I. Что такое вибрационные испытания?
Вибрационные испытания — это метод проверки надежности, использующий лабораторное оборудование (вибрационную платформу) для имитации вибрационной среды, которой может подвергаться электронное изделие/печатная плата на протяжении всего своего жизненного цикла, а также для оценки его структурной целостности, функциональной целостности и долговечности.
Его основная цель — не уничтожение, а выявление потенциальных дефектов и проверка:
1. Выявление конструктивных дефектов: обнаружение потенциальных неисправностей, таких как усталость конструкции, вызванная резонансом, ослабление винтов, выпаивание компонентов и поломка разъемов.
2. Проверка прочности конструкции: Убедитесь, что конструкция изделия, сборка и упаковка способны выдерживать ожидаемые вибрационные нагрузки без повреждений.
3. Оценка эксплуатационных характеристик: Мониторинг способности изделия сохранять свои заявленные функции после воздействия вибрации.
4. Сертификация соответствия: Соответствие обязательным требованиям стандарта целевого рынка, клиентов или отрасли.
Базовый алгоритм работы системы: Контроллер вибрации (выдает команды) → Усилитель мощности (усиливает сигналы) → Вибрационная платформа (генерирует вибрацию) → Крепление изделия (фиксирует образец) → Датчик (обратная связь по измерениям).
II. Основные виды вибрационных испытаний
В зависимости от используемых методов вибрации, вибрационные испытания подразделяются на следующие основные категории:
1. Испытание на синусоидальную вибрацию
Имитирует периодические, регулярные колебания, например, вызванные вращением механизмов, таких как двигатели, роторы и пропеллеры.
● Вибрация на фиксированной частоте: Испытания проводятся на одной фиксированной частоте, часто используемой для определения способности выдерживать колебания на определенных частотах (например, в точках резонанса).
● Вибрация с изменяющейся частотой: частота непрерывно изменяется в определенном диапазоне. В основном используется для:
1) Поиск и выдержка в резонансной точке: определение точки резонансной частоты изделия и непрерывная вибрация в этой точке для оценки его усталостной долговечности.
2) Исследование частотной характеристики: понимание вибрационных характеристик изделия на разных частотах.
2. Испытания на случайную вибрацию
Имитирует нерегулярное широкополосное вибрационное возбуждение в реальных условиях, таких как автомобильный транспорт, авиаперевозки и запуски ракет. Энергия случайным образом распределяется по всем частотам, что делает моделирование более реалистичным, и в настоящее время это наиболее широко используемый тип моделирования.
Особенности: Одновременное возбуждение отклика изделия на всех частотах, что позволяет более эффективно выявлять дефекты.
3. Вибрация смешанного типа
Сочетание синусоидальных и случайных колебаний позволяет имитировать более сложные условия реального мира (например, вертолеты, которые испытывают как периодические колебания ротора, так и случайные колебания, вызванные воздушным потоком).
4. Тройное комбинированное испытание: вибрация + температура + влажность
Одновременное воздействие трех видов внешних нагрузок — это один из самых строгих тестов на надежность, используемый для моделирования чрезвычайно сложных условий (например, моторных отсеков автомобилей, аэрокосмического оборудования).
III. Основные стандарты вибрационных испытаний
Стандарты определяют условия испытаний (диапазон частот, амплитуда, ускорение, длительность и т. д.). Выбор стандарта зависит от типа продукции, способа транспортировки, условий эксплуатации и требований заказчика.
Ниже представлены основные стандарты, сгруппированные по отраслям:
| Отрасль/Сфера | Основной стандарт | Стандартное наименование и краткое описание |
| Основные и общие | МЕК 60068-2-6 | |
| МЕК 60068-2-64 | |
| ASTM D999 | |
| Военная и аэрокосмическая промышленность | МИЛ-СТД-810 | Военный стандарт США, охватывающий всесторонние испытания в условиях окружающей среды; метод 514 (вибрация) является авторитетным руководством. |
| GJB 150/150A | Китайский национальный военный стандарт, аналогичный MIL-STD-810, используется для продукции отечественной военной промышленности. |
| RTCA DO-160 | Глобальный базовый стандарт для экологических испытаний бортового оборудования; Раздел 8 посвящен испытаниям на вибрацию. |
| Автомобильная электроника | ISO 16750-3 | |
| AEC-Q100 | |
| GB/T 28046.3 | соответствующий китайский национальный стандарт для испытаний на вибрацию автомобильной электроники. |
| Стандарты крупнейших автопроизводителей | Такие марки, как Volkswagen VW80000 и Ford BNS, как правило, предъявляют более строгие требования, чем международные стандарты. |
| Бытовая электроника | Часто используются стандарты IEC 60068-2-6/64, или же бренды (такие как Apple и Huawei) разрабатывают собственные внутренние спецификации тестирования. |
|
| Упаковка и транспортировка | Серия ISTA (Международная ассоциация безопасного транспорта) | Стандарты ISTA 1-3 имитируют вибрации и удары на различных этапах транспортировки и являются общепризнанными мировыми стандартами для проверки логистической упаковки. |
| ASTM D4169 | |
IV. Основные элементы стандартного содержания
Независимо от используемого стандарта, условия вибрационных испытаний обычно должны определяться следующими параметрами:
1. Тип вибрации: синусоидальная / случайная / смешанная.
2. Диапазон частот: например, 5-500 Гц.
3. Амплитуда: Синусоидальные колебания обычно представляются смещением или ускорением; случайные колебания представляются кривой спектральной плотности мощности.
4. Ось испытаний: Испытания обычно проводятся последовательно вдоль трех взаимно перпендикулярных осей: X, Y и Z.
5. Время тестирования: продолжительность каждой оси или общее количество циклов.
6. Состояние изделия: выключено, включено или выполняется определенный функциональный цикл.
Краткое содержание
Вибрационные испытания — важнейший метод проверки надежности электронных изделий/печатных плат. Научно имитируя вибрационные условия, электронные изделия можно тестировать на воздействие будущих внешних факторов до того, как они поступят к потребителям. Выбор правильного типа и стандарта испытаний подобен проведению стресс-теста для электронных изделий; только пройдя этот тест, можно предотвратить потенциальные риски для качества, вызванные внешними вибрациями.
Компания Benlida занимается производством печатных плат и сборок печатных плат уже 14 лет и в настоящее время располагает полностью оборудованной лабораторией контроля качества, а также проводит вибрационные испытания сборок печатных плат и электронных изделий. Если вашим электронным изделиям необходимы вибрационные испытания, пожалуйста, свяжитесь с компанией Benlida!
ru
WhatsApp