Pregunta:
¿Qué nivel de prueba de vibración debo realizar en mi producto?
Captain Barnacles
2015-10-26 20:57:06 UTC
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Estoy tratando de determinar el nivel de prueba de vibración que debo realizar en mi producto. Entiendo las pruebas de tensión eléctrica / vida útil y estoy buscando un equivalente mecánico.

Tengo un motor de CC en funcionamiento en mi aplicación que genera un cierto nivel de vibración. Estoy planeando hacer algunas pruebas ambientales a mi electrónica y una de las pruebas es la vibración, por lo que planeo someter la electrónica a un nivel de vibración superior al que produce el motor, mi pensamiento es que un nivel más alto puede ser equivalente a un nivel eléctrico. prueba de vida. Mi producto debe durar diez años, así que me gustaría saber que la vibración que veo ahora no causará problemas en varios años.

Por ejemplo, puedo poner un acelerómetro en mis dispositivos electrónicos y medir ~ 2 g. Para simular la vida útil del producto, ¿debería aplicar un nivel más alto de vibración, digamos 3-5 g?

Más información sobre el producto y su uso nos ayudará a responder esta pregunta. Tiene que durar 10 años, pero ¿son 10 años de uso continuo? 40 horas / semana? Además, más información sobre el producto en sí ayudará a identificar las partes que la vibración puede hacer que fallen. Lo que está preguntando es un cálculo de la vida útil a la fatiga, y se requieren muchas entradas para obtener una respuesta precisa. Simplemente escalar la carga puede darle una respuesta de vida incorrecta, ya que la relación entre el estrés y la vida no es lineal.
@Captain Corrígeme si me equivoco, pero creo que el núcleo de tu pregunta es la relación entre el tiempo de falla y la fuerza de la vibración. ES DECIR. desea saber cuánto disminuirá el tiempo de falla si aumenta la amplitud de vibración en un cierto factor. No soy un experto, pero creo que hay demasiados modos de falla de vibración para que haya una relación simple como la que estás buscando.
Gracias por las respuestas. Creo que Chris está cerca de lo que busco. Para la electrónica, tengo las ecuaciones de arrhenius, por lo que puedo hacer funcionar mi electrónica más caliente y con una carga más alta durante un período corto para simular su funcionamiento durante mucho tiempo. Para responder a las preguntas de Trevors, es un motor de CC (alto voltaje) que funciona aproximadamente de 4 a 6 horas al día, los 7 días de la semana, y la aplicación es de 10 a 15 años de vida útil.
Tres respuestas:
DLS3141
2015-10-27 22:08:35 UTC
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No se trata solo de seleccionar un nivel de vibración. Hay mucho más que implica desarrollar un programa de prueba de vibraciones que haga lo que estás hablando. Probablemente no haya ninguna prueba de vibración que aborde todo lo que busca hacer.

Primero, debe comprender el entorno de vibración que verá su producto. ¿Solo le interesa el entorno operativo? ¿Qué pasa con la vibración durante la fabricación, el transporte y la instalación? Si es portátil, deberías considerarlo también.

En segundo lugar, ¿qué tipo de cosas estás diseñando? ¿Un producto casi básico producido en masa, digamos algo parecido a un radio reloj barato? ¿O es un artículo único de alto costo, como un satélite que no se puede dañar en las pruebas? ¿O algo en el medio de ese espectro? ¿Cuánto está dispuesto a invertir en pruebas? ¿Cuánto están dispuestos a pagar sus clientes por la fiabilidad resultante? En cierto punto, es mejor simplemente reemplazar / reparar un producto que diseñar algo que dure para siempre.

Al desarrollar un programa de prueba de vibraciones, la intensidad es solo un componente de la entrada, la frecuencia es otro. La frecuencia de rotación de su motor probablemente dominará, pero también habrá otros factores y, si se toma en serio esto, valdrá la pena desarrollar un perfil de vibración aleatorio basado en el entorno de vibración de su dispositivo. ¿La vibración de funcionamiento de su dispositivo excita alguna de las resonancias de sus subcomponentes / sistemas? He visto transformadores y tapas grandes alejarse de los PCB porque la vibración que experimentó el sistema estaba en la frecuencia de resonancia del componente.

¿Cuántos grados de libertad son significativos? En otras palabras, ¿la vibración es principalmente arriba / abajo, derecha / izquierda, adelante / atrás? ¿Qué pasa con el cabeceo, balanceo yaw?

Para entregar un producto de inmediato con alta confiabilidad, usted está hablando de desarrollar un programa de prueba HALT / HASS (Prueba de vida altamente acelerada / Detección de estrés altamente acelerada) para su producto. Tendrá que romper algunas muestras de prueba, pero si ese tipo de confiabilidad es lo que busca, HALT / HASS lo acercará más que simplemente elegir algunas especificaciones de Internet y probarlas.

Básicamente, el plan es algo como esto:

  1. Identifique las frecuencias de interés (frecuencias de operación, resonancias de componentes, entradas ambientales, etc.) Puede hacer esto experimentalmente (barrido sinusoidal , búsqueda de resonancia), analíticamente o en alguna combinación.
  2. Recopile datos de vibración del dispositivo en funcionamiento para cada eje que desee probar y, para cada uno, calcule un PSD (Densidad espectral de potencia) que le indica cuánta energía se distribuye en cualquier ancho de banda. Ese nivel representa una desviación estándar de la aceleración media de cero y la integral de la gráfica PSD es la aceleración RMS general.
  3. Empiece a agitar el dispositivo bajo prueba (DUT) mientras está funcionando a niveles crecientes de vibración hasta que algo se rompa. Encuentre y solucione ese error y repita hasta que algo más falle y así sucesivamente. Cada vez que algo falla, utilice un modelo de estrés variable en el tiempo, generalmente algún tipo de modelo de daño acumulativo, para estimar la vida útil de B1 (el momento en el que la confiabilidad = 99% al 100% de estrés) Normalmente, este análisis de datos se haría con software como ALTA.
  4. Si la duración de B1 no es suficiente en ese momento, solucione el problema y vuelva a realizar la prueba.

Por lo general, se probarán varias unidades a la vez hasta que todas fallen o la predicción de vida B1 sea adecuada. Corrija las fallas que aparecieron durante la prueba y vuelva a probar.

ericnutsch
2015-10-27 06:37:52 UTC
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Dado que planea realizar pruebas, ya está por delante de muchas empresas. Trevor hace algunos buenos puntos en los comentarios. La falla por vibración ciertamente no es lineal, pero generalmente se produce un error a favor de la falla. Una buena prueba inicial sería llevarlo al extremo; Ponle aceleraciones de 10g o 20g en varias frecuencias. Si sobrevive una semana de eso, es una certeza muy alta que una vibración de 2g tendrá un límite de fatiga infinito. Si no sobrevive, puede volver a marcarlo hasta que lo haga, ahora tiene una métrica para mejorar el aislamiento de vibraciones o probar componentes de mayor calidad.

Hay estándares publicados para esto, pero los estándares oficiales deben ser compra. En mi opinión, es un sistema corrupto, pero puede encontrar versiones anteriores con algunas búsquedas creativas en la web.

Ejemplos:
LCD probado según IEC 68-2-6
Transformador probado según IEC 68-2-6

Una lista de las capacidades de prueba de una empresa (lista completa):
Vibración sinusoidal CEI / IEC 68-2-6, edición 6, 1995
Frío / vibración combinados (sinusoidal) CEI / IEC 68-2-50, edición 1, 1983
Calor seco / vibración combinados (sinusoidal) CEI / IEC 68-2- 51, edición 1, 1983
Temperatura combinada (frío y calor seco) / vibración (sinusoidal) CEI / IEC 68-2-53, edición 1, 1984

Solo probar con un estándar arbitrario no tiene mucho sentido en términos de predecir la confiabilidad.
Mohamed aljadi
2016-01-12 14:59:30 UTC
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Q- El objetivo de esta investigación se basa principalmente en la comparación de los resultados de la función de respuesta en frecuencia medida para el umbral con y sin daño, y compararlos con el modelo teórico para actualizar los parámetros modales. haz isotrópico, para estudiar las características de vibración. Primer paso, el rayo se probará sin daños, y se medirá la función de respuesta de frecuencia, luego se podrán evaluar las frecuencias naturales y las formas de modo. Para asegurar estos valores, se utilizará un modelo analítico basado en un enfoque de análisis modal para predecir la respuesta dinámica estructural de la viga y compararla con la FRF experimentalmente. Segundo Paso, corte en la viga, se inducirá y se volverá a obtener el FRF de manera experimental que se utilizará como datos de entrada al modelo analítico para obtener los parámetros modales. Último paso, se tratarán los resultados de los pasos anteriores para actualizar los parámetros modales (matriz de masa y rigidez).

Estimación de matrices de masa y rigidez para pruebas modales.
¿Es esta una respuesta a la pregunta o una edición de la pregunta? ¿Cómo se relaciona su enunciado "El objetivo de este estudio de investigación ..." con la pregunta? ¿Está colaborando con el OP o está proporcionando una respuesta general sobre cómo realizar pruebas de vibración?


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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