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正弦振動試驗是一種機械運動的力學環(huán)境試驗方法，模擬產(chǎn)品在運輸、儲存、使用過程中所能經(jīng)受的正弦振動及其影響，從而驗證產(chǎn)品的適應性及可靠性等。在航空、航天、車輛、船舶、汽車和電氣電子等行業(yè)，這是一種常用的***基本方法，一般的振動試驗室都可以實施進行。

1 概述

正弦振動，顧名思義是以正弦曲線為運動軌跡的振動，是一種周期性振動，也稱為簡諧振動。振動的幅值和相位隨時間變化，且可以預測運動狀態(tài)，其位移數(shù)學方程式為：

通過一次微分和二次微分可以得到速度和加速度的數(shù)學方程式，

其中，

D----位移峰值，

ω----角頻率或角速度，

φ----初相位，

t----時間。

從上面的三個式子中可以看出加速度和速度與位移是具有相同頻率的運動。但在相位上，速度比位移快π/2，加速度比速度快π/2，也就是比位移快π，說明加速度正比于位移而指向原點位置。

一般在正弦振動試驗中，假設初相位為零，峰值可以用下面三式進行計算，

由此可見，位移峰值、速度峰值、加速度峰值、頻率四個參數(shù)，只要知道其中的兩個，便可以完整地描述正弦振動的基本運動，加上試驗的時間就可以確定正弦振動試驗條件。

2 定頻和掃頻試驗

2.1 定頻試驗

  正弦振動試驗中頻率和振動量級一定的試驗稱之為定頻試驗，其主要用在耐共振頻率處理和耐預定頻率處理。耐共振頻率處理是指在產(chǎn)品振動頻響檢查時發(fā)現(xiàn)的明顯共振頻率點上，施加規(guī)定振動參數(shù)振幅的振動，以考核產(chǎn)品耐共振振動的能力。耐預定頻率處理是指在已知產(chǎn)品使用環(huán)境條件振動頻率時，可采用耐預定頻率的振動試驗，從而考核產(chǎn)品在預定頻率下承受振動的能力。

圖1是典型的定頻試驗波形，頻率6Hz，加速度10m/s2。

圖1 典型定頻試驗波形

定頻試驗所涉及的物理數(shù)學計算相對簡單，只要知道峰值、頻率、試驗時間即可通過振動控制儀設定進行試驗。正弦波形的次數(shù)可通過下式計算，計算中注意各個量的單位。

比如定頻試驗條件為加速度10m/s2，頻率33Hz，試驗時間20分鐘，那么正弦波形的次數(shù)為39600。

2.2 掃頻試驗

 正弦振動試驗中，頻率按一定規(guī)律變化，而振動量級是頻率的函數(shù)關(guān)系的試驗稱之為掃頻試驗，其主要用于：

1)產(chǎn)品振動頻響的檢查：確定共振點及其工作的穩(wěn)定性，找出產(chǎn)品共振頻率，以便做耐振處理。

2)耐掃頻處理：當產(chǎn)品在使用頻率范圍內(nèi)沒有共振點時，或有數(shù)個不明顯的諧振點，必須進行耐掃頻處理，掃頻處理方式在低頻段采用定位移幅值，高頻段采用定加速度幅值的對數(shù)連續(xù)掃描，其交越頻率一般在55-72Hz，掃頻速度按1oct/min進行。

3)***后共振檢查：以產(chǎn)品振動頻響檢查相同的方法檢查產(chǎn)品經(jīng)耐振處理后，各共振點有沒有改變，以確定產(chǎn)品通過耐振處理后的可靠程度。