1.1 振动、冲击环境与试验的目的

振动是自然界最普遍的现象之一。人们的生活离不开振动,生活中不能没有声音和音乐,而声音的产生、传播和接收离不开振动;心脏的搏动、耳膜和声带的振动也是人体不可缺少的。在工程技术领域,振动现象也比比皆是,例如,桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动,飞机和船舶在航行中的振动,机床和刀具在加工时的振动,各种动力机械的振动,控制系统中的自激振动等。

振动和冲击是工程中经常遇到的问题。许多设备的故障都与振动、冲击环境有关,例如,航空涡轮发动机使用中的故障有40%与振动有关,导弹飞行中所有故障约有一半是由振动造成的。振动导致的故障模式主要有:

• 产品的结构完整性破坏,如承载的结构动力失稳、机械磨损、疲劳断裂、密封泄漏等;

• 产品功能性故障,如设备失灵、执行机构卡死、性能下降或超差、继电器误动作等;

• 产品工艺性故障,如连接松动,元器件互相碰撞、摩擦,电路板短路或开路等。

另外,强烈的振动和冲击环境也对人体有害。例如,当车辆的随机振动频率在30Hz左右时,人体的腹腔会发生共振,造成呕吐。振动又是噪声的主要来源,使人不能正常工作,甚至危及人类健康。

但振动也可加以利用,如振动传输、振动研磨、振动筛选、振动沉桩、振动抛光、振动消除内应力等。

研究振动、冲击环境与试验的目的就是掌握振动与冲击的规律与特性,制定试验条件,通过模拟真实的环境条件或再现某效应的方法,以一定的确信度来证实样品在振动、冲击环境条件下保持完好和正常工作,确定设备、产品在规定环境条件下,对储存、运输和使用环境的适应性和安全可靠运行,以及提供有关产品设计或生产质量的资料,以考虑其预期有效寿命,防止各种振动、冲击对设备、产品及结构造成的危害。