功能試驗(yàn)、振動(dòng)耐久試驗(yàn)、鐵路運(yùn)輸試驗(yàn)、汽車(chē)運(yùn)輸試驗(yàn)、水路運(yùn)輸試驗(yàn)、公路運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)、艦船運(yùn)輸振動(dòng)、航空運(yùn)輸試驗(yàn)、運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)等。

編輯：黃飛