关于振动疲劳试验

嗯哼

本篇文章主要是总体上介绍振动疲劳试验，相关原理可以应用在轿车、卡车和工程机械上。

轿车卡车很好理解，都是用户让整车在一定负载情况，在各式各样的路面上去跑。然后主机厂家根据绝大多数用户使用车辆信息抽象出了试验场的各种特征路面，将试验车辆按照既定的规则要求在跑道上跑。当然试验目的是试验车的所有子系统加零部件，但是这个过程同时也把相关部件的振动疲劳试验也做了。

图1 试验场车辆特征路面

工程机械主要有装载机、挖掘机、压路机和平地机等干活的机械。装载机系列主要是做V型循环进行铲卸料堆，挖掘机主要是挖掘土地或者石料，压路机主要用来压实土地，平地机主要用来把地面弄平，总而言之，都是干活的。主机厂同样根据这些工程机械的用户使用信息来抽象出代表经典用户的试验场，然后让工程机械在试验场内不断的做相应的工况。这些机械在干重活的过程中，目的是验证整车上所有系统的性能，但同时也进行着振动疲劳试验。

图2. 常见工程机械

总而言之，都是车辆在用户那里经历长时间的各种类型的振动环境，然后相关零部件或者子系统出现失效；有一个共同的特点，这些相关的零部件或者子系统并非承载件，即承载车辆使用过程中地面上过来的力。它们只是安装在整车的车架上或者某个支架上作为一个附件存在的，然后主机厂或者零部件厂去提前做某种验证去验证其产品是否符合一定的用户寿命要求。

图3. 验证设计目标

前面提到在用户那或者试验场跑车或者干活是一种验证方法，但是这样进行需要相当长的时间，项目开发周期无法满足，这就需要引入试验室的加速振动耐久疲劳试验。

振动疲劳耐久试验按照类型区分主要有两种：

1. 基于频域的振动疲劳试验

2. 基于时域的振动疲劳试验

振动疲劳耐久试验按照自由度区分主要有两种：

1. 单自由度振动疲劳试验

2. 多自由度振动疲劳试验

基于频域的振动疲劳试验既包含单自由度的振动疲劳试验，这里的单自由度的意思是放在单个方向可调的电磁振动台上去做振动耐久，也包含多自由度的振动疲劳试验。本人并没有亲自接触过基于频域的多自由度振动台，但是经常在振动台厂家的宣传资料上见到过照片，无非就是控制器的控制做的好些，原理和基于频域的单自由度振动疲劳原理一样。

基于时域的振动疲劳试验既包含单自由度的振动疲劳试验，也包含多自由度的振动疲劳试验。这里的单自由度的意思是放在单个方向的液压振动台上去做振动耐久；这里的多自由度是指三自由度液压振动台，四自由度液压振动台，六自由度液压振动台等。但是三、四自由度振动台一般是企业内部自己投资自制的，需要把剩余几个自由度进行相应的约束，否则会出现振动起来台面不稳的情况。但是约束好了会影响试验数据质量，总是要有个平衡的过程的。

应用在电磁振动台上的试验样件主要有电子电气元器件、发动机排放系统、冷却系统，尤其是电子元器件。其内部设计对我们来说就是个黑盒子，我们根本无法搞定清楚其内部对其受到激励的哪个频率感兴趣，所以我们要用电磁振动台用一个较宽的频率范围对其不断的激振。冷却系统特殊一些，有些时候可用在液压振动台上，需要根据其整车上激励信号特定判定。

应用在液压振动台上的试验样件是结构件，各种各样的结构件子系统，像排放系统也属于结构件，但是很多国外资料上都是建议放在电磁振动台上振。