為何要進行(xing)？

 

1、設計、開發階(jie)段

1、分析試(shi)品在不同振動(dong)狀(zhuang)態下的震(zhen)動(dong)模態 

2、測試產品的(de)極限強度及訂定相關的(de)特性規格 

3、失效分析與改善(shan)

 

2、生產(chan)階(jie)段 

全(quan)面進行ESS測試，大量(liang)篩選出(chu)潛在的瑕疵。 

（依據(ju)產品的特性及(ji)振(zhen)動規模，投(tou)入ESS測(ce)試有(you)效(xiao)的篩選出潛在的不良件，并(bing)對于電子或機構類與加工(gong)時殘留(liu)之(zhi)熱(re)應(ying)力及(ji)內應(ying)力可有(you)效(xiao)消除其內殘留(liu)應(ying)力之(zhi)效(xiao)果，并(bing)可有(you)效(xiao)的消除多層電路板間的離散電容效(xiao)應(ying)，將對產品品質提供(gong)相當大的幫(bang)助(zhu)。）

 

3、品質管理（QC） 

有效確保(bao)與管理產品的品質水準。

 

4、品(pin)質保證(QA) 

認證(zheng)生(sheng)產之產品其(qi)使用(yong)功能、規格與可靠(kao)度與標示相同。

 

5、其它

 

振動(dong)測試能得到什么結果？

 

1.提(ti)供(gong)工程開發的(de)依據(ju)及(ji)參考

2.制(zhi)程(cheng)控制(zhi)

3.品質的改善(shan)及提升

4.提供與振動有關之相互(hu)關系條件

5.對(dui)產品(pin)(pin)品(pin)(pin)質的(de)保(bao)證宇承若

6.減少維(wei)修支出與提升獲利率

7.提(ti)高整體形象(xiang)

 

振動測試可(ke)篩選出(chu)的瑕疵(ci)

 

• 固定件松脫

• 電子接(jie)點接(jie)續不良

• 篩選出(chu)潛在的不良零件

• 篩選出有瑕(xia)疵(ci)的焊點

• 調整件之受(shou)振(zhen)位置、準(zhun)度失真

• 零(ling)組(zu)件之破裂(lie)、損毀

• 電路斷短路異常

• 電源線(xian)或訊號線(xian)之不正常磨損或導線(xian)斷(duan)裂或接點松(song)脫

• 試件(jian)產生(sheng)振動噪音

• 功(gong)能(neng)異常失效

 

如何(he)運用(yong)振動(dong)測試提(ti)高產品可靠度

 

• 設計階段的驗(yan)證試驗(yan)（定性、定量試驗(yan)/疲勞、破壞）

• 生產階段全面進行ESS應力篩選

• 品管、品保階段(duan)的可靠度抽(chou)檢認(ren)證

• 接受階段的(de)驗證測試(shi)（品質、規格特性功能驗證）

 

可靠度與(yu)失效

 

1. 可靠度的定義(yi)：

 

• 產(chan)品在特定(ding)的(de)(de)年限內與環境條(tiao)件下，達成預定(ding)功能的(de)(de)機(ji)率（GENERALPRODUCRT） 

• 產品在特定的條件下，在需(xu)要作(zuo)動的時間內(nei)達成(cheng)任務的機率(lv)（ONESHOT PRODUCT） 

 

2.失效分析——針對可靠度試驗而言

 

• 開發設計不(bu)良(liang)

• 零件(jian)選擇不當

• 零件(jian)品質不良

• 生產(chan)能力不(bu)良

 

產品發生不(bu)可靠的原因(yin)

 

• 使用環境無法正確預(yu)估與測(ce)量

• 未(wei)能充分滿足使用者需求

• 可靠度需求設計水準不(bu)匹配

• 品質水準變異

• 設計誤差

• 制造誤差

• 調校、檢修誤差

• 認為誤差與疏失

 

失效的種類形式(shi)

 

>獨立失效(xiao)（INDEPENDENTFAILURE） 

產品內部發(fa)生互不(bu)影響的失(shi)效試件

 

>相(xiang)依失(shi)效（INDEPENDENTFAILURE） 

回因其它系統的異常或失(shi)效(xiao)而引發的連鎖性失(shi)效(xiao)

 

>間歇性(xing)失效(xiao)（INTERMITTENTFAILURE） 

使用(yong)過程中(zhong)偶(ou)發的(de)功能異(yi)常或失(shi)效

 

>并聯失(shi)效（MULTIPLE FAILURE） 

同時發(fa)生兩件以上的獨立失效事(shi)件

 

>成(cheng)型失效 

同一零件發生(sheng)兩(liang)次獲兩(liang)次以上的異常失效

 

如何(he)完成振動測(ce)試報告

 

儀器設備，夾具種類及(ji)特征，測(ce)試規格，執行狀態及(ji)進行步驟，夾具與試件固定之方式(shi)，加(jia)速(su)規的安裝位置，試件在測(ce)試的前、中、后功能(neng)測(ce)試紀(ji)錄，失效分析與判斷，測(ce)試結果的檢討評估(gu)、改善與建議

  

如何執行可靠度計劃

 

• 定訂產品生命周期：泛指正常功能運(yun)作下的使用壽命

• 定訂環境需求：泛指于(yu)生產(chan)、存(cun)儲、運輸與使(shi)用(yong)操作下(xia)之環境

• 定訂可靠度(du)(du)的配置：界定產品可靠度(du)(du)之需求條件(jian)

• 可靠度(du)的(de)(de)配置(zhi)：零組件、半(ban)成品(pin)及成品(pin)等于不(bu)同階(jie)段下(xia)的(de)(de)需(xu)求水(shui)準

• 效(xiao)益評(ping)估：品質成本(ben)分析、并(bing)界定死勇者的(de)需求分布水準，包括（a）可靠度（b）可用性（c）功能(neng)需求 

• 設計分(fen)析(xi)(xi)（a）功能分(fen)析(xi)(xi)（b）環境分(fen)析(xi)(xi)（c）公差分(fen)析(xi)(xi)（d）故(gu)障分(fen)析(xi)(xi)及不良品效應(ying)響(xiang)應(ying)分(fen)析(xi)(xi) 

• 定訂試驗程(cheng)序：

 

 

 

（a）不同階段(duan)下(xia)的振動試驗計劃(hua) 

（b）可靠度的鑒定標準 

（c）環境(jing)需求水準(zhun)：單(dan)一或復(fu)合環境(jing)測試(shi) 

 

 

 

• 綜合(he)分析：收集經過(guo)測(ce)試(shi)后的資(zi)料，并分析執行計劃(hua)的

 

 

 

（a）合理性(xing)（b）經(jing)濟性(xing)（c）其他效益影響評估 

 

 

 

• 追蹤與管制：建(jian)立產品(pin)的資料回饋系統，發(fa)現新問題與潛在問題

 

執行可靠(kao)度計劃成功的(de)秘(mi)訣

 

• 以(yi)提高(gao)(gao)產品可靠度(du)為開發、生產的最高(gao)(gao)指標

• 選擇高可(ke)靠度的(de)零配件及成熟的(de)相關技術

• 對每一個新開(kai)發產品進行必要的破壞性測試及分析

• 進行(xing)階段性的設計(ji)評估及(ji)改(gai)善計(ji)劃

• 對產品進行環境影響分(fen)析與評估

• 實施階(jie)段性的可(ke)靠度試驗

• 追蹤與管制(zhi)

 

測(ce)試變數

 

• 振動測(ce)試(shi)設備(bei) 

 

 

1.控(kong)制器(qi) 

2.放大器 

3.振動及推力(li)大小及最大形成量 

4.振動音圈頻率(lv)影(ying)響范圍(wei)及響應(ying)頻譜

 

 

 

• 選擇振動(dong)測試的軸(zhou)向 

• 振動(dong)頻(pin)譜與功(gong)率(lv)強度 

• 執行時間(jian)的(de)長(chang)久(jiu) 

• 進行掃(sao)描的方式與速率(lv)

 

夾具種(zhong)類(lei)與特性

 

• 試件本(ben)身

• 安(an)裝(zhuang)技(ji)能

• 加(jia)速規(gui)（感知器(qi)）的(de)種類、質量及數量

• 加(jia)速(su)規的安裝位置(zhi)及固(gu)定方式

• 試件狀(zhuang)態（關(guan)機(ji)/關(guan)機(ji)測試、復合測試）

• 其它

 

振動量及表示法

• 振(zhen)動強度常(chang)用(yong)速(su)度、加速(su)度、振(zhen)幅大小表(biao)示，也使用(yong)力(li)量大小的(de)變化來描述

• 加速(su)度(du)（a）、速(su)度(du)（v）、振幅（d）、力（N）通常(chang)用(yong)線性(xing)單位來表示

• 振動強度(du)量通常有下列不同(tong)的(de)描述： 

 

 

 

A. 峰(feng)對峰(feng)值（peak to peak） 

B. 峰值（peak level） 

C. 平均(jun)值（Average level） 

D.均(jun)方(fang)根值（Root meansquare, RMS） 

E. 功率頻譜(pu)密度值（Powerspectrum density,PSD） 

F. 加速度頻譜密度值（Accelerationspectrumdensity, ASD） 

 

 

 

• 各種不同的(de)單(dan)位描述有(you)其特定(ding)的(de)使用時機，與振動(dong)強度表示法(fa)

 

影響振動測量的基本因素

 

¨振動(dong)測(ce)量(liang)通常使用(yong)加速規作(zuo)(zuo)為感(gan)知起，對于速度(du)或(huo)振幅大小則將(jiang)加速度(du)訊(xun)號積分運算而得。當(dang)然(ran)也可選(xuan)擇速度(du)規或(huo)位(wei)移(yi)規進行測(ce)量(liang)，無論(lun)選(xuan)用(yong)何(he)種(zhong)感(gan)知器作(zuo)(zuo)為測(ce)量(liang)感(gan)知器都(dou)必(bi)須注意其特性規格，否則將(jiang)嚴重(zhong)影(ying)響振動(dong)測(ce)試的(de)精確度(du)。

 

¨任何接觸時感知器(qi)的(de)本身既是(shi)一個機(ji)械系(xi)統(tong)，有其自(zi)身的(de)共振頻率及共振倍(bei)頻等相關物理特性，通常(chang)進行(xing)振動(dong)量測(ce)量前必須選擇高過測(ce)試頻寬條件以上的(de)感知器(qi)。

 

¨必(bi)須選擇(ze)較高測量值(zhi)之感(gan)知器(qi)

 

¨感知器安裝的(de)方式

 

¨周(zhou)圍環境變化也(ye)是影響振動測量的重要因(yin)素

 

換能器（感知器）的種類

 

在(zai)測量(liang)振(zhen)動信號時，最長被選擇使(shi)用將機械能轉換(huan)成電能的測量(liang)元件，簡稱為(wei)換(huan)能源(yuan)器(qi)或稱為(wei)能量(liang)轉換(huan)器(qi)（transducer）。

 

換能器將試件的機械(xie)運動能轉換成電(dian)能，再分(fen)析(xi)輸出信(xin)號之強(qiang)弱與(yu)變化，如頻率、加(jia)速(su)度、速(su)度、位移(yi)及力等量(liang)。

 

在實(shi)際(ji)測量環境中(zhong)依據(ju)實(shi)際(ji)需(xu)求(qiu)又可(ke)分為：

 

一(yi)、接觸式

二、非接觸(chu)式(shi)

 

其(qi)中非接觸式的(de)感知器，常用的(de)有 

一(yi)、渦(wo)電(dian)流(liu)式(shi)

二、電容式

三(san)、光電式 

A. 光彈(dan)法 

B. 雷射光電反(fan)射法 

C. 鐳射多普勒效(xiao)應測量(liang)法

 

非接觸(chu)式(shi)感知器(qi)的(de)使用特征(zheng)

 

A. 遠(yuan)距離測量(liang) 

B. 高溫/低溫環境(jing)下測量(liang) 

C. 無(wu)法固定感知(zhi)器的環境(jing) 

D.無質(zhi)量效應(ying)的缺點(dian) 

 

如何選(xuan)擇加速規

 

>頻(pin)率影(ying)響范圍，靈敏(min)度，線性度，動態范圍/安全極限值，質(zhi)量效應，軸向及側向靈敏(min)度，溫度效應，信號線長度，其它環境因(yin)素影(ying)響效應

 

振動波(bo)形的種類

 

>正弦波（SINE WAVE）

 

一、循環掃描（SWEEP SINE） 

A. 線性(xing)掃描——1.Linar2.Hz/sec 

B. 對數掃描——1.Log2.Octave

 

二、共振搜尋（RESONANCERESEARCH）

 

三(san)、共(gong)振駐留（RESONANCE DWELL）

 

四、步進(jin)式掃描（STEP SINE）

 

五、復(fu)頻式共(gong)振駐留（MULTIRESONANCE DWELL）

 

>隨機波（RANDOM），沖擊波（SHOCKWAVE）

 

六(liu)、半弦波(bo)（HALF SINE1/2SINE）

 

七(qi)、鋸(ju)齒波（SAWTOOTH WAVE）

 

八、方波（SQUARE WAVE）

 

九、自(zi)行定義(yi)（SELF DEFINITION）

 

>SINE ON （SOR），RANDOM ONRANDOM （ROR），其它——復(fu)合波形測試

 

循環(huan)掃描的(de)種類與(yu)使(shi)用(yong)時機（sweep sine）

 

試件(jian)以特定的振動(dong)能量，在預定的頻率(lv)范圍及時間內加(jia)以振動(dong)，并連續(xu)變化其頻率(lv)。

 

目的：使(shi)試件在(zai)設定頻率(lv)范(fan)圍內，由低頻至高頻或(huo)高頻至低頻連續的進行多(duo)次循環掃描測試，用以(yi)(yi)鑒定產品是否足以(yi)(yi)忍受(shou)環境應力，并及早預防與改善。

 

技巧(qiao)：正(zheng)(zheng)弦掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)的(de)振(zhen)動強度、掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)速(su)率(lv)及(ji)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)方(fang)式(shi)，對共(gong)振(zhen)的(de)發(fa)生有重要的(de)影響。正(zheng)(zheng)確的(de)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)速(su)率(lv)必須滿到能(neng)使(shi)試件(jian)發(fa)生最大共(gong)振(zhen)的(de)最短時間作為掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)速(su)率(lv)定訂的(de)依據(ju)。并希望能(neng)在共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)范圍內(nei)發(fa)生足(zu)夠的(de)共(gong)振(zhen)次數，用以鑒定試件(jian)容(rong)忍(ren)振(zhen)動環境應力的(de)能(neng)力。

 

方式(shi)：一、線(xian)性掃描二、對(dui)數掃描 

 

隨機振動測試(shi)（RANDOM VIBRATION）

 

目的：對大多數的振動環境而言，無論是自然或人為環境所產生的振動環境大多以隨機波存在之振動模式為多。例如自然環境中的海浪、潮流、風、落雨、地震、、、以至日常生活中的環境如運輸環境等等所產生的振動，皆為隨機振動之范疇。固試件、產品所存在的環境本是涵蓋在隨機振動之范圍內，若能對試件進行振動相關之研究分析，投以經過研究規劃過的隨機振動測試，則將更接近實際所面臨之效果。其測試的效率遠超過正弦掃描，且不易發生正弦掃描式所產生的過應力及應力殘留等不良影響。