动力强度试验及耐振寿命评估

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：为了检验产品的耐振寿命和性能的稳定性，发现可能引起破坏或失灵的薄弱环节，可以通过现场试验获得。但是试验时间长，不容易查明其破坏原因。因此，通常使用环境模拟试验，即将实物在模拟实际使用环境的振动、冲击条件下进行考核试验，这就是动力强度试验。为了缩短耐振寿命的试验时间，常采用短时间加大强度的试验来代替长期寿命试验。随机振动试验人为地产生一个随机过程，实现随机振动的模拟，对被测试件进行动力强度试验。

为了检验产品的耐振寿命和性能的稳定性，发现可能引起破坏或失灵的薄弱环节，可以通过现场试验获得。但是试验时间长，不容易查明其破坏原因。因此，通常使用环境模拟试验，即将实物在模拟实际使用环境的振动、冲击条件下进行考核试验，这就是动力强度试验。

一般可将环境条件分为周期性振动、随机振动和瞬态振动（冲击）三种。根据需要依次进行试验，或只进行一种试验，或一次试验同时模拟两种、三种环境条件。试验规范，通用产品按部颁条例规定，特殊产品由使用、设计和研制单位规定。

（1）周期性振动试验对试件进行稳态简谐激振，测出其破坏或失灵的时间（耐振寿命），或测出规定时间内其动态响应（性能的稳定性）。通常用以下三种方法。

1）耐共振试验。试验在被测试对象的共振频率下进行。由于设备或其零部件的破坏一般是由共振引起的，因此使用共振试验来检查其疲劳强度。但是，复杂设备的共振点不易全部发现，可能会漏掉一些共振频率，而且试验中必须随时注意频率的微小变化。因此还应采用另一种试验方法进行补充。

2）耐扫频试验。在一定频率范围内，按规定的振动量（位移或加速度）缓慢地连续改变振动频率，对产品进行试验。环境的模拟方法，根据对试件进行大量测振的实际数据，绘出振幅-频率图或加速度-频率图，然后用一条包括95%数据点的包线作为稳态振动条件。试验时应保持振幅或振动加速度为某一规定值，缓慢地由低频到高频扫描。如果扫描太快，被试产品的响应可能跟不上，达不到稳定振动的峰值。试验可在规定的时间内作一定或多次扫描完成。

3）耐预定频率试验。对于只在某一个或某几个经常工作频率的被试对象，则可在这些预定频率下进行试验，即耐预定频率试验。

为了缩短耐振寿命的试验时间，常采用短时间加大强度（即加大振动量）的试验来代替长期寿命试验。加大的强度，即强化系数应根据对设备和零部件的振动响应特性、疲劳强度的分析及累积疲劳损伤的概念来考虑。

（2）随机振动试验人为地产生一个随机过程（伪随机过程），实现随机振动的模拟，对被测试件进行动力强度试验。随机振动的模拟，可以由实测记录的典型振动时间历程，通过专门设备在振动台上重现，以进行实验室试验；但更常用的方法是以其加速度功率谱密度，来确定作为频率函数的振动量级分布，作出谱图，进行谱形模拟。如果已确定环境条件为平稳随机过程，可采用比实际条件更高的振动量级进行试验，以缩短试验时间。

（3）冲击试验冲击环境的模拟，可以人为地产生瞬态激振信号来实现，也可以根据实测记录用电动振动台、谱形或波形模拟激振控制设备（自动控制均衡/分析器）来重现。冲击寿命试验同样也是根据累积疲劳损伤的概念，选取适当的强化系数，以缩短试验时间。

动力强度试验及耐振寿命评估

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