GB／T 2423.5-2019  环境试验 第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击

当采用4.2的方法时，在检查点上垂直于预定冲击方向的正 应超过贝定 上标称脉冲峰值加速度的30%。 注：如果达不到横向运动的误差要求时，有关规范宜规定另一种可采用的方法（见A.5)

测量系统的特性应能保证在检查点的预定方向上测量到实际脉冲在图1、图2和图3要求的容差 范围内。图4的要求适用于控制信号测量系统未用低通滤波器的频率响应。当采用了低通滤波器，滤 波器特性的截止频率f（一3dB点）不低于

式中： f 低通滤波器的截止频率铁路工程施工组织设计，单位为千赫（kHz）； D—脉冲持续时间，单位为毫秒(ms)。 对测量准确度能产生重要的影响，包括加速度计在内的整个测量系统的频率响应应在图4的容差 内（见A.5）。 注：冲击的持续时间等于或小于0.5ms，未必需要图4中f：和f4如此高的频率，因此，有关规范宜规定供选用的 替代值

图4测量系统的频率特性

3±0 100±5 500±5 1000±10 5000±10

的严酷度等级不能模拟已知环境对样品的影响，有关规范可以选用图1、图2和图3所示的标准脉冲 见A.4)规定其他合适的试验严酷度等级，

表1冲击试验的严酷度等级

优先选用为体子的脉冲波形 RTCADO160E/F推荐：“功能冲击"6g，每个方向3次；"坠撞冲击"20gn，每个方向1次。 优先用于重复冲击 这些冲击也许不能按本部分的严格要求完全实现

有关规范可以提出预处理要求。

安有关规范的固定，对样品进行外观、尺寸和功能

应在样品三个正交轴的每个方向依次施加有关规范规定次数的冲击。当多个相同样品受试时，可 以适当地排列样品，以便同时沿3个轴向上冲击（见A.7）。 当安装或运输时，样品的姿态已知，由于冲击在某个轴的某个方向是最敏感的，有关规范应规定在 该轴线、方向和姿态上施加冲击的次数。否则应在三个轴的两个方向上试验。例如，通常最大的冲击加 速度是沿垂直方向。当运输时的姿态已知，冲击应在垂直轴向上的方向。当姿态未知，有关规范应规定 每轴应进行冲击的次数（见A.7）

有关规范应规定样品在试验中是否工作和是否进行功能监测

有时有必要在试验后和最终检测前提供一段时间使样品达到与初始检测相同的条件，例如温度 有关规范应规定恢复的条件

对样品应进行外观、尺寸、功能和有关规范规定的其他检查。 有关规范应给出样品接收或拒收的判据

11有关规范应给出的信息

当有关规范采用本试验时 见范的编写者应提供下列资料。要特别注意有星一 的项目.因为该项资料是必需的，

项目，因为该项资料是必需的： 章条号 a) 脉冲波形 4.1.1、A.3 b) 容差 4.1.1、A.5 c) 速度变化 4.1.3、A.6 d) 横向运动 4.1.4 e) 激励轴、试验姿态和试验轴 第8章 f) 安装方法 4.3 g) 严酷度等级 第5章、A.4 h) 冲击方向和冲击次数 第5章、第8章 i) 预处理 第6章 j) 初始检查和功能检测 第7章 k) 功能检测 第7章 1) 工作方式和功能监测 第8章 m）恢复 第9章 n) 接收和拒收的判据 第10章 o) 最终检测 第10章

a) 脉冲波形 b) 容差 c) 速度变化 d) 横向运动 e) 激励轴、试验姿态和试验轴 f) 安装方法 g) 严酷度等级 h) 冲击方向和冲击次数 i) 预处理 j) 初始检查和功能检测 T 功能检测 1) 工作方式和功能监测 m）恢复 n) 接收和拒收的判据 0) 最终检测

12试验报告应给出的信息

章条号 4.1.1、A.3 4.1.1、A.5 4.1.3、A.6 4.1.4 第8章 4.3 第5章、A.4 第5章、第8章 第6章 第7章 第7章 第8章 第9章 第10章 第10章

试验报告至少应给出如下信息： a) 客户（名称和地址）； 试验室（名称和地址）； c) 试验报告（签发日期、唯一识别号）； 试验日期； e) 试验目的（研发试验、验证试验等）； f) 试验标准，版本（有关试验的程序）； g）样品描述（唯一标识号、图片、照片、数量、样品首次检验的评价，等等）：

h）样品的安装（夹具特性、图片、照片、激励轴线）； D 激励轴线（试验姿态和激励轴线）； D 试验设备的性能（横向运动等）； k) 测量系统，传感器位置（描述、图片、照片等）； D 测量系统不确定度（校准数据、上次日期和下次日期）； m）初始、中间或最终测量； n) 要求严酷等级（来自试验规范）； 0) 试验严酷等级及文件（来自检查点）； p) 试验结论（样品情况的评价）； q) 试验情况记录； r) 试验摘要； s) 试验负责人（姓名和签名）； ) 发送（报告分送清单）。 注：测试记录中宜编写测试日志，例如，带有测试参数的测试运行的时间顺序列表，测试期间的观察和采取的操作 以及测量的数据表。测试日志可以附加到测试报告中

h）样品的安装（夹具特性、图片、照片、激励轴线）； i) 激励轴线（试验姿态和激励轴线）； D 试验设备的性能（横向运动等）； k) 测量系统，传感器位置（描述、图片、照片等）； D) 测量系统不确定度（校准数据、上次日期和下次日期）； m）初始、中间或最终测量； n) 要求严酷等级（来自试验规范）； 0) 试验严酷等级及文件（来自检查点）； p) 试验结论（样品情况的评价）； q) 试验情况记录； r) 试验摘要； s) 试验负责人（姓名和签名）； t) 发送（报告分送清单）。 注：测试记录中宜编写测试日志，例如，带有测试参数的测试运行的时间顺序列表，测试期间的观察和采取的操作， 以及测量的数据表。测试日志可以附加到测试报告中

附录A （规范性附录） 波形的选择和应用导则

本部分提供了一种再现样品在运输或使用期间所受影响的试验方法。本试验并不是再现具实 环境。 为了使不同的人在不同的实验室所进行的试验能获得一致的试验结果，本试验所规定的参数是经 过标准化的，并且有适当的容差。数值的标准化还可以使元器件能经受住本部分所规定的某种试验严 酷等级的能力米分类

A.3脉冲波形（见第1章）

安试验的，有三种带用的“经典中击脉件波形可以使用（见4..1和表1） 半正弦形脉冲适用于模拟线性系统的撞击或线性系统的减速所引起的冲击效应，例如弹性结构的 撞击。 后峰锯齿形脉冲具有比半正弦形脉冲和后峰锯形脉冲更均匀的响应谱。 梯形脉冲能在较宽的频谱上比半正弦形脉冲产生更高的响应。如果试验的目的是为了模拟诸如空 间探测器或卫星发射段爆炸螺栓引起的冲击环境的效应，便可以采用这种冲击波形 注：最常用的是半正弦形脉冲，梯形脉冲基本上不用于元器件样品。 与这些脉冲有关的冲击响应谱信息参见附录B 当工作或运输环境的冲击响应谱已知时，宜参考图A.1、图A.2和图A.3，以便选择最接近这种冲 击响应谱的脉冲波形。当工作或运输环境的冲击响应谱未知时，宜参考表A.1和A.2，因为其列出了适 用于各类运输和各种工作方式的样品的试验严酷度等级和脉冲波形 对有包装的样品，在装卸和运输过程中所受到的冲击，其特性通常是简单的，所以可以使用通过观 察速度变化量而得出的半正弦波形脉冲

图A.1对称半正弦脉冲的冲击响应谱

图A.2后峰锯齿形脉冲的冲击响应谱

归一化的最大响应4=490m/s时的最大响应

图A.3对称梯形脉冲的冲击响应谱

表A1应用于各种场合的脉冲波形和试验严酷度等级的典型示例

注1：本表对客种情况所指出的试验严酷等级不带强制性，但却具有典型性。宜记任的是，将存在着这样的情 即真实的严酷等级与表中所列的不同。 注2：本表给出了非重复冲击（每个轴向的每个方向3次冲击)的严酷等级。重复冲击的严酷等级见表A.2。 基本上不打算用干元件型样品

表A.2应用于各种场合的试验严酷度等级的典型示例

注：表中对各种情况所指出的试验严醋等级不带强制性，但却具有典型性。宜记住的是，将存在着这样的情 即真实的严酷等级与表中所列的不同。 100kg以下的样品，推荐使用250m/s和400m/s试验严酷度。更重的样品适用的严酷度100m/s

当满足基本脉冲波形、速度变化和横向运动的容差要求时，本部分所规定的试验方法具有高再 现性。 然而，对这些容差，也存在着某些例外情况，主要对具有高反作用负载的样品，即其质量和动态响应 可能会影响到冲击试验机特性的样品。在这些情况下，有关规范可以放宽容差范围或规定将实际所获 得的容差记录在报告中， 当试验具有高反作用负载的样品时，可进行冲击预调，以检查带负载后的冲击特性。对复杂的样 品，由于能提供做试验的样品可能只有一个或数量有限，因此正式试验前的反复冲击可能会导致过试验 或无代表性的累积损伤，在这种情况下，建议用一个有代表性的样品（例如一台不合格的样品），或当没 有这种样品可利用时，则可以用一个有准确质量和重心的模型来进行冲击预调。然而，需要指出的是， 上述模型不可能有与真实样品完全相同的动态响应。 如果使用低通滤波器，其截止频率的选择应使基础脉冲变形可以忽略。潜在有害的高频效应在先 前的其他试验中考核了，例如振动试验。 包括加速度计在内的整个测量系统的频率响应，对达到所要求的脉冲波形和严酷度等级方面是 个重要的因素，并且应在图4所示的容差范围内。当需要使用低通滤波器以减少加速度计固有的高频

共振效应时，则需考虑测量系统的幅频特性和相频特性，以避免测量系统本身造成波形失真。 对脉冲持续时间等于或小于0.5ms的冲击，图4所指出的fs和f。可能显得太高，在这种情况下， 有关规范可另行规定

本试验的基本要求之一就是要在样品的六个方向各施加冲击。当不需要对所有6个方向都进行试 时，例如由于对称的原因，或因存在冲击影响明显很小的方向，有关规范可以减少试验的方向数。实 际上，可以利用的样品数、样品的复杂性、成本、可能对样品施加冲击的方向等都是考虑的因素 特别在试验元器件时，允许用最少的冲击次数来满足规范中的要求。这主要取决于可用于试验的 同一种样品的数量和安装排列。 在非重复冲击试验中只有一个试验样品的时候，则需对该样品施加18次冲击，然而，那时候的试验 等呈现出有些不同，即可能出现非代表性的特性，因此，有关规范的编写者应对此给出适当的考虑。 对于设备型样品，它们总是按它们的正常安装底座安装在车辆上使用或运输，因此仅需要在该底座 上安装的情况下经受冲击试验。在运输期间，可能有一个以上安置面的样品，应在有关规范规定的每 个轴线和方向上进行试验。根据试验经验，进行三个互相垂直方向的试验通常就足够了。 为了保证试验的再现性，要求在两次冲击之间内部的任何相对运动基本上为零。否则在样品共振 衰减的不同阶段上会产生共振再激励，以致相同的样品得出不同的试验结果。 注：为了确定上述规定的条件是否被满足，试验工程师可以利用下列公式计算最高的重复速率，然而该公式不打算 供一般使用并且不宜纳人规范中

....(A.. 10

R 重复速率，单位为次每秒（次/s）； freamin 最低共振频率，单位为赫兹（Hz） 当不能观察到样品内部的相对运动时，例如封闭式样品，有关规范应指出需要采取的措施。在论 记下，特别对元器件，没有采取措施的必要

（资料性附录） 冲击响应谱和脉冲波形的其他特性

为了在冲击试验中利用已改进的技术和为使冲击试验机得到更进一步的发展，试验Ea要求对样 品的固定点施加规定严酷等级的三种脉冲波形中的一种，而不限制所用的冲击机。脉冲波形和严酷等 级的选择应根据适用于样品设计或类型的技术考虑来进行 从对规定试验条件的再现性和对实际冲击环境条件影响的重现性观点来说，所有的方法都是可行 的。为了使试验既能重现又能切合实际，在制定试验程序时，考虑某些如下所述的基本概念，更多的见 参考文献[2]

图B.1包含振荡系统的框架或盒子，其中f1.f，和f：是共振频率的示例

b）fj,和f，的响应

由无限个频率产生的冲击 响应谱，f1,J2和了：为连续 曲线上的有限点

由无限个频率产生的冲击 响应谱，f1,J2和了：为连续 曲线上的有限点

图B.2冲击响应谱概念

因假设阻尼为零，那么在脉冲持续时间 个围绕看零加速度的稳态正弦振荡。因 比正残余和负残余在频率轴上互为镜像，所以在介绍加速度响应谱时，通常只给出正残余响应谱。 对本附录所涉及的这些脉冲波形中，负初始响应谱的幅值在任何场合都小于正初始响应谱的幅值 因此，冲击试验方法要求沿每一条轴线的两个方向都进行试验。所以对样品各部分的最大加速度将由 两个方向上的正初始响应谱来确定。故下文就不再讨论负初始响应谱了。 正初始和正残余的包络线表示了质量群的最大响应加速度，而不管它何时出现，所以被称作最大冲 击响应谱。然而，为了清楚地表达所要求的信息，初始谱和残余谱是分别画出来的。实际上，要找出确 切的脉冲持续时间是困难的，因此，在这种情况下，要区别确定这些冲击响应谱是不切实际的。 对相同波形的所有脉冲，就其峰值加速度和脉冲持续时间而言，其响应谱均能很容易被归一化起 来。如果选用刻度为D和amax/A的坐标代替和amax坐标，则冲击谱对相同脉冲波形的任何冲击都 是适用的。因此，本附录给出的冲击响应谱有两种坐标，即amx/A为fD的函数和amx为f的函数作为 对脉冲持续时间和峰值加速度的特例

B.3第一级冲击响应谱在实际中的应用

B.4标称脉冲波形的冲击响应谱

图B.3有多自由度系统的框架

本部分推荐的标称脉冲波形的加速度冲击响应谱如图A.1、图A.2和图A.3所示。 由于采用了无量纲的标度，对相同的脉冲波形，不管其脉冲持续时间多少，其冲击谱的形式是一样 的。归一化的频率标度fD可以用来确定任何持续时间D的频率标度。归一化响应标度amax/A可以 用来确定任何峰值加速度A的标度。 在低频和fD<0.2这一段，三种脉冲波形的初始响应谱值差不多相同，残余响应谱近似地与脉冲

的速度变化量成正比。这也是规定速度变化容差的理由之一，对一给定的峰值加速度和脉冲持续时间， 弟形波的速度变化量最大。 在0.2≤fD≤10的中频段，三种脉冲波形的初始响应谱不同，并且主要取决于脉冲的上升时间。 后峰锯齿脉冲有最长的上升时间，所以对一给定的峰值加速度，其响应最低。梯形脉冲由于有短的上升 间和平坦的峰值，为了在脉冲下降的瞬时之前达到它们的峰值，甚至充许存在低频振荡，所以梯形脉 中对一给定的峰值加速度，其响应最高。锯齿脉冲的残余谱比较高和比较平滑，直至fD=10左右才出 现第一个零值。而且这零值的频率取决于上升和下降的比率，后峰陡峭下降频率增加。半正弦脉冲和 第形脉冲的残余谱在比较低的频率上，大约在fD三1附近，就开始反复出现零值。这是由于这些脉冲 为对称性所致。从试验再现性这一观点出发，这是个大的缺点。脉冲持续时间或对称性的细小变化可 能导致残余响应谱发生相当大的变化，从而导致产生不同的试验结果。 在更高的频段，初始谱趋于amax/A=1并且残余谱为零。这可用一个非常硬的弹簧上的质量是紧 随着激励脉冲的加速度时间历程变化的这一事实来说明。这对具有有限上升和下降时间的所有脉冲波 形都是成立的

低阻尼和无阻尼的振荡系统对脉冲上的波纹非常敏感。波纹对半正弦脉冲的冲击谱的影响例子如 图B.4所示。 该图是把幅值为50m/s（5g）的460Hz的信号叠加在500m/s（50g）、11ms的标称半正弦波上 10%波纹，Q三5)的示例。在标称脉冲后，对波纹施加10%的阻尼率，这就产生一个可以与冲击机所获得 的实际脉冲相比较的理论脉冲。这种影响是相当大的，特别是对残余谱的影响。当波纹增加到20%时，将 使峰值增加到αmx/A=4左右。因此，为了保持试验的再现性，通常应尽可能地避免出现波纹，

图B.4带有波纹的半正弦脉冲的冲击响应谱

的频率上出现峰值，在波纹幅值不变的情况下，其响应峰值随着频率的增加而增加，而且残余谱总是 比初始谱受到的影响更大。具有短的上升时间的脉冲波形的初始谱，例如梯形脉冲，仅对高频波纹敏 感。后峰锯齿波的初始谱对整个中频段和高频段中的波纹都很敏感。 对阻尼小的波纹，在标称脉冲结束后还会保持一段颇长的时间，因此它会对残余谱产生相当大的 影响。 当出现过大的波纹时，冲击试验的结果与波纹在规定容差范围内所获得的试验结果有明显的差异 所以标称脉冲两边的容差带，是为了控制所允许的波纹和其他波形失真的

房地产项目B.6用一种单一的脉冲模拟各种冲击脉冲效应

本部分推荐的冲击脉冲波形不是用来模拟实际所受到的冲击，而是用来模拟真实环境效 ，因此 在进行冲击试验时，需要考虑真实环境的冲击谱。然而，这种资料往往局限于对峰值加速度的统计分布 或限于对设计等级的评估。 用一种单一的脉冲来模拟给定峰值和不同持续时间的许多冲击效应通常是可能的。 图B.5给出了一系列半正弦脉冲的响应谱和具有较高峰值的一种单一的锯齿波形的响应谱的比 较，从图中可见，虽然就初始响应谱而言存在着某些过试验，但这些响应谱还是有相当大的面积重叠的。

原降锯齿肽冲一化顿率仙

间为3ms和20ms之间的半正弦脉冲的冲击谱

用于评估设备型样品在桌子或工作台上维修作业或野蛮 搬运时经受敲击与撞击的效应。 用于评估在野蛮搬运过程中可能经受的跌落效应。该试 验也适合于用来验证强度等级。 用于评估某些元器件型样品可能受到的重复冲击的效 应，例如使用中的连接器。 用于评估散装货物在轮式车辆上，在不平的路面上运输 时，可能经受到的重复冲击条件的效应。 通常用于需要模拟复杂特性瞬态响应的样品

用于评估设备型样品在桌子或工作台上维修作业或野蛮 搬运时经受敲击与撞击的效应。 用于评估在野蛮搬运过程中可能经受的跌落效应。该试 验也适合于用来验证强度等级。 用于评估某些元器件型样品可能受到的重复冲击的效 应，例如使用中的连接器。 用于评估散装货物在轮式车辆上，在不平的路面上运输 时，可能经受到的重复冲击条件的效应。 通常用于需要模拟复杂特性瞬态响应的样品

在进行冲击试验时，样品固定在冲击试验设备上。在进行倾跌与翻倒试验、自由跌落试验、重复 跌落试验、弹跳试验时电子标准，样品自由放置在平台上