产品在受到持续振动时，很可能会出现故障，但故障何时发生取决于多重因素。为了确保产品的安全性和使用寿命，工程师必须确定产品能承受规定振动环境的时间。尽管如此，精良的产品可以使用数百到数千个小时。因此，工程师需要一种振动测试方法，在不花费大量时间的情况下完成对产品进行整个寿命周期评估。
用振动测试加速的方法，可以在短时间内完成产品整个使用寿命的振动测试。根据振动环境的不同，测试加速可以有多种方法实现。目前，疲劳损伤谱（FDS）仍是最常用的方法。也正如后面要讨论的，在特定的振动环境中，FDS并不完全胜任。
采用疲劳损伤谱（FDS）进行振动测试加速
FDS基于疲劳累积的Miner法则，产品在达到最大疲劳损伤量时将失效。产品在其使用寿命内可能会经历一系列振动环境，在许多情况下，振动环境会比简单的正弦或高斯随机波形更复杂。
FDS可用于所有振动环境，来创建真实的寿命测试。FDS是使用包括雨流分析和循环计数的时域分析来计算的。利用时域分析和给定的材料特性（m），可以计算相对损伤并创建FDS。出于试验目的，可以使用Henderson Piersol的疲劳计算方法将FDS转换为PSD。
与快速傅立叶变换（FFT）不同，FDS基于单自由度系统的响应。FDS是生成反映真实世界的随机测试的可靠方法，该测试通常是非高斯和非平稳的。
使用FDS加速测试时要考虑的参数
品质因数（Q）
品质因数决定了振荡的阻尼值。较高的Q值将导致较低的能量损失率，因此，振荡结束的速度较慢。相反，较低的Q值将导致更高的能量损失率和更快的结束振荡。共振时的品质因数为0.5除以临界阻尼比（ζ）。
在FDS分析中，品质因数与用来产生单/窄带时间波形的滤波器的Q有关。该值应设置为大于或等于测试频率范围内产品的最陡峭共振的Q值。
S-N曲线的斜率(M)
S-N曲线在对数坐标下显示了最大施加应力（S）与失效循环次数（N）之间的反比关系。高于屈服应力的循环应力可导致低周疲劳（LCF），低于屈服应力的循环应力可导致高周疲劳（HCF）。
m值由S-N曲线得到。MIL-STD-810H（2019）建议对随机振动激励使用7.5的m值，“但通常使用5到8之间的值。”也可以通过试验得出，对多个产品装置进行不同量级的测试直至失效，然后找到最适合这些测试结果的m值。
峭度
振动台在周期性随机激励下能显示出结构共振的非高斯振动响应。峭度用于描述非高斯随机振动。如果随机信号的峭度超过高斯值3，该曲线的损伤潜力就会增加。
FDS导入假定数据为高斯分布，因为计算疲劳的Piersol方法使用高斯分布将FDS转换回功率谱密度（PSD）。PSD是基于每个频率计算的相对损伤计算的，默认为高斯分布。因此，生成的测试不会具有与真实环境相同的峰值分布。但我们可以进行峭度控制，通过更改峭度®，来修改峰值分布，使其与真实环境相似，总的疲劳损伤数保持不变。
当FDS软件中添加峭度后，测试的总体GRMS值降低。试验持续时间为设定值，寿命内的疲劳损伤值亦不受影响。然而，由于峰值分布不同，即使测试的整体GRMS降低，最终的损伤仍然等效于导入的时域波形。
振动测试加速和主正弦分量
虽然FDS是振动试验加速的标准工具，但在某些情况下，FDS还存在不足之处。如果产品受主要正弦振动分量的影响，应采用正弦加随机（SoR）试验，而不是随机试验。此时，正弦分量应与随机能量分别进行FDS计算并加速。之后，加速的正弦分量和随机分量才能组合起来。
VR公司开发了正弦跟踪、分析和生成（STAG）工具，以创建正弦加随机测试，来模拟正弦分量为主的振动环境，如在发动机附近的振动环境。如果FDS用于这种环境，则主正弦振动分量可能无法准确表达。
STAG工具具有准确和方便的特征，用它可以生成加速的SOR测试，缩短了标准的测试时间，又非常精确。
结论
与正常条件下的常规测试相比，加速的振动测试节省了时间和成本。关注振动环境的特性将有助于更精确的加速试验。