為何要進行振動測試？

　　1、設(shè)計、開發(fā)階段

　　1、分析試品在不同振動狀態(tài)下的震動模態(tài)

　　2、測試產(chǎn)品的極限強度及訂定相關(guān)的特性規(guī)格

　　3、失效分析與改善

　　2、生產(chǎn)階段

　　全面進行ESS測試，大量篩選出潛在的瑕疵。

　　(依據(jù)產(chǎn)品的特性及振動規(guī)模，投入ESS測試有效的篩選出潛在的不良件，并對于電子或機構(gòu)類與加工時殘留之熱應(yīng)力及內(nèi)應(yīng)力可有效消除其內(nèi)殘留應(yīng)力之效果，并可有效的消除多層電路板間的離散電容效應(yīng)，將對產(chǎn)品品質(zhì)提供相當(dāng)大的幫助。)

　　3、品質(zhì)管理(QC)

　　有效確保與管理產(chǎn)品的品質(zhì)水準(zhǔn)。

　　4、品質(zhì)保證(QA)

　　認(rèn)證生產(chǎn)之產(chǎn)品其使用功能、規(guī)格與可靠度與標(biāo)示相同。

　　5、其它

　　振動測試能得到什么結(jié)果？

　　1.提供工程開發(fā)的依據(jù)及參考

　　2.制程控制

　　3.品質(zhì)的改善及提升

　　4.提供與振動有關(guān)之相互關(guān)系條件

　　5.對產(chǎn)品品質(zhì)的保證宇承若

　　6.減少維修支出與提升獲利率

　　7.提高整體形象

　　振動測試可篩選出的瑕疵

　　固定件松脫

　　電子接點接續(xù)不良

　　篩選出潛在的不良零件

　　篩選出有瑕疵的焊點

　　調(diào)整件之受振位置、準(zhǔn)度失真

　　零組件之破裂、損毀

　　電路斷短路異常

　　電源線或訊號線之不正常磨損或?qū)Ь€斷裂或接點松脫

　　試件產(chǎn)生振動噪音

　　功能異常失效

　　如何運用振動測試提高產(chǎn)品可靠度

　　設(shè)計階段的驗證試驗(定性、定量試驗/疲勞、破壞)

　　生產(chǎn)階段全面進行ESS應(yīng)力篩選

　　品管、品保階段的可靠度抽檢認(rèn)證

　　接受階段的驗證測試(品質(zhì)、規(guī)格特性功能驗證)

　　可靠度與失效

　　1. 可靠度的定義：

　　產(chǎn)品在特定的年限內(nèi)與環(huán)境條件下，達成預(yù)定功能的機率(GENERALPRODUCRT)

　　產(chǎn)品在特定的條件下，在需要作動的時間內(nèi)達成任務(wù)的機率(ONESHOT PRODUCT)

　　2.失效分析——針對可靠度試驗而言

　　開發(fā)設(shè)計不良

　　零件選擇不當(dāng)

　　零件品質(zhì)不良

　　生產(chǎn)能力不良

　　產(chǎn)品發(fā)生不可靠的原因

　　使用環(huán)境無法正確預(yù)估與測量

　　未能充分滿足使用者需求

　　可靠度需求設(shè)計水準(zhǔn)不匹配

　　品質(zhì)水準(zhǔn)變異

　　設(shè)計誤差

　　制造誤差

　　調(diào)校、檢修誤差

　　認(rèn)為誤差與疏失

　　失效的種類形式

　　>獨立失效（INDEPENDENTFAILURE）

　　產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)生互不影響的失效試件

　　>相依失效（INDEPENDENTFAILURE）

　　回因其它系統(tǒng)的異?；蚴Фl(fā)的連鎖性失效

　　>間歇性失效（INTERMITTENTFAILURE）

　　使用過程中偶發(fā)的功能異?；蚴?/p>

　　>并聯(lián)失效（MULTIPLE FAILURE）

　　同時發(fā)生兩件以上的獨立失效事件

　　>成型失效

　　同一零件發(fā)生兩次獲兩次以上的異常失效

　　如何完成振動測試報告

　　儀器設(shè)備，夾具種類及特征，測試規(guī)格，執(zhí)行狀態(tài)及進行步驟，夾具與試件固定之方式，加速規(guī)的安裝位置，試件在測試的前、中、后功能測試紀(jì)錄，失效分析與判斷，測試結(jié)果的檢討評估、改善與建議

　　如何執(zhí)行可靠度計劃

　　定訂產(chǎn)品生命周期：泛指正常功能運作下的使用壽命

　　定訂環(huán)境需求：泛指于生產(chǎn)、存儲、運輸與使用操作下之環(huán)境

　　定訂可靠度的配置：界定產(chǎn)品可靠度之需求條件

　　可靠度的配置：零組件、半成品及成品等于不同階段下的需求水準(zhǔn)

　　效益評估：品質(zhì)成本分析、并界定死勇者的需求分布水準(zhǔn)，包括(a)可靠度(b)可用性(c)功能需求

　　設(shè)計分析(a)功能分析(b)環(huán)境分析(c)公差分析(d)故障分析及不良品效應(yīng)響應(yīng)分析

　　定訂試驗程序：

　　(a)不同階段下的振動試驗計劃

　　(b)可靠度的鑒定標(biāo)準(zhǔn)

　　(c)環(huán)境需求水準(zhǔn)：單一或復(fù)合環(huán)境測試

　　綜合分析：收集經(jīng)過測試后的資料，并分析執(zhí)行計劃的

　　(a)合理性(b)經(jīng)濟性(c)其他效益影響評估

　　追蹤與管制：建立產(chǎn)品的資料回饋系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)新問題與潛在問題

　　執(zhí)行可靠度計劃成功的秘訣

　　以提高產(chǎn)品可靠度為開發(fā)、生產(chǎn)的最高指標(biāo)

　　選擇高可靠度的零配件及成熟的相關(guān)技術(shù)

　　對每一個新開發(fā)產(chǎn)品進行必要的破壞性測試及分析

　　進行階段性的設(shè)計評估及改善計劃

　　對產(chǎn)品進行環(huán)境影響分析與評估

　　實施階段性的可靠度試驗

　　追蹤與管制

　　測試變數(shù)

　　振動測試設(shè)備

　　1.控制器

　　2.放大器

　　3.振動及推力大小及最大形成量

　　4.振動音圈頻率影響范圍及響應(yīng)頻譜

　　選擇振動測試的軸向

　　振動頻譜與功率強度

　　執(zhí)行時間的長久

　　進行掃描的方式與速率

　　夾具種類與特性

　　試件本身

　　安裝技能

　　加速規(guī)(感知器)的種類、質(zhì)量及數(shù)量

　　加速規(guī)的安裝位置及固定方式

　　試件狀態(tài)(關(guān)機/關(guān)機測試、復(fù)合測試)

　　其它

　　振動量及表 示法

　　振動強度常用速度、加速度、振幅大小表示，也使用力量大小的變化來描述

　　加速度(a)、速度(v)、振幅(d)、力(N)通常用線性單位來表示

　　振動強度量通常有下列不同的描述：

　　A. 峰對峰值(peak to peak)

　　B. 峰值(peak level)

　　C. 平均值(Average level)

　　D.均方根值(Root meansquare, RMS)

　　E. 功率頻譜密度值(Powerspectrum density,PSD)

　　F. 加速度頻譜密度值(Accelerationspectrumdensity, ASD)

　　各種不同的單位描述有其特定的使用時機，與振動強度表示法

　　影響振動測量的基本因素

　　¨振動測量通常使用加速規(guī)作為感知起，對于速度或振幅大小則將加速度訊號積分運算而得。當(dāng)然也可選擇速度規(guī)或位移規(guī)進行測量，無論選用何種感知器作為測量感知器都必須注意其特性規(guī)格，否則將嚴(yán)重影響振動測試的精確度。

　　¨任何接觸時感知器的本身既是一個機械系統(tǒng)，有其自身的共振頻率及共振倍頻等相關(guān)物理特性，通常進行振動量測量前必須選擇高過測試頻寬條件以上的感知器。

　　¨必須選擇較高測量值之感知器

　　¨感知器安裝的方式

　　¨周圍環(huán)境變化也是影響振動測量的重要因素

　　換能器（感知器）的種類

　　在測量振動信號時，最長被選擇使用將機械能轉(zhuǎn)換成電能的測量元件，簡稱為換能源器或稱為能量轉(zhuǎn)換器(transducer)。

　　換能器將試件的機械運動能轉(zhuǎn)換成電能，再分析輸出信號之強弱與變化，如頻率、加速度、速度、位移及力等量。

　　在實際測量環(huán)境中依據(jù)實際需求又可分為：

　　一、接觸式

　　二、非接觸式

　　其中非接觸式的感知器，常用的有

　　一、渦電流式

　　二、電容式

　　三、光電式

　　A. 光彈法

　　B. 雷射光電反射法

　　C. 鐳射多普勒效應(yīng)測量法

　　非接觸式感知器的使用特征

　　A. 遠距離測量

　　B. 高溫/低溫環(huán)境下測量

　　C. 無法固定感知器的環(huán)境

　　D.無質(zhì)量效應(yīng)的缺點

　　如何選擇加速規(guī)

　　>頻率影響范圍，靈敏度，線性度，動態(tài)范圍/安全極限值，質(zhì)量效應(yīng)，軸向及側(cè)向靈敏度，溫度效應(yīng)，信號線長度，其它環(huán)境因素影響效應(yīng)

　　振動波形的種類

　　>正弦波(SINE WAVE)

　　一、循環(huán)掃描(SWEEP SINE)

　　A. 線性掃描——1.Linar2.Hz/sec

　　B. 對數(shù)掃描——1.Log2.Octave

　　二、共振搜尋(RESONANCERESEARCH)

　　三、共振駐留(RESONANCE DWELL)

　　四、步進式掃描(STEP SINE)

　　五、復(fù)頻式共振駐留(MULTIRESONANCE DWELL)

　　>隨機波(RANDOM)，沖擊波(SHOCKWAVE)

　　六、半弦波(HALF SINE1/2SINE)

　　七、鋸齒波(SAWTOOTH WAVE)

　　八、方波(SQUARE WAVE)

　　九、自行定義(SELF DEFINITION)

　　>SINE ON (SOR)，RANDOM ONRANDOM (ROR)，其它——復(fù)合波形測試

　　循環(huán)掃描的種類與使用時機(sweep sine)

　　試件以特定的振動能量，在預(yù)定的頻率范圍及時間內(nèi)加以振動，并連續(xù)變化其頻率。

　　目的：使試件在設(shè)定頻率范圍內(nèi)，由低頻至高頻或高頻至低頻連續(xù)的進行多次循環(huán)掃描測試，用以鑒定產(chǎn)品是否足以忍受環(huán)境應(yīng)力，并及早預(yù)防與改善。

　　技巧：正弦掃描的振動強度、掃描速率及掃描方式，對共振的發(fā)生有重要的影響。正確的掃描速率必須滿到能使試件發(fā)生最大共振的最短時間作為掃描速率定訂的依據(jù)。并希望能在共振頻率范圍內(nèi)發(fā)生足夠的共振次數(shù)，用以鑒定試件容忍振動環(huán)境應(yīng)力的能力。

　　方式：一、線性掃描二、對數(shù)掃描

　　隨機振動測試（RANDOM VIBRATION）

　　目的：對大多數(shù)的振動環(huán)境而言，無論是自然或人為環(huán)境所產(chǎn)生的振動環(huán)境大多以隨機波存在之振動模式為多。例如自然環(huán)境中的海浪、潮流、風(fēng)、落雨、地震、、、以至日常生活中的環(huán)境如運輸環(huán)境等等所產(chǎn)生的振動，皆為隨機振動之范疇。固試件、產(chǎn)品所存在的環(huán)境本是涵蓋在隨機振動之范圍內(nèi)，若能對試件進行振動相關(guān)之研究分析，投以經(jīng)過研究規(guī)劃過的隨機振動測試，則將更接近實際所面臨之效果。其測試的效率遠超過正弦掃描，且不易發(fā)生正弦掃描式所產(chǎn)生的過應(yīng)力及應(yīng)力殘留等不良影響。

　　共振搜尋

　　試件以較低的振動能，子低頻到高頻以固定的能量強度及連續(xù)的頻率、適度的掃描速率進行掃描，用以激發(fā)試件的振動模式，作為共振駐留測試之重要依據(jù)。

　　通常共振搜尋必須將搜尋之頻率范圍適度的加寬，用以更確實掌握實際發(fā)生的環(huán)境變異及試件因疲勞或老化情形下，產(chǎn)生安全裕度萎縮的情況而損壞。

　　共振駐留（RESONANCE DWELL）

　　目的：測試的目的在測試試件是否忍受長期在共振環(huán)境下的能力

　　步驟：首先針對共振搜尋時所找出的共振頻率及共振模式加以分析，選擇試件在特定的環(huán)境中可能長期出現(xiàn)或較易出現(xiàn)的頻率分布或振動環(huán)境中振動強度較高的頻率分布,作為共振駐留的測試依據(jù)，測試試件是否能忍受長期在共振環(huán)境下的能力。

　　注：良好的共振駐留系統(tǒng)，可隨時追蹤飄移的共振頻率，以達到最佳的共振效果。通常共振駐留常用107次或使用期間可能分布在該一有效共振頻率區(qū)間的累計時間，作為測試的試件參考。

　　倍頻測試（OCATIVE）

　　試件的掃描速率以每一單位時間增加一倍頻率的掃描方式

　　適用時機：通常使用在測試環(huán)境較佳或強度較低的測試規(guī)范。(如音響，視聽器材，通訊產(chǎn)品)

　　步進式共振駐留

　　(STEP RESONANCE DWELL)

　　目的：針對執(zhí)行循環(huán)掃描測試過程中，對不發(fā)生共振的無效測試頻域，所好用大量的測試時間及設(shè)備，所設(shè)計規(guī)劃的一種快速有效的測試方式。

　　使用時機：省產(chǎn)線測試，品管抽測。

　　執(zhí)行技巧：首先針對試件進行頻譜分析，記錄共振發(fā)生之狀態(tài)及相關(guān)物理量，計有共振發(fā)生時的共振主頻、有效振動頻寬范圍、共振倍頻及共振模態(tài)等，并考慮試件之物理強度條件與該試件之可靠度設(shè)計強度，并實際考慮試件在進行測試分析時，所容許的測試時間周期等，綜合所有條件進行分析判斷，定訂測試時實際有效的測試頻譜，并建立追蹤頻估、修正等步驟方告完成。

　　執(zhí)行效益：平均節(jié)省50%~9%之循環(huán)測試中無效測試頻寬所占用的時間，并增加設(shè)備之使用效益。

　　復(fù)頻式共振駐留

　　(MULTI RESONANCE DWELL)

　　將已經(jīng)規(guī)劃完成的多組不同強度之特定頻譜，在同一時域中同時輸出，其目的在使試件上發(fā)生不良率較高之元件或須特別指定篩選的元件，給于特定的功率頻譜，用以提升測試效率的篩選方式。

　　主要的功能在改善不禁使共振測試中，步進式掃描測試時所消耗較長的時間所設(shè)計的，其目的在節(jié)省大量的測試時間，并使其測試結(jié)果等效于循環(huán)掃描與隨機振動的功效，能在最短的時間內(nèi)將不良件篩出。

　　使用方式：SOR. ROR. MULTI SINE.

　　執(zhí)行時機：生產(chǎn)線測試。

　　ESS測試與環(huán)境振動測試有何不同

　　ESS時利用環(huán)境應(yīng)力為手段進行篩選，常會與環(huán)境試驗混為一談，嚴(yán)格來說ESS時一種提高生產(chǎn)品質(zhì)的篩選程序而環(huán)境試驗，基本上的不同點為：

　　ESS的測試精神乃要求對于產(chǎn)品作100%的全面性篩選，而環(huán)境測試只需將少數(shù)的樣品進行測試或定量或定期或不定期的抽樣執(zhí)行而已。

　　環(huán)境測試的主要目的在測試試件忍受環(huán)境應(yīng)力的能力，一把而言測試的結(jié)果是不希望有失效件發(fā)生。

　　ESS篩選時希望試件中潛在的不良大量暴露出來，所以對失效的發(fā)生反而是被期待的。

　　ESS篩選時為加速發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中潛伏的瑕疵設(shè)計，所以測試的規(guī)格與該使用環(huán)境，并非絕對關(guān)系存在，進行測試的規(guī)格在不超過試件的設(shè)計強度或零組件的物理極限強度范圍即可，或因產(chǎn)品中零組件的特性，而特別設(shè)計避免開對于振動極為敏感的頻域，使系統(tǒng)得以組合運作下進行功能測試或其他測試。

　　環(huán)境測試的項目規(guī)格，常依據(jù)試件使用壽命周期之實際環(huán)境所定訂。

　　執(zhí)行ESS計劃有何特性

　　依據(jù)ESS定義，有效的執(zhí)行ESS程序應(yīng)包含有以下的幾相特質(zhì)：

　　能快速的將潛在于產(chǎn)品中的瑕疵給暴露出來

　　執(zhí)行ESS下的環(huán)境應(yīng)力其強度不得大于產(chǎn)品自身的極限強度或設(shè)計強度

　　執(zhí)行ESS應(yīng)不會影響產(chǎn)品的正常使用壽命

　　合成本效益

　　執(zhí)行ESS計劃有何效益

　　有效提高產(chǎn)品可靠度

　　提高產(chǎn)品使用時的MTBF

　　可提高制程生產(chǎn)率

　　在研發(fā)階段可協(xié)助早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，提高工程可靠度，節(jié)省開發(fā)時間及開發(fā)成本，創(chuàng)造總體利益。

　　執(zhí)行ESS計劃應(yīng)注意的事項

　　掌握不同環(huán)境因素的應(yīng)力分析

　　不同應(yīng)力水準(zhǔn)下對產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響及工程效益

　　分析產(chǎn)品在篩選后的產(chǎn)品與篩選后所顯現(xiàn)出的使用情形

　　建立篩選的前后成本效益分析模式

　　振動機有哪些種類(依動力區(qū)分)

　　機械式氣動式液動式電磁式

　　振動測試設(shè)備

　　振動控制器(CONTROLLER)

　　類比式數(shù)位式磁帶式插卡式

　　開路閉路

　　功率放大器(POWER AMPLIFIER)

　　LINEAR POWERAMPLIFIER(40~60%)，SWITCHINGPOWER AMPLIFIER(96%)

　　振動器(SHAKER)

　　機械式氣動式液動式電磁式

　　換能器(TRANSDUCER)，振動夾具(FIXTURE)

　　振動機有哪些重要的性能

　　振動推力值(peak/rms)，頻率影響范圍(frequencyrange)，頻率精確度及解析度，音圈質(zhì)量(armaturemass)，音圈諧振頻率及共振頻率(resonance)，最大位移量(displacement)，最大速度值(velocity)，最大加速度(acceleration)，最大荷重能力(loading)，漏磁性(magnetic leakage)，耐久性(durable)，保護系統(tǒng)(H/S protection system)，防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(antiresonance)

　　振動控制方式

　　特性種類

　　類比式(anloge)，數(shù)位式(digital)，磁帶式(tape)，插卡式(ROM/RAM card)

　　控制方式

　　1.開環(huán)(open loop control)，閉環(huán)(closeloop control)

　　選擇振動控制器應(yīng)注意的事項

　　>頻率控制范圍，頻率解析度及精確度，控制點數(shù)量機控制方式，動態(tài)壓縮率，掃描速率及掃描方式種類，安全裕度設(shè)定值，軟、硬件保護設(shè)計的完整性，控制數(shù)值的準(zhǔn)確性，軟、硬件的擴充性(SINE/RANDOM/SHOCK/FFT)，多階段的程式設(shè)定能力，防錯、防呆設(shè)計，操作的人性化設(shè)計

　　功率選擇放大器應(yīng)注意的事項

　　>響應(yīng)頻寬，功率因素效率，瞬間功率值與連續(xù)功率值，雜訊保護系統(tǒng)，過溫度、過電流、過電壓保護，串、并聯(lián)輸出的擴充性

　　如何針對自己的需求選擇合適的振動測試系統(tǒng)

　　>對自己產(chǎn)品的了解，對未來需求的判定(擴充性)，對任務(wù)的認(rèn)知

　　1.振動設(shè)備方面

　　2.控制系統(tǒng)方面

　　3.訊號分析、存儲及處理

　　>性能及價格，售后服務(wù)

　　機械式振動機的優(yōu)缺點比較

　　優(yōu)點：

　　>價格便宜，操作方便，維修方便，靜荷重大

　　缺點：

　　> 頻率響應(yīng)范圍小，作動頻率低，基本上只生產(chǎn)單頻，振動波形為正弦波模式為主，執(zhí)行時一般噪音值較高，通常以定位移輸出(變加速度)，頻率變化速率較低，控制精確性較低

　　電磁振動機的優(yōu)缺點比較

　　優(yōu)點：

　　>頻率響應(yīng)寬：DC~20kHz， 控制精度高，可模擬各種波形：SINE,RANDOM,ROR,SORSHOCK，控制容易，適合不同的測試需求：開發(fā)、工程、品管、應(yīng)力篩選，擴充性大，保養(yǎng)容易

　　缺點：

　　>大型機組設(shè)備費用成本較高，需要較大電源供應(yīng)

　　液壓式振動機的優(yōu)缺點比較

　　優(yōu)點：

　　>推力大，可產(chǎn)生較大位移量，方便進行多軸向連接測試

　　缺點：

　　>造價及維修保養(yǎng)成本高，高頻響應(yīng)無法達成，大型機組不易安裝組立

　　氣動式振動機的優(yōu)缺點比較

　　優(yōu)點：

　　>操作容易，專用機型適用固定式的篩選工作，可產(chǎn)生多軸向的振動頻譜，安裝及維修容易

　　缺點：

　　>無法任意變更已設(shè)定之振動頻譜，需要清潔的壓縮空氣，空氣消耗量大，不易壓縮控制振動波形，對待側(cè)物的重量較為敏感，無法產(chǎn)生較大位移量