IEC 60068-2-6 是國際電工委員會（IEC）制定的環(huán)境試驗標(biāo)準中關(guān)于正弦振動測試的部分，廣泛應(yīng)用于包括汽車零件在內(nèi)的電工電子產(chǎn)品，用于評估產(chǎn)品在振動環(huán)境下的機械強度和功能可靠性。以下從標(biāo)準核心內(nèi)容、汽車零件測試的關(guān)鍵要求、實施流程等方面詳細說明：

一、標(biāo)準核心目的

IEC 60068-2-6 中的正弦振動測試旨在模擬產(chǎn)品在運輸、存儲或使用過程中可能遭遇的周期性正弦振動環(huán)境（如汽車行駛時發(fā)動機、路面顛簸產(chǎn)生的周期性振動），驗證零件在持續(xù)或間歇振動作用下是否發(fā)生機械損傷（如結(jié)構(gòu)松動、部件脫落）或性能退化（如電氣連接失效、參數(shù)漂移）。

二、汽車零件振動測試的關(guān)鍵參數(shù)與要求

1. 測試設(shè)備

• 振動臺：核心設(shè)備為電動或液壓驅(qū)動的正弦振動臺，需具備足夠的承載能力（匹配零件重量）和頻率范圍，臺面需保證振動的均勻性（各點振幅 / 加速度偏差在允許范圍內(nèi)）。

• 測量儀器：包括加速度傳感器（固定于振動臺或被測零件上）、激光測振儀（測量振幅）、信號發(fā)生器（控制振動波形）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（記錄振動參數(shù)）。

2. 核心測試參數(shù)

汽車零件的振動測試參數(shù)需結(jié)合其安裝位置（如發(fā)動機艙、駕駛艙、底盤）和振動環(huán)境特性確定，主要參數(shù)包括：

• 頻率范圍：
  標(biāo)準未規(guī)定固定范圍，但汽車行業(yè)通常選擇 10 Hz ~ 2000 Hz（覆蓋發(fā)動機怠速振動、路面顛簸等典型頻率）。

• 低頻段（10~500 Hz）：模擬路面不平或發(fā)動機低頻振動；

• 高頻段（500~2000 Hz）：模擬零部件共振或高頻噪聲振動。

• 振動振幅 / 加速度：
  振動強度可通過位移振幅（雙振幅，單位 mm）或加速度（單位 m/s2 或 g）描述，兩者可通過公式換算（$a=(2\pi f{)}^2\times d/2$，其中$a$為加速度，$f$為頻率，$d$為雙振幅）。
  汽車零件常見強度：

• 駕駛艙內(nèi)零件：0.1~1 mm（振幅）或 10~100 m/s2（加速度）；

• 發(fā)動機艙 / 底盤零件：1~5 mm（振幅）或 100~500 m/s2（加速度）。

• 振動方向：
  需在三個互相垂直的軸向（X、Y、Z 軸，對應(yīng)零件的長度、寬度、高度方向）分別測試，每個方向至少覆蓋全頻率范圍掃描 1 次。

• 掃頻速率：
  指頻率變化的速率，通常為 1 oct/min（倍頻程 / 分鐘，即頻率從$f$到$2f$的時間為 1 分鐘）或線性速率（如 10 Hz/s），確保零件有足夠時間響應(yīng)各頻率點的振動。

• 持續(xù)時間：
  每個軸向的總測試時間通常為 10~20 小時（根據(jù)零件可靠性要求調(diào)整），可分為多個循環(huán)（如每循環(huán) 2 小時，重復(fù) 5 次）。

3. 振動波形與測試類型

• 波形要求：嚴格為正弦波，波形失真度需≤5%（確保振動的單一頻率特性）。

• 測試類型：

• 掃頻振動：從最低頻率到最高頻率連續(xù)掃描（或往復(fù)掃描），用于尋找零件的共振點（共振時振動響應(yīng)會放大，易導(dǎo)致失效）。

• 定頻振動：在特定頻率（如共振點或典型工作頻率）下持續(xù)振動，驗證零件在該頻率下的長期承受能力。

三、汽車零件測試的特殊考量

1. 安裝與固定方式

• 需模擬零件在汽車上的實際安裝狀態(tài)（如使用原廠支架、螺栓扭矩按規(guī)定擰緊），避免因固定方式不當(dāng)導(dǎo)致測試結(jié)果失真（如過度固定可能掩蓋零件本身的薄弱點）。

• 若零件需與其他部件協(xié)同工作（如線束、連接器），測試時需包含相關(guān)附件，以評估整體系統(tǒng)的振動耐受性。

2. 工作狀態(tài)設(shè)置

• 測試過程中，零件需處于正常工作狀態(tài)（如通電、加載信號），實時監(jiān)測其電氣性能（如電壓、電流、信號輸出），而非僅進行機械結(jié)構(gòu)測試。

• 對敏感部件（如傳感器、ECU），需在振動過程中記錄關(guān)鍵參數(shù)（如測量精度、響應(yīng)延遲），判斷是否超出允許誤差范圍。

四、測試流程

1. 樣品準備：

• 檢查零件外觀及初始性能，記錄 baseline 數(shù)據(jù)（如尺寸、電氣參數(shù)）。

• 按實際安裝方式固定零件于振動臺，安裝加速度傳感器（通常在零件重心或關(guān)鍵部位）。

2. 參數(shù)校準：

• 啟動振動臺，在空載或模擬負載下校準頻率、振幅 / 加速度、波形失真度，確保符合設(shè)定要求。

3. 測試實施：

• 機械狀態(tài)：是否有異常噪音、松動、變形；

• 電氣狀態(tài)：是否出現(xiàn)短路、斷路、信號中斷或參數(shù)漂移。

• 按預(yù)設(shè)程序進行掃頻或定頻振動，每個軸向完成規(guī)定時間的測試。

• 振動過程中實時監(jiān)測：

4. 后處理與評估：

• 測試結(jié)束后，檢查零件外觀（如裂縫、部件脫落）、結(jié)構(gòu)完整性（如緊固件扭矩衰減）。

• 重新測試電氣性能，與初始數(shù)據(jù)對比，判斷是否符合合格標(biāo)準（如性能參數(shù)偏差≤10%，無永久性損壞）。

五、合格判定標(biāo)準

• 機械方面：無可見損傷（裂縫、變形、涂層脫落），緊固件無松動，活動部件（如旋鈕、開關(guān)）功能正常。

• 電氣方面：

• 無電氣故障（短路、斷路、絕緣擊穿）；

• 性能參數(shù)（如輸出信號、測量精度）在產(chǎn)品規(guī)范允許范圍內(nèi)；

• 連接器、焊點等關(guān)鍵部位無接觸不良。

六、與汽車行業(yè)其他標(biāo)準的關(guān)聯(lián)

IEC 60068-2-6 是基礎(chǔ)通用標(biāo)準，汽車行業(yè)常結(jié)合以下標(biāo)準細化測試要求：

• ISO 16750-3：針對汽車電子的機械負荷測試，其中振動測試參數(shù)（如頻率范圍、加速度）更貼合汽車實際工況（如發(fā)動機艙零件可能要求更高的振動強度）。

• SAE J1455：美國汽車工程師協(xié)會標(biāo)準，對商用車零件的振動測試有更具體的規(guī)定（如路面譜相關(guān)的振動剖面）。

七、注意事項

• 測試前需明確零件的失效模式（如焊點疲勞、線束磨損、結(jié)構(gòu)共振斷裂），針對性設(shè)置監(jiān)測點。

• 對于批量生產(chǎn)的零件，需進行抽樣測試（如每批次抽 3~5 件），確保一致性。

• 若測試中發(fā)現(xiàn)共振點，需在該頻率下增加定頻測試時間（如延長至 2 小時），驗證零件的抗共振能力。

通過 IEC 60068-2-6 標(biāo)準的正弦振動測試，可有效暴露汽車零件在周期性振動下的潛在缺陷，為設(shè)計優(yōu)化（如增加阻尼、避免共振頻率）提供依據(jù)，最終提升整車的可靠性。