电子显示屏广泛应用于户外广告、轨道交通、工业控制等场景,常面临振动环境考验。振动测试是评估其机械可靠性的关键环节,而样品固定方式直接影响测试准确性——不当固定可能导致测试结果偏差,甚至损坏样品。本文聚焦电子显示屏振动测试的样品固定方式,从固定原则、常见方式、关键细节等维度展开,为测试人员提供实操指导。
振动测试样品固定的核心原则
样品固定的首要原则是“模拟实际安装状态”。电子显示屏在实际应用中通常通过螺栓、支架或框架固定,测试时需还原这一状态——若实际用4颗M6螺栓固定,则测试中不能简化为2颗,否则样品的振动响应会偏离真实情况,导致测试结果无效。
受力均匀是第二原则。固定点需均匀分布在样品的承重结构上(如显示屏的边框、背板加强筋处),避免局部承受过大应力。例如,若将重量20kg的显示屏仅通过顶部两个点固定,底部悬空,振动时底部会产生大幅摆动,可能导致边框变形或内部电路板焊点断裂。
刚性匹配原则要求固定装置的刚度高于样品本身。若固定台或夹具的刚度不足,振动时夹具会先于样品发生变形,相当于在样品与振动台之间引入“柔性环节”,导致传递到样品的振动加速度减小,测试结果偏轻。因此,固定夹具通常采用铝合金或钢材制作,厚度需满足刚度要求。
可重复性原则是保证测试数据可比性的关键。同一批次样品的固定位置、螺栓扭矩、缓冲材料厚度等参数必须一致——比如第一次测试用了3mm厚的橡胶垫,第二次用5mm,振动传递特性会改变,无法对比两次测试结果。
刚性固定:螺栓连接的标准操作
螺栓连接是电子显示屏振动测试中最常用的刚性固定方式,适用于有明确安装孔的样品(如工业控制屏、轨道交通屏)。首先需确认样品的安装孔参数:包括孔径(如φ6.5mm对应M6螺栓)、孔位分布(如4个孔呈矩形排列)、孔的深度(确保螺栓完全拧入,不滑丝)。
扭矩控制是螺栓固定的关键细节。使用扭矩扳手按照设计扭矩拧紧,避免过紧或过松——过紧会导致样品背板变形,过松则在振动中螺栓会逐渐松动。例如,某款户外显示屏要求M8螺栓扭矩为12-15N·m,若测试时扭矩仅为8N·m,振动10分钟后螺栓可能松动,导致样品移位。
垫片的选择也不能忽视。弹簧垫片可防止振动松脱,平垫片能增大受力面积,避免压伤样品背板。对于铝制背板,建议用不锈钢平垫片(厚度1-2mm),防止铝和铁接触产生的电化学腐蚀。
螺栓连接后需检查“贴合度”:用塞尺测量样品背板与固定台的间隙,若超过0.5mm,说明固定不平整,需调整螺栓扭矩或更换平整的固定台——间隙会导致振动时样品与固定台撞击,影响测试结果。
柔性固定:缓冲材料的选择与应用
柔性固定适用于实际安装中使用缓冲材料的场景,如车载导航屏(用橡胶垫隔离车身振动)、壁挂式广告屏(用泡沫胶条减少墙面振动传递)。测试时需模拟这一状态,选择与实际一致的缓冲材料。
缓冲材料的核心参数是“阻尼系数”和“硬度”。阻尼系数高的丁腈橡胶(0.3-0.5)能有效吸收高频振动,硬度需匹配样品重量——10kg的车载屏选邵氏50-60的橡胶垫,硬度太高则缓冲效果差,太低无法支撑样品。
常见缓冲材料包括:橡胶垫(适用于中低频振动,-20~80℃)、硅胶垫(耐高温,-40~200℃,适用于工业高温环境)、聚乙烯泡沫(轻便但阻尼低,仅适用于轻微振动)。
应用时需注意覆盖面积:材料应覆盖样品承重区域(如背板加强筋处),不能仅在角落放小垫片。例如,15kg的壁挂屏用4块20mm×20mm橡胶垫,振动时会压缩变形导致样品倾斜;用覆盖1/3背板的3mm厚橡胶垫,能均匀分散压力,缓冲效果更好。
缓冲材料厚度需与实际一致。若实际用2mm硅胶垫,测试用5mm,会降低振动传递率,导致测试加速度响应偏小,无法准确评估耐振性。
边缘固定:框架类显示屏的固定技巧
框架类显示屏(如户外P10 LED屏,由铝型材框架和模组组成)的固定需以框架为核心,固定点选在框架刚性部位(如立柱底部、横梁连接处)。
常见方式是“夹具夹紧+螺栓连接”:用U型夹具夹住框架底部立柱(开口尺寸与立柱截面一致,如50mm方管选50mm±0.5mm夹具),再用螺栓固定夹具到振动台。这种方式能保证框架稳定,避免左右晃动。
固定需遵循“对称原则”:夹具对称分布在框架两侧,比如1米宽框架,夹具固定在左侧200mm和右侧200mm处,避免单侧固定导致框架扭转——扭转会使内部模组受剪切应力,导致插件松动。
带侧翻边的框架(如室内LED屏的10mm翻边),可用L型夹具夹住翻边(垂直面贴紧翻边,水平面固定在振动台)。需检查贴合间隙,若超过1mm,振动时翻边会与夹具碰撞,产生额外冲击。
模块化固定:拼接屏的分步固定方法
拼接屏(如液晶拼接屏、LED模组拼接屏)由多个单元组成,固定需“先框架、后模组”,模拟实际安装流程——框架是基础,先固定框架,再装模组。
第一步固定底座框架:用螺栓刚性固定在振动台(50kg框架用4颗M10螺栓),用水平仪检查水平度,偏差超过0.5mm/m需调整螺栓高度,确保框架平整——水平度差会导致模组受力不均,振动时脱落。
第二步安装模组:按“从中心到边缘”顺序,将模组四个角的安装孔与框架对齐,用M6螺栓固定。确保模组间缝隙一致(1-2mm)——若顺序相反,边缘模组缝隙可能过大,振动时摩擦损坏边框。
第三步固定模组连接:保留模组间的卡扣或螺丝(如4×4拼接屏用2颗M4螺丝连接模组),若省略连接,振动时模组独立振动,无法模拟整体响应。
模块化固定的关键是“一致性”:每个模组螺栓扭矩相同(如M6为8N·m),缝隙一致,否则整体刚度不均,部分模组会承受更大加速度提前失效。
固定后的验证:确保安装有效性的关键步骤
固定完成后需多维度验证,避免测试数据无效或样品损坏。
目视检查:看样品与固定台的间隙(≤0.5mm)、螺栓是否松动、缓冲材料是否变形。若有间隙或松动,需重新拧紧螺栓。
手推测试:沿振动方向推样品,若位移超过1mm,说明固定不牢——需增加固定点或增大扭矩。比如壁挂屏手推位移2mm,需换更硬的缓冲材料或加扭矩。
加速度传递测试:在固定台和样品关键部位贴传感器,施加0.5g振动,测加速度比值(0.9-1.1为良好)。比值<0.9说明固定刚度不足或缓冲过厚,>1.1说明共振,需调整固定装置。
预振动测试:用测试加速度的50%(如10g测试用5g)振动10分钟,检查固定状态——若螺栓松动、缓冲移位,需重新固定。预振动能提前发现问题,避免正式测试时样品损坏。
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