[发明专利]一种高加速振动谱形设计方法

说明书

本发明属于可靠性试验技术领域，具体涉及一种结合全轴台与电磁台特性的高加速振动谱形设计方法。机电类产品因结构的多样性导致零组件敏感频段呈现出分散分布的情况，而如果产品的敏感频段不能落入试验应力有效能量分布范围，故障的激发效果将大打折扣。本发明利用电磁振动台谱形可控的优势和谱形优化设计方法，克服了全轴振动台低频敏感故障和大位移故障的激发效果并不理想的局限，使电磁振动台与全轴振动台的高加速试验方法形成互补，为不同特点的产品开展高加速试验提供更多的方法选择。

技术领域

本发明属于可靠性试验技术领域，具体涉及一种结合全轴台与电磁台特性的高加速振动谱形设计方法。

背景技术

高加速应力试验(Highly Accelerated Life Test，以下简称HALT)和高加速应力筛选(Highly Accelerated Stress Screening以下简称HASS)是使用远高于产品规范的应力快速激发潜在故障，以寻找产品设计薄弱环节及批产引入早期缺陷，并通过改进提高产品的耐环境能力极限和可靠性的试验技术。目前，该技术已成为国外提升产品可靠性的主要手段，在国内通讯、汽车、医疗等民用领域也已有较为普遍的应用，近年来更是在军用装备新型号的研制中逐步开展，具有极为广阔的应用前景。

振动应力是高加速试验中最为常用的试验应力，以往试验中使用的设备为专用的全轴振动台。全轴振动台是通过气锤锤击台面提供宽频三轴六自由度的振动应力，虽然全轴振动台的能量分布较广(2～10000Hz)，经研究表明该类型振动应力对大多数故障均能有效激发，但其应力特性也存在着一定的局限性，如：1)振动谱形不可控(即能量分布固定不可调整)；2)低频段(0～400Hz)几乎没有能量；3)能量集中分布于4000～5000Hz等，由此导致一些低频敏感故障和大位移故障的激发效果并不理想。众所周知，电子产品的敏感频段普遍在2000Hz以内，而机电类产品也因结构的多样性导致零组件敏感频段呈现出分散分布的情况，而如果产品的敏感频段不能落入试验应力有效能量分布范围，故障的激发效果将大打折扣。

鉴于上述全轴振动台应力的局限性，产品以往仅使用全轴振动台开展高加速试验将不能有效激发各类型产品潜在缺陷的需求。而电磁振动台虽然能量分布范围窄(5～2000Hz)，但其应力在全频率带均为有效频段，且能量可根据需要进行调整分配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：形成结合全轴振动台和电磁振动台的应力特性优势的谱形设计方法，提高高加速试验的潜在故障激发有效性。

结合全轴振动台及电磁振动台激励谱形优势，通过对全轴振动台Z轴激励谱的多位置多量级实测，对比分析后使用曲线包络法获得电磁振动台试验基础设计谱形，在控制总振动能量强度不超过选定基础谱总能量120％的前提下，利用电磁振动台谱形可控的优势，针对产品关键阶次模态频率与安装环境关键频率带，使用迭代均衡法逐次加强并均衡振动敏感频段的能量分配，形成激励能量与产品特点相匹配的优化设计振动谱形，弥补了全轴振动台能量分布的缺陷，发挥了两类振动台的特性优势，实现更为有效的电磁振动台振动试验故障激发效果。

本发明的高加速振动谱形设计方法，该方法通过在全轴振动台上的多个位置进行多量级的Z轴激励谱实测，然后在其中选择一个代表激励谱，使用曲线包络法获得用于电磁振动台的试验基础谱，在控制总振动能量强度不超过选定量级120％的前提下，针对产品关键阶次模态频率与使用环境关键频率带，使用迭代均衡法逐次加强并均衡能量分配，形成激励能量与产品匹配的振动谱形。

所述Z轴激励谱实测的获得，在所述全轴振动台面粘贴传感器，对Z轴激励谱进行多位置、多量级的实测，获得全轴振动台的多个激励谱谱形。

实测时满足以下条件：

a)不同台面位置的测量：将台面分为中心区、控制传感器区及边缘区；

b)不同振动量级的测量：施加常用振动量级5G、10G、20G、30G、40G、50G；