正弦振动试验是环境可靠性测试中的重要组成部分,用于评估产品在运输、储存和使用过程中承受周期性机械振动的能力。国际电工委员会(IEC)制定的 IEC 60068-2-6 标准《环境试验 第2-6部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)》是全球广泛采用的权威性标准,为电子电气产品、机械部件及其他工业设备的正弦振动测试提供了统一的试验方法和判定准则。
该标准旨在模拟产品在实际环境中可能遇到的正弦振动应力,如发动机、旋转机械、车辆行驶等产生的周期性振动,以检验产品结构的完整性、连接的可靠性以及功能稳定性。
适用范围
IEC 60068-2-6 标准适用于各种类型的电工电子产品,包括但不限于:
电子元器件(如电容、电阻、连接器)
印刷电路板(PCB)及电子模块
家用电器、工业控制设备
汽车电子、航空航天设备
医疗器械、通信设备
该试验可用于设计验证、型式试验、生产质量控制及失效分析等阶段。
试验原理
正弦振动试验通过振动台施加单频率的周期性正弦波激励,使被测产品在规定方向上产生受控的振动。试验过程中,振动频率在设定范围内扫描(扫频)或固定在特定频率(定频),以评估产品在共振点或特定工况下的响应。
主要振动参数包括:
频率(Frequency):单位为赫兹(Hz),表示振动的周期数。
振幅(Amplitude):可用位移(mm)、速度(mm/s)或加速度(m/s² 或 g)表示。
扫频速率(Sweep Rate):单位为 oct/min(倍频程/分钟),表示频率变化的速度。
驻留时间(Dwell Time):在特定频率或共振点保持振动的时间。
试验条件与参数设置
根据 IEC 60068-2-6,试验条件需根据产品实际使用环境确定,常见参数包括:
频率范围:通常为 2 Hz 至 500 Hz,可根据产品特性调整。
加速度:常用值为 0.5g、1g、2g、5g 等,g 为重力加速度(约 9.81 m/s²)。
扫频方式:线性或对数扫频,如 1 oct/min。
振动方向:通常在三个相互垂直的方向(X、Y、Z)进行试验。
循环次数:一般为 1 至 20 个循环,每个循环包含一次上扫和一次下扫。
试验程序
样品准备:将被测样品按实际使用状态安装在振动台夹具上,确保固定可靠。
功能监测:在试验过程中对样品进行电气或功能监测(如适用)。
预扫描:进行低量级预扫频,确定产品的共振频率。
正式试验:按照规定条件进行扫频或定频振动。
后扫描:试验结束后再次进行低量级扫描,检查共振频率是否偏移。
外观与功能检查:试验后检查样品是否有裂纹、松动、脱落等机械损伤,并验证其电气性能是否符合要求。
判定准则
试验通过的标准通常包括:
无结构性损坏(如断裂、变形、紧固件松动等)。
功能正常,无性能下降或失效。
共振频率变化在允许范围内(如偏移不超过 ±10%)。
具体判定依据应结合产品技术规范或客户要求。