正弦振動試驗是環(huán)境可靠性測試中的重要組成部分,用于評估產(chǎn)品在運輸、儲存和使用過程中承受周期性機械振動的能力。國際電工委員會(IEC)制定的 IEC 60068-2-6 標準《環(huán)境試驗 第2-6部分:試驗方法 試驗Fc:振動(正弦)》是全球廣泛采用的權(quán)威性標準,為電子電氣產(chǎn)品、機械部件及其他工業(yè)設(shè)備的正弦振動測試提供了統(tǒng)一的試驗方法和判定準則。
該標準旨在模擬產(chǎn)品在實際環(huán)境中可能遇到的正弦振動應(yīng)力,如發(fā)動機、旋轉(zhuǎn)機械、車輛行駛等產(chǎn)生的周期性振動,以檢驗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整性、連接的可靠性以及功能穩(wěn)定性。
適用范圍
IEC 60068-2-6 標準適用于各種類型的電工電子產(chǎn)品,包括但不限于:
電子元器件(如電容、電阻、連接器)
印刷電路板(PCB)及電子模塊
家用電器、工業(yè)控制設(shè)備
汽車電子、航空航天設(shè)備
醫(yī)療器械、通信設(shè)備
該試驗可用于設(shè)計驗證、型式試驗、生產(chǎn)質(zhì)量控制及失效分析等階段。
試驗原理
正弦振動試驗通過振動臺施加單頻率的周期性正弦波激勵,使被測產(chǎn)品在規(guī)定方向上產(chǎn)生受控的振動。試驗過程中,振動頻率在設(shè)定范圍內(nèi)掃描(掃頻)或固定在特定頻率(定頻),以評估產(chǎn)品在共振點或特定工況下的響應(yīng)。
主要振動參數(shù)包括:
頻率(Frequency):單位為赫茲(Hz),表示振動的周期數(shù)。
振幅(Amplitude):可用位移(mm)、速度(mm/s)或加速度(m/s2 或 g)表示。
掃頻速率(Sweep Rate):單位為 oct/min(倍頻程/分鐘),表示頻率變化的速度。
駐留時間(Dwell Time):在特定頻率或共振點保持振動的時間。
試驗條件與參數(shù)設(shè)置
根據(jù) IEC 60068-2-6,試驗條件需根據(jù)產(chǎn)品實際使用環(huán)境確定,常見參數(shù)包括:
頻率范圍:通常為 2 Hz 至 500 Hz,可根據(jù)產(chǎn)品特性調(diào)整。
加速度:常用值為 0.5g、1g、2g、5g 等,g 為重力加速度(約 9.81 m/s2)。
掃頻方式:線性或?qū)?shù)掃頻,如 1 oct/min。
振動方向:通常在三個相互垂直的方向(X、Y、Z)進行試驗。
循環(huán)次數(shù):一般為 1 至 20 個循環(huán),每個循環(huán)包含一次上掃和一次下掃。
試驗程序
樣品準備:將被測樣品按實際使用狀態(tài)安裝在振動臺夾具上,確保固定可靠。
功能監(jiān)測:在試驗過程中對樣品進行電氣或功能監(jiān)測(如適用)。
預(yù)掃描:進行低量級預(yù)掃頻,確定產(chǎn)品的共振頻率。
正式試驗:按照規(guī)定條件進行掃頻或定頻振動。
后掃描:試驗結(jié)束后再次進行低量級掃描,檢查共振頻率是否偏移。
外觀與功能檢查:試驗后檢查樣品是否有裂紋、松動、脫落等機械損傷,并驗證其電氣性能是否符合要求。
判定準則
試驗通過的標準通常包括:
無結(jié)構(gòu)性損壞(如斷裂、變形、緊固件松動等)。
功能正常,無性能下降或失效。
共振頻率變化在允許范圍內(nèi)(如偏移不超過 ±10%)。
具體判定依據(jù)應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范或客戶要求。