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一、力學環境試驗技術概論

國內外力學環境試驗方法標準中規定的力學環境試驗，常見的有以下幾種:正弦振動試驗;隨機振動試驗；調制正弦振動試驗；沖擊試驗；碰撞試驗;離心恒加速度試驗;搖擺試驗；傾跌與翻倒試驗；彈跳試驗;撞擊試驗;自由跌落試驗。與力學環境因素組合在一起的多因素綜合試驗有:溫度、振動(正弦)綜合試驗;溫度、低氣壓等。上述的各項力學環境試驗是針對非包裝產品或者包裝可視為產品的組成部分的產品。對于包裝產品(運輸包裝件)的力學環境試驗。除了選擇上述部分的試驗項目外。還有下列試驗項目:運輸包裝件六角滾筒試驗；垂直沖擊跌落試驗；水平沖擊試驗；堆碼試驗;壓力試驗；材料動態特性試驗等。

包括氣候試驗在內的我國目前正在貫徹執行的電工電子產品基本環境試驗規程以及國家軍用標準中的各項試驗方法，就是標準化了的人工模擬試驗,它們是等效采用或等同采用了國際標準和美國軍用標準，在國際上是通用的。采用標準化的人工模擬試驗方法。一方面可以按照使用目的比較真實地模擬實際環境的影響，使試驗具有模擬性；也可使不同試驗室里所做的試驗能夠相互進行比較以避免試驗程序和試驗設備上的差異給試驗結果帶來的影響、使試驗具有再現性;對于在同一個試驗室里不同時間所做的試驗能夠前后比較，使試驗具有重復性。

國內與國際上幾十年的實踐經驗證明，這些標準中規定的環境試驗方法可以模擬實際的使用環境，可以重現這些環境的影響。因此，當我們需要進行環境試驗時應盡量采用環境試驗方法標準中相應的試驗方法，用統一的尺度來衡量產品的環境適應性，以便在較大范圍內比較試驗結果，交流試驗數據，評定產品的質量。

二、力學環境試驗的目的和意義

在經濟、技術高速發展的今天，產品的質量正在得到人們的重視，人們更加重視產品的環境適應性問題。合理地制定產品的環境條件，正確地選擇產品的環境防護措施和做好環境試驗工作是保證產品可靠性和質量的重要環節。

產品的質量是指產品從出廠到使用期滿的全過程中能夠滿足規定的或者潛在的要求的一切特征和特性的總和。這些特征和特性包括了產品的性能、強度、尺寸、外觀、公差、壽命、可靠性、可維修性、廢品率和使用期等。其中，產品的可靠性是產品質量的重要內容。產品的可靠性是指產品在規定的期限內、在規定的條件下完成規定任務的概率。這個規定的條件包括了環境條件、載荷條件及使用維護人員的條件。產品喪失了規定的功能，而不能完成規定的任務叫做發生故障，對元器件來說一般稱為失效。這些故障中有些是在使用元件或材料不合要求或在不恰當的操作使用條件下必然出現的現象，另外一些故障則是帶有隨機性，這種隨機性在故障出現之前是無法事先預料的，但是它們服從于一定的規律。某個產品的故障率越低，則該產品的可靠性就越高。

力學環境因素是在經濟建設和國防建設中經常大量遇到的因素，這種力學環境條件在工程實際中無處不在。嚴重的振動、沖擊、搖擺等，會對機器設備以及操作人員帶來各種危害。

強烈而持續的振動會引起結構斷裂，造成嚴重事故。大型客機曾因一枚螺栓疲勞斷裂而機毀人亡。大型氣輪發電機組曾因軸承振動疲勞而發生轉子斷成數段飛出數百米外。美國的塔柯烏大橋因風引起其振動而摧毀。強地震造成的建筑物倒塌形成災難性破壞更是觸目驚心。歷史上的種種事例，不勝枚舉。因此在機器設備的設計中，考慮振動、沖擊的影響，防止疲勞和沖擊破壞的產生，確保設備的安全，免使人員受害，是一個非常迫切的問題。

強烈的振動和沖擊會導致設備的失效。儀器儀表會因為振動而使精度降低、元器件失效損壞甚至失靈，持續的振動會使機件松動，密封破壞，甚至不能工作。微電子器件內部的微粒由于受振動環境的影響而使技術參數發生很大的變化，導致控制失靈，如果在航天裝備上，將會帶來巨大的損失。集成電路的引線，受到離心加速度的作用，會產生引線斷裂。行進火炮的發射瞄準機構由于受顛簸搖擺的環境影響而使發射命中率降低。力學環境對儀器設備的可靠性造成了嚴重的威脅。

力學環境條件對人體也會造成嚴重的危害，車輛的隨機振動頻帶在30Hz左右時，人的腹腔將發生共振，引起嘔吐。頻率在300~400 Hz時，人的腦腔將發生共振，使人頭昏。振動是噪音的來源，強噪音會造成環境污染，使人不能正常地工作和休息，并造成各種職業病和污染性病害，危及人類的健康。在航天醫學研究上，飛行員和宇航員對于航天航空中遇到的振動、沖擊、變加速度的環境適應性研究已成為了一個重要課題。

對于振動、沖擊的研究，經濟和國防建設的發展又提出了更高更苛刻的要求。因此，研究力學環境試驗技術，研究振動與沖擊的目的，就是要防止各種力學環境因素對機器、設備、裝備、結構、元件、器件的影響和對人身造成的危害，確保產品的質量和可靠性，這是我國現代化建設的重要課題之一。

對力學環境試驗技術的研究，就是要防止力學環境因素對產品造成的危害，通過對力學理論更深的研究，從而對力學環境因素所產生的破壞失效機理進行更深入更全面的分析，找出更好更切實際的解決方法，其方法有：環境預防、環境防護、環境控制、環境利用。

來源：《力學環境試驗技術》