随机振动是指一种振动波形杂乱、对未来任何一个给定时刻其瞬时值不能预先确定，其波形随时间的变化显示不出一定规律的振动，无法用确定性函数解释其规律。在自然环境中和工程实际中都存在一种现象，其变化是高度不规则，无规律的，不可预估也不可重复，物理现象的这种变化规律称为“随机”的。例如，海浪，地震，阵风（湍流），火箭的喷气噪声以及不平路面。在随机现象作用下，系统产生的振动规律也同样有随机的特征，振动过程是不确定的，这样振动称为随机振动。

 

工程中有很多这样的实际例子：

 

在海浪作用下，海洋平台结构、水面舰船、出入水的导弹的振动；

 

在湍流作用下，飞行器结构的振动；

 

在阵风作用下，高耸建筑物、桥梁的振动；

 

在地震作用下，所有地面建筑结构的振动；

 

在发动机喷气噪声以及大气气动噪声的作用下，火箭、导弹等飞行器结构的振动；

 

在不平路面的作用下，各种车辆的振动。

 

振动试验的目的在于确定装备是否可以承受寿命周期内的振动条件并且能够正常工作。有时候也考核产品在振动和其他气候环境因素叠加条件下是否可以正常工作，比如：温度+湿度+振动（简称三综合）。

 

一、振动可能激发装备那些故障或问题

 

导线磨损;

 

紧固件/元器件松动;

 

断续的电气接触;

 

电气短路;

 

密封失效;

 

元器件失效;

 

光学上或机械上的失调；

 

结构裂纹或断裂;

 

微粒和失效元器件的移位;

 

微粒或失效元器件掉入电路或机械装置中;

 

过大的电气噪声;

 

轴承摩蚀等。

 

二、振动试验程序

 

程序1：一般振动试验

 

评估装备在宽频带随机振动环境下的性能，模拟装备在运输、操作或作战时可能遇到的广泛振动情况。特点：通常采用随机振动，振动谱根据装备的使用环境定制，覆盖较宽的频率范围。

 

程序2：模拟散装货物运输振动试验

 

专门针对装备作为散装货物运输时可能遇到的振动条件，如铁路、公路、海上或空中运输。特点：可能包括正弦扫频振动和随机振动，模拟运输过程中的特定振动谱，重点关注运输过程中的长期振动疲劳效应。

 

程序3：模拟大型组件运输振动试验

 

适用于大型军事装备组件在特殊运输条件下的振动评估，考虑到了大型结构件在运输过程中的独特振动响应。特点：可能包括特定的正弦振动或随机振动模式，模拟大型组件在运输过程中的振动特性，可能更注重低频振动的影响。

 

程序4：组合式飞机外挂的挂飞和自由飞

 

专门用于评估飞机外挂武器系统、吊舱或传感器等在挂飞状态或投放（自由飞）过程中的振动耐受性。特点：包含飞行过程中可能遇到的复杂振动环境，如启动、飞行中的气动振动、着陆冲击等，既包括随机振动也可能包含特定的冲击试验。

 

三、GJB150.16A 各个试验程序的振动时长是多少的？

 

GJB150.16A标准中并没有直接提供一个固定的、适用于所有试验程序的标准时长。各个试验程序的时长取决于试验类型（如正弦振动、随机振动或特定的运输振动模拟）装备的特性和预期的应用环境。具体时长需要根据装备的使用说明书、设计要求和预估的振动暴露频谱来确定，以确保试验能够充分模拟装备在实际服役中可能遇到的振动条件。

 

一般而言，试验时长由以下几个因素决定：

 

频率范围：振动试验覆盖的频率范围越广，试验时间可能越长，以确保在所有关键频率上都有足够的暴露时间。

 

振动谱：根据装备将面临的特定振动谱（如运输振动谱、飞行振动谱），试验时长会有所不同。

 

试验目的：耐久性测试、功能验证或是敏感度评估可能会影响试验的持续时间。

 

标准推荐：GJB150.16A中可能会提供某些类型试验的推荐暴露时间或循环次数，但这需要结合试验的具体配置来确定。

 

四、振动试验设备

 

对于一般振动试验程序而言，通常根据所要求的试验频率范围、位移以及受试样品和夹具的尺寸和质量来选择振动试验台。

 

对于散装货物运输环境，通常采用运输颠簸台进行模拟，它可以在台面的垂直面产生频率为5Hz，双振幅值为25.4mm的圆周运动。

 

对于大型组件运输环境，通常采用实际跑车试验，试验路面可以是设计的试验道路、典型公路或指定的专用公路。

 

对于组合式飞机外挂的挂飞和自由飞 ，通常也是采用实验室的振动试验台进行模拟。

 

五、GJB150.16A-2009振动试验能模拟哪些场合下的振动试验

 

制造阶段环境应力筛选振动试验；卡车、拖车、履带车等运输振动环境；飞机-喷气式飞机、螺旋桨式飞机、直升机振动环境；舰船-水面舰船振动试验；铁路-火车振动试验；固定翼飞机-喷气式飞机；发动机-涡轮发动机振动环境等。、

 

六、典型的振动试验示例

 

对于第一大类产品制造阶段，环境应力筛选试验运用得比较多，提前排除产品的早期故障，这个时候的振动试验是和温度循环试验叠加而成，振动试验的均方根值为6.06grms，振动量级相对较大，一般测试方向为x,y,z三方向，每方向要求的测试时长5分钟到15分钟不等，实际可根据产品的使用使用环境而定。

对于第二类运输环境振动，这个场合的振动是我们日常试验中用得最普遍的试验类型，卡车运输环境C1曲线也是经常做的，对于舰船环境振动，一般要求的测试频率从低频率2Hz开始，需要搜索谐振点、共振保持、扫频耐久等环节，舰船环境的振动试验可以参考标准GJB4进行试验，测试要求都是很明确的。

对于工作环境的振动，飞机和飞机外挂的设备用的比较多，并且这类振动都是复合型的振动试验，一般有宽带+窄带随机试验，振动方向通常也是相互垂直的三个方向，测试时长通常为几小时根据产品使用环境而定。

 

 

来源：北京可靠性及电磁兼容实

关键词： 振动试验