GB/T 2423.48-2018 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ff振动 时间历程和正弦拍频法

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  • 图2正弦拍频的循环数量

    本部分的目的是按规定的性能确定样品的机械薄弱环节和/或规定性能的降低情况,并使用这些信 息,结合相关规范来确定样品是否被接收。在某些情况下,本部分也可以用来确定样品的机械强度和它 们的动态特性, 有关规范应规定样品振动时或能经受住的振动条件。 本部分规定了进行试验的方法和在给定点进行振动测量的方法。也详细叙述了对振动运动的要求 和对严酷等级(包括频率范围、规定响应谱、高应力循环数、时间历程数量、正弦拍频的周期和数量)的 选择。 应该强调的是,振动试验总是带有一定程度的工程判断,对此,供需双方都应充分认识到这一点, 希望有关规范的编写者选择适合样品及其使用要求的试验方法和严酷等级的量值。 出于本试验的目的,样品通常是直接或采用夹具紧固在振动台上的。 为了方便本部分的应用,本部分的正文和附录A都给出了读者需要相互参考的章条号。这些章条 给出了正弦拍频位移、速度和加速度之间相互关系的特别信息

    4.3规定了对振动响应检查的要求,4.4规定了对时间历程试验的要求,4.5规定了对正弦拍频试 要求,4.6规定了对试验安装的要求。 对振动响应检查所规定的容差、正弦拍频条件试验所规定的容差和时间历程试验规定的容差 1中进行了比较

    基本运动应是时间的正弦 品在振动台上的各固定点水电标准规范范本,这些点基本上同相并

    在检查点上垂直于规定轴向上的最大振幅不应超过基本运动振幅的50%。在特殊情况下,例如对 小样品,如果有关规范有要求,允许横向振动峰值限制到25%。 在某些频率上,大尺寸或大质量样品可能很难达到这些值(参见A.1.1),在这种情况下,有关规范 应规定采用下列二者之一: a)超过上述规定的横向运动应记录在试验报告中; b)横向运动不监控

    当振动台伴随产生的旋转运动显著时,有关规范可规定容差水平,并将其记录在试验报告中

    有关规范应规定采用单点或多点控制。若有关规范规定采用多点控制,则应指定采用检查点的

    均信号值或某指定点的信号值来控制试验量值

    在某些频率上,大尺寸或大质量样品可能很难达到4.3.6b)中规定值(参见A.1.1)。在这种情 有关规范应规定一个较宽的容差,或使用替换的评定方法,并应写在试验报告中。

    4.3.5.3信号容差

    应在基准点上进行信号容差的测量,测量频率应该覆盖试验频率的5倍。 3.7定义的信号容差不应超过基本运动的5%。 注:在某些情况下,要达到这些要求也许是不可能的,在这种情况下,如果可以使控制信号基频的试验幅值恢复到 规定值,例如通过使用跟踪滤波器,则大于5%的信号容差是可以接受的。 当样品很大或复杂时,在某些频率点上无法满足规定的信号容差值且无法使用跟踪滤波器,此时信 加速度幅值不必恢复,但其信号容差应记录在试验报告中(参见A.1.1)。 不管是否使用跟踪滤波器,有关规范可要求把信号容差和受影响的频率范围记录在试验报告(见第 3章)中。

    应在基准点上进行信号容差的测量,测量频率应该覆盖试验频率的5倍。 3.7定义的信号容差不应超过基本运动的5%。 注:在某些情况下,要达到这些要求也许是不可能的,在这种情况下,如果可以使控制信号基频的试验幅值恢复到 规定值,例如通过使用跟踪滤波器,则大于5%的信号容差是可以接受的。 当样品很大或复杂时,在某些频率点上无法满足规定的信号容差值且无法使用跟踪滤波器,此时信 号加速度幅值不必恢复,但其信号容差应记录在试验报告中(参见A.1.1)。 不管是否使用跟踪滤波器,有关规范可要求把信号容差和受影响的频率范围记录在试验报告(见第 3章中。

    4.3.6振动幅值容差

    a)基准点 基准点上控制信号的容差应:土15%。 b)检查点 每个检查点上的容差: 500Hz及以下:±25%; 500Hz以上:±50%(见4.3.5.2)

    危险频率处的频率容差: 0.25Hz及以下:±0.05Hz; 0.25Hz~5Hz:±20%; 5Hz~50Hz:±1Hz; 50Hz以上:±2%。 当要求比较试验前后的危险频率(见8.2)时,相关规范应规定比较条件。为确定危险频率,频率容 差规定如下: 0.5Hz及以下:±0.05Hz; 0.5Hz~5Hz:±10%; 5Hz~100Hz:±0.5Hz; 100Hz以上:±0.5%

    扫频应是连续的,并且以每分钟 随时间按指数规律变化(见3.20), 注:对数字控制系统,“扫频是连 这种差别范无实息义

    一般根据振动响应检查确定阻尼比。这种确定取决于所用试验装置,并且需要工程判断。如证

    报告认为正确,可采用其他方法

    时间历程可以从以下方法中获得: a) 自然时间历程: b) 在所规定的频率范围内用的频率合成法合成的时间历程,在这种情况下,合成时间历程应该 用如下合适的分辨率产生: 1)当样品的阻尼(阻尼比)小于或等于2%时,不得超过1/12倍频程频带; 2)当样品的阻尼为2%~10%之间(一般情况),不得超过1/6倍频程频带; 3)当样品的阻尼大于或等于10%时,不得超过1/3倍频程频带。 阻尼比的值(见3.6)可由有关规范规定或其他方法得到(见4.3.9)。通常选用5%的值

    除有关规范另外规定外,垂直于规定轴(基本运动)的任何轴向上检测点的最大加速度或位移最大 峰值应不超过规定时间历程所规定的峰值的25%。记录测量仅需要覆盖所规定的频率范围。 在某些频率上,大尺寸或大质量样品可能很难达到这些值(参见A.1.1),在这种情况下,有关规范 应指出下列哪一项要求适用: a)超过上述规定的横向运动应记录在试验报告中; b)横向运动不需要监测

    4.4.4规定响应谱的容

    适用于规定响应谱的容差带应在0%~50%的范围内(见图4)。 如果试验响应谱有一小部分单个点在容差带之外,该试验仍可接受。这些点的值应记录在试验报 告中(见第13章和A.1) 频率大于图A.1中(1/3)2的部分,容差带>50%是允许的。 响应谱至少要受以下检查: 如果样品的阻尼小于或等于2%时,按1/12倍频程频带检查; 如果样品的阻尼为2%~10%之间(一般情况),按1/6倍频程频带检查; 如果样品的阻尼大于或等于10%时,按1/3倍频程频带检查。 在某些情况下,由于规定响应谱是人工使其成形和加宽的,以致使试验响应谱无法在该容差带内产 生。此时.有关试验规范的容差可能要修正

    装置产生的试验频率范围外的最大信号值,在无样品情况下不应超过基准点规定信号最大值的20%。 如果上述值不可能达到,所获得的值应记录在试验报告中。 在评价试验响应谱时,频率范围以外的频率不予考虑

    基本运动应是时间的正弦函数,有关规范应规定样品在振动台上的各固定点,这些点基本上同相并 沿平行直线运动,且符合4.3.1、4.3.2、4.3.3和4.3.5所规定的容差要求。正弦拍频试验仅适用于单轴激 励(见 GB/T 2424.25—2000 中表 1)

    4.5.2振动幅值容差

    4.5.2.1基本运动

    沿规定轴向在检查点和基准点的基本运动应在以下容差内等于规定值。这些容差包括仪器误差

    见 4.3.6 a),

    4.5.3试验频率容差

    4.5.3.1一般要求

    试验频率容差分为以下2类

    4.5.3.2预定试验频率

    0.5Hz及以下:±0.05Hz; 0.5Hz~5Hz:±10%; 5Hz~100Hz:±0.5Hz; 100Hz以上:±0.5%。

    4.5.3.3探查试验频率

    寸,还应规定施加响应谱的样品轴向。 在完全不知环境条件的情况下,A.1.3提供 定规定响应谱的导则

    5.5时间历程的数目和持续时间

    5.5.1时间历程的数目

    有关规定应规定对样品所施加的时间历程数目和有关轴向。 除非另有规定,对每条和每一时间历程量级所施加的时间历程数目应从下列系列中选取:"1,2,5, 10,20,50,** 当所施加的时间历程量级有一个以上时,条件试验总是应从最低值开始,继续升到较高值,每一时 间历程之后应有一个时间间隔

    5.5.2时间历程的持续时间

    有关规范应规定每一时间历程的持续时间,以秒为单位的推存值以下列系列给出:·1,2,5,10,20 50, 若试验样品的周期已知或可计算得到,则每一时间历程的持续时间不应小于该周期的3倍或5倍, 若相关规范有规定,持续时间可以采用3S。 注:地震的典型持续时间是30S

    5.5.3时间历程强部的持续时间

    在某些情况下,有关规定可以规定时间历程强部以占总的持续时间的百分比给出。此外,除应满足 5.6要求外,应从下列总持续时间的百分比中选择时间历程强部的值: 25%,50%,75% 所选定的值应记录在试验报告中

    5.5.4高应力响应循环

    有关规范可以规定导致大于规定应力值的高应力循环(见A.1.4)。 除非另有相关规范规定,高应力响应循环数应从·4,8,16,32中选取。正负峰值近似均匀地分布, 如图5所示。 这些响应高峰值的加速度值应以在规定固有频率下规定响应谱值的百分比值来表示。规定的加速 度值应从下列值中选取: 规定值(规定响应谱的百分比)50%,70%(首选),90%

    除非另有相关规范规定,高应力响应循环数应从4,8,16,32中选取。正负峰值近似均匀地分布, 如图5所示。 这些响应高峰值的加速度值应以在规定固有频率下规定响应谱值的百分比值来表示。规定的加速 度值应从下列值中选取: 规定值(规定响应谱的百分比)50%,70%(首选),90%

    5.6正弦拍频试验量值

    时间历程激励下振荡器典型响应示例(规定阅值

    相关规范应规定试验每一轴向的量值(位移,速度或加速度,或全部)(见A.2.1), 低于交越频率的所有峰值是以恒定位移来规定,高于交越频率的峰值是以恒定的加速度来规 下同交越频率的推荐值列在表3、表4和表5.以及图6、图7、图8中

    表30.8Hz交越频率时的推荐试验量值(见图

    图60.8Hz交越频率时的推荐幅值

    表416H7交越频率时的推荐试验量值(见图7)

    58Hz交越频率时的推荐试验量值(见图8)

    图71.6Hz交越频率时的推荐幅值

    图88Hz交越频率时的推荐幅值

    若本条所规定的交越频率不适用,有关规范可以给出不同的交越频率,使位移/加速度峰值合起来。 对特殊应用,也可以规定一个以上的交越频率

    5.6.2试验频率确定

    试验频率由振动响应检查 在振动响应检查中没有发现危险频 规范也没有给出试验频率的情况下,试验以在5.3 给出的频率值中选出的试验频率范围内 一倍频程为一频率点上进行试验

    5.6.3正弦拍频试验的波形

    正弦拍频的波形按照5.6.5和5.6.6规定由正弦拍频上的循环数确定(见图2)

    5.6.4正弦拍频试验的循环数

    有关规范应根据下列数值规定正弦拍频的循环数(见图2): 3、5、10、20 注:上述四个循环数中的“5”为优选值,因为这个值代表了覆盖不能确定危险频率的宽频带信号和需高响应值之间 的综合考虑(以实际经验为依据)(见图9)

    有关规范应根据下列数值规定正弦拍频的循环数(见图2): 3、5、10、20 注:上述四个循环数中的“5”为优选值,因为这个值代表了覆盖不能确定危险频率的宽频带信号和需高响应值 的综合考虑(以实际经验为依据)(见图9)

    调制频率是从正弦拍频的循环数中导出的(见A

    有关规范应根据下列系统来规定正弦拍频数(见图1): 1.2.5.10.20.50

    5.6.7低周高应力疲劳效应

    有关规范可以规定所需大于规定应力值的高应力周期数(见A.2.4)

    图9不同正弦拍频、连续正弦以及典型自然时间历程的放大系数

    要求预处理,例如,对样品施加一定的温度和(或

    食用油标准23.48—2018/IEC60068

    品应按有关规范的要求进行外观、尺寸和功能检测

    除非有关规范另有规定,样品应按照8.2、8.3和8.4所述在三条优选的每条轴向上进行振动。若有 关规定没有另作规定,轴向间的顺序是不重要的。 当有关规范有规定时,对所规定的试验量值的控制应该用施加于振动台最大驱动力的上限来补充。 限制力的方法也应在有关规范中规定

    对于时间历程试验,有关规范应根据第5章的规定给出严酷等级。在相邻时间历程之间应有足够 时间间隔,以使样品的响应运动不发生明显的叠加。有关规范还应规定是需要单轴向试验、双轴向试 验,还是三轴向试验

    对正弦拍频条件试验,按照第5章规定给出严酷等级。在连续的正弦拍频之间应有一个间歇,以 品的响应运动不发生明显的叠加。基准点的实际控制信号,包括所使用的任何滤波器的影响,应 录在试验报告中。有关规范也应规定是要求单轴向试验,还是双轴向试验

    以下内容对时间历程试验和正弦拍颖试验均适用

    除有关规范另有规定外,优先选用单轴向试验,并且沿着每个优选试验轴向连续进行。若有关规 用规定,沿着这些轴向的试验顺序是不重要的

    对每个系列试验,沿着样品的两条优选轴向同时施加两个时间历程或正弦拍频。如果两个时间历 程不是独立的,则先以相位角0°,然后以180°重复每一试验。不建议正弦拍频试验采用双轴向试验方 式进行。 当规定双轴向试验时,可在单斜轴安装下进行试验,但沿两个轴向的运动总是相关的。应调整响应 谱,以便包络该轴向的规定响应谱

    对每个系列试验土地标准,沿样品的三条优选轴向同时施加时间历程。对这种试验方法,用单轴向或双轴 安装是不合适的。三轴向试验对正弦拍不适用

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