當(dāng)下各類產(chǎn)品需要在復(fù)雜多變的工況下保持穩(wěn)定運(yùn)行，行駛于顛簸路面的新能源汽車、遭遇氣流擾動(dòng)的飛行器、經(jīng)歷長(zhǎng)途物流顛簸的電子元器件，振動(dòng)環(huán)境是造成產(chǎn)品失效的常見(jiàn)誘因。為保障產(chǎn)品長(zhǎng)期使用可靠性，制造企業(yè)會(huì)在新品投放市場(chǎng)前開(kāi)展振動(dòng)模擬測(cè)試，復(fù)刻實(shí)地使用過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。振動(dòng)試驗(yàn)箱可幫助研發(fā)人員觀測(cè)產(chǎn)品在單獨(dú)振動(dòng)工況，或是溫濕度與振動(dòng)疊加復(fù)合工況下的運(yùn)行表現(xiàn)。本文完整講解振動(dòng)試驗(yàn)箱基礎(chǔ)概念、設(shè)備運(yùn)行原理、通用檢測(cè)規(guī)范、各行業(yè)落地應(yīng)用，以及挑選適配測(cè)試設(shè)備需要考量的各項(xiàng)維度。

1. 什么是振動(dòng)試驗(yàn)箱

振動(dòng)試驗(yàn)箱屬于專業(yè)環(huán)境模擬測(cè)試設(shè)備，可輸出可控規(guī)格的振動(dòng)激勵(lì)，復(fù)刻產(chǎn)品運(yùn)輸、整機(jī)運(yùn)行、戶外服役過(guò)程中的機(jī)械振動(dòng)環(huán)境。多數(shù)行業(yè)會(huì)同步開(kāi)展溫度、濕度與振動(dòng)復(fù)合測(cè)試，以此評(píng)估多重環(huán)境應(yīng)力疊加后對(duì)產(chǎn)品性能帶來(lái)的影響，這類一體化集成設(shè)備常見(jiàn)命名分為三類：溫濕度振動(dòng)復(fù)合試驗(yàn)箱、組合式環(huán)境試驗(yàn)箱、AGREE 綜合環(huán)境試驗(yàn)艙（航空配套設(shè)備可靠性復(fù)合環(huán)境艙）。將氣候模擬與機(jī)械振動(dòng)測(cè)試整合至同一臺(tái)設(shè)備，能夠更貼近產(chǎn)品真實(shí)服役工況，還原多因素同步作用下的老化與失效過(guò)程。

2. 開(kāi)展振動(dòng)可靠性測(cè)試的實(shí)際價(jià)值

機(jī)械振動(dòng)長(zhǎng)期作用會(huì)誘發(fā)多種產(chǎn)品失效問(wèn)題：焊點(diǎn)出現(xiàn)裂紋、連接器松動(dòng)脫落、導(dǎo)線疲勞斷裂、殼體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫、元器件位移偏移、PCB 電路板受損、密封防護(hù)性能下降、各類緊固配件松脫。部分產(chǎn)品在常溫靜態(tài)檢測(cè)中功能正常，但經(jīng)過(guò)運(yùn)輸顛簸、車載持續(xù)振動(dòng)、工業(yè)設(shè)備共振、航空高低空交替振動(dòng)后，會(huì)提前出現(xiàn)各類故障。振動(dòng)測(cè)試可在產(chǎn)品研發(fā)階段提前暴露結(jié)構(gòu)、裝配、材料層面的薄弱點(diǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，減少后期售后維護(hù)成本，提升成品長(zhǎng)期穩(wěn)定表現(xiàn)。

3. 振動(dòng)試驗(yàn)箱基礎(chǔ)運(yùn)行原理

一套完整的復(fù)合振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)分為兩大核心組成單元：第一部分為氣候環(huán)境腔體，負(fù)責(zé)調(diào)控測(cè)試空間內(nèi)的高溫、低溫、周期性溫度循環(huán)、恒定濕度等環(huán)境參數(shù)；第二部分為電動(dòng)振動(dòng)激勵(lì)臺(tái)系統(tǒng)，可輸出預(yù)設(shè)曲線的振動(dòng)激勵(lì)，包含正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、機(jī)械沖擊、多模式復(fù)合振動(dòng)四類工況。環(huán)境腔體配套集成在振動(dòng)臺(tái)上方或與振動(dòng)臺(tái)一體化組合，讓待測(cè)樣品同步承受溫度、濕度、振動(dòng)多重應(yīng)力。舉個(gè)例子，車載電控單元常規(guī)復(fù)合測(cè)試工況參考：溫度區(qū)間 - 40℃至 + 125℃，恒定濕度最高 95% RH，隨機(jī)振動(dòng)頻率區(qū)間 10Hz–2000Hz，多變量同步疊加可高度還原車輛真實(shí)行駛環(huán)境。

4. 振動(dòng)試驗(yàn)箱主要設(shè)備分類

獨(dú)立單振動(dòng)臺(tái)設(shè)備

該類機(jī)型僅可單獨(dú)開(kāi)展振動(dòng)激勵(lì)測(cè)試，多用于貨物運(yùn)輸模擬、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)耐久度核驗(yàn)。適配優(yōu)勢(shì)：設(shè)備采購(gòu)?fù)度脒m中，操作流程簡(jiǎn)易，滿足基礎(chǔ)單一振動(dòng)測(cè)試需求；適用局限：無(wú)法同步疊加溫濕度環(huán)境變量，和真實(shí)多因素工況存在一定差異。

溫濕度振動(dòng)組合式環(huán)境試驗(yàn)箱

設(shè)備整合溫度、濕度、振動(dòng)三大測(cè)試功能于一體。適配優(yōu)勢(shì)：模擬工況更貼合產(chǎn)品實(shí)際使用環(huán)境，縮短單批次完整測(cè)試周期，加速產(chǎn)品老化失效顯現(xiàn)，對(duì)產(chǎn)品長(zhǎng)期可靠性預(yù)判更具參考價(jià)值；目前在汽車、航空配套、儲(chǔ)能電池、電子元器件行業(yè)應(yīng)用范圍持續(xù)拓寬。

AGREE 綜合環(huán)境試驗(yàn)艙

AGREE 試驗(yàn)艙屬于復(fù)合環(huán)境測(cè)試設(shè)備，專門(mén)配套電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)使用，同時(shí)維持高精度溫濕度調(diào)控能力。多用于產(chǎn)品資質(zhì)認(rèn)證、長(zhǎng)期可靠性耐久測(cè)試、匹配各類行業(yè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

5. 通用振動(dòng)可靠性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

各行業(yè)均出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化振動(dòng)測(cè)試流程，保障不同實(shí)驗(yàn)室測(cè)試過(guò)程、數(shù)據(jù)結(jié)果具備統(tǒng)一可比性。

IEC 60068 系列：應(yīng)用覆蓋面較廣的通用環(huán)境測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)分三類常用振動(dòng)相關(guān)規(guī)范：IEC 60068-2-6 正弦振動(dòng)測(cè)試、IEC 60068-2-64 隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試、IEC 60068-2-27 機(jī)械沖擊測(cè)試，適配各類消費(fèi)電子、工業(yè)電控設(shè)備；

RTCA DO-160：機(jī)載設(shè)備核心環(huán)境測(cè)試規(guī)范，廣泛用于商用航空整機(jī)、航空電子元器件檢測(cè)；

ISO 16750：專門(mén)針對(duì)車載電氣、電子零部件編制，覆蓋車輛行駛?cè)^(guò)程振動(dòng)考核要求。

6. 振動(dòng)試驗(yàn)箱主流應(yīng)用行業(yè)

汽車制造行業(yè)

車輛零部件長(zhǎng)期承受路面持續(xù)振動(dòng)，常規(guī)測(cè)試樣品包含整車電控單元、各類傳感器、線束連接器、動(dòng)力電池系統(tǒng)、車載電力電子器件，通過(guò)振動(dòng)復(fù)合測(cè)試核驗(yàn)整車全生命周期耐久性能。

新能源汽車動(dòng)力電池

電池模組與電池包需要同時(shí)承受路面持續(xù)振動(dòng)、充放電溫升、環(huán)境高低溫變化，溫濕度 + 振動(dòng)聯(lián)合測(cè)試可提前排查殼體結(jié)構(gòu)缺陷、內(nèi)部電路接觸故障。

航空配套行業(yè)

飛行器零部件會(huì)遭遇高空氣流擾動(dòng)、起降沖擊、海拔溫差波動(dòng)，振動(dòng)復(fù)合環(huán)境測(cè)試可核驗(yàn)關(guān)鍵機(jī)載設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。

半導(dǎo)體行業(yè)

芯片封裝器件在倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、整機(jī)運(yùn)行階段均會(huì)受到振動(dòng)影響，測(cè)試用于驗(yàn)證封裝殼體完整度、引線鍵合牢固程度、焊點(diǎn)耐久性能。

通信與工控設(shè)備

戶外基站、工業(yè)控制設(shè)備常年放置在復(fù)雜戶外環(huán)境，持續(xù)經(jīng)受設(shè)備共振、運(yùn)輸顛簸，振動(dòng)復(fù)合測(cè)試可驗(yàn)證設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。

7. 設(shè)備采購(gòu)選型核心技術(shù)參數(shù)

挑選適配的振動(dòng)測(cè)試設(shè)備，需要綜合評(píng)估以下關(guān)鍵指標(biāo)：

溫度調(diào)控區(qū)間

寬溫區(qū)間機(jī)型可匹配更多行業(yè)檢測(cè)規(guī)范，市面主流規(guī)格分為 - 40℃至 + 150℃、-70℃至 + 180℃兩類。

濕度調(diào)控區(qū)間

針對(duì)復(fù)合環(huán)境測(cè)試場(chǎng)景，濕度調(diào)節(jié)能力同樣關(guān)鍵，常規(guī)可控區(qū)間 10% RH 至 98% RH。

振動(dòng)輸出推力

振動(dòng)臺(tái)推力需要匹配待測(cè)樣品總重量，市面常見(jiàn)規(guī)格為 20 千牛、35 千牛、50 千牛、70 千牛及更大推力機(jī)型。

振動(dòng)頻率覆蓋范圍

頻率區(qū)間決定可模擬的振動(dòng)環(huán)境類型，常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型覆蓋 5Hz 至 2000Hz，高性能拓展機(jī)型最高可覆蓋 3000Hz 以上。

腔體內(nèi)部容積

腔體空間需要預(yù)留待測(cè)產(chǎn)品、專用工裝夾具、布線管路、內(nèi)部循環(huán)風(fēng)道所需空間；電池包、航空大型組件等大件產(chǎn)品可選用非標(biāo)定制大容積機(jī)型。

智能控制系統(tǒng)功能

現(xiàn)代化控制器需支持多段可編程測(cè)試程序、全程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、以太網(wǎng)局域網(wǎng)通訊、設(shè)備遠(yuǎn)程在線監(jiān)控、適配自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化管控體系。

8. KOMEG 科明 AGREE 綜合環(huán)境試驗(yàn)艙配套優(yōu)勢(shì)

KOMEG 科明創(chuàng)立于 1990 年，三十余年專注環(huán)境可靠性測(cè)試設(shè)備研發(fā)制造，服務(wù)各地研發(fā)實(shí)驗(yàn)室與制造企業(yè)質(zhì)檢部門(mén)，旗下 AGREE 復(fù)合環(huán)境艙可滿足多行業(yè)嚴(yán)苛的溫濕度振動(dòng)聯(lián)合測(cè)試需求。

寬泛環(huán)境調(diào)控區(qū)間：溫度覆蓋 - 70℃至 + 180℃，濕度可控范圍 10% RH 至 98% RH；

多型號(hào)振動(dòng)臺(tái)適配兼容：設(shè)備腔體可搭配多款國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口電動(dòng)振動(dòng)激勵(lì)臺(tái)，根據(jù)測(cè)試工況靈活搭配；

穩(wěn)定均衡的測(cè)試環(huán)境：內(nèi)部循環(huán)風(fēng)道經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮小腔體內(nèi)各點(diǎn)位溫差、濕度差值，保障多樣品測(cè)試數(shù)據(jù)一致性；

可定制化工程方案：支持非標(biāo)腔體容積、預(yù)留樣品引線端口、加寬可視觀察窗、自動(dòng)化配套工裝、專屬安全防護(hù)結(jié)構(gòu)調(diào)整；

多行業(yè)項(xiàng)目落地積累：設(shè)備交付至汽車電子、儲(chǔ)能鋰電、航空配套、通信設(shè)備、半導(dǎo)體加工等多領(lǐng)域企業(yè)實(shí)驗(yàn)室。

9. 振動(dòng)可靠性測(cè)試行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

伴隨各類電子產(chǎn)品、新能源設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜度持續(xù)提升，可靠性測(cè)試體系逐步向以下方向升級(jí)：多變量復(fù)合環(huán)境同步測(cè)試、加速耐久壽命驗(yàn)證、數(shù)字化全程監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析、智能化自動(dòng)管控試驗(yàn)艙、動(dòng)力電池全套可靠性驗(yàn)證、航空設(shè)備全工況模擬測(cè)試。越來(lái)越多企業(yè)選用一體化 AGREE 復(fù)合環(huán)境艙，依托同步疊加溫濕度、振動(dòng)應(yīng)力的測(cè)試模式，還原貼近實(shí)地使用的工況，縮短新品可靠性驗(yàn)證周期。

總結(jié)

振動(dòng)測(cè)試是汽車、航空配套、電子元器件、儲(chǔ)能電池、通信工控設(shè)備等行業(yè)產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證的核心環(huán)節(jié)，振動(dòng)試驗(yàn)箱可模擬實(shí)地機(jī)械應(yīng)力，在產(chǎn)品交付終端客戶前提前識(shí)別各類設(shè)計(jì)與工藝缺陷。采購(gòu)振動(dòng)測(cè)試設(shè)備時(shí)，研發(fā)與采購(gòu)人員需要綜合評(píng)估設(shè)備溫濕度調(diào)控能力、振動(dòng)輸出性能、腔體內(nèi)部尺寸、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)適配性、長(zhǎng)期售后技術(shù)支撐體系。針對(duì)需要開(kāi)展全套復(fù)合環(huán)境可靠性驗(yàn)證的企業(yè)，KOMEG 科明 AGREE 綜合環(huán)境試驗(yàn)艙可整合溫度、濕度、振動(dòng)三類測(cè)試功能為一體化設(shè)備，幫助制造企業(yè)縮短新品研發(fā)周期，提升成品品質(zhì)與運(yùn)行穩(wěn)定表現(xiàn)。