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振动与机械冲击测试
 

振动试验
振动试验是仿真产品在运输(Transportation)、安装(Installation)及使用(Use)环境中所遭遇到的各种振动环境影响,藉此试验来判定产品是否能忍受各种环境振动的能力,对于汽车电子之耐振动能力评估更为重要。

最常使用振动方式可分为正弦振动(Sine vibration)及随机振动(Random vibration)两种。正弦振动以模拟海运、船舰使用设备耐振能力之验证以及产品结构共振频率分析(Resonance Search)和共振点驻留(Resonance Dwell)验证为主,随机振动则以产品整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下之运送环境模拟。在系统/模块产品类之规范引用上美系客户大都采用ASTM、ISTA或MIL STD等为验证方法,日本及欧洲客户则习惯以EN、IEC、ETSI、JIS等为验证方法。对于质量轻且小的IC零组件则以高频振动为主要测试条件,规范应用上则以MIL STD为主要规范。

在振动环境中产品损坏通常以环境所产生之振动应力大过结构所能承受之应力(Overstress)而损坏,但是结构体之自然频率(Natural Frequency)受到环境振动应力所激发并产生共振放大(Resonance Amplification)现象对结构危害最烈。就实务经验以共振放大(Resonance Amplification)造成产品损坏居多,因此在执行振动试验时通常会利用振弦振动伴随着频谱分析仪(FFT Analysis)进行结构共振频率分析同时再以共振点停留方式(Resonance Dwell)验证当振动环境激发结构自然频率(Fn)时结构是否能承受此共振放大应力作为验证方式,此数据将有助于结构设计者了解结构脆弱点并掌握改善方向。

对于安装于汽车(Automotive)上之电子产品耐振动试验能力要求相对于消费性产品则高许多,美国SAE、日本JASO、欧洲IEC以及ISO等均有订定建议规格与验证方法,汽车用主被动零件则大都根据AEC作为验证标准。

振动试验(Vibration Test)
 
 
 

正弦振动


随机振动

机械冲击试验
消费性产品在生命周期中通有在两种情况下会遭受到冲击,一种为运输过程中因为车辆行走于颠坡道路产生碰撞(Bump)与跳动(Loose Cargo)或因人员搬运时掉落(Drop)地面所产生之撞击,对于手持型产品(如手机,PDA等)在未受缓冲保护所遭受到之掉落冲击对产品危害更大。对于安装于车辆上之电子产品更因车辆环境较一般商用产品环境恶劣,尤其是若产品安装于轮胎、车门或后行李箱位置等其结构耐冲击要求更高,因此,产品于设计阶段利用冲击破裂强度试验手法可快速验证结构强度水平以及判断是否有适当之包装缓冲设计为设计验证中重要项目之ㄧ。

国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,简称IEC)针对产品在生命周期中遭受冲击应力机率较低之系统/模块类产品提供基本耐冲击试验条件如表一。此项试验过去大都采用半正弦波(Half-sine wave)作为冲击时的波形,近几年大都改为方型波(Square wave)为主。试验时以产品未包装为主,冲击时采三轴(六面),每面冲击三次委主要规格,试验样品数建议至少三件须通过试验所指定之冲击条件。


同时,针对产品在生命周期中遭受耐连续碰撞机率较高之系统/模块类产品提供之碰撞(Bump)基本验条件,如表二.碰撞试验之应用通常分为产品包装状态与非包装状态两种,特别是有关汽车电子产品大都根据碰撞试验条件验证质量,执行碰撞试验时通常采三轴(六面),每面碰撞次数依据规格严厉度而有所不同(见表二)


机械冲击试验(Mechanical Shock Test)
 
 
 

半正弦波


方型波


机台规格:
  振动试验
      Frequency range:1 to 2000 Hz (bare table) Sine wave
      Max force output:5000Kgf(11023 lbs.)
      Max displacement:80mm
      Max velocity:78 in/s(2 m/sec)
      Max acceleration:77g
      Vertical table:40*40/cm、70*70/cm、150*150/cm,
      Horizontal slip table:70*70/cm、150*150/cm
      Digital vibration controller 8CH

  机械冲击试验
      Max acceleration:600g
      Shock table:115(W)*115(D)/cm,
      Pulse shape:half-sine and trapezoidal wave
      Pulse duration:0.1 to 65 ms

正弦、随机、运输
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