シヌス振動試験は,シヌス振動の効果をシミュレートするために設計された基本的な機械環境試験で,製品が輸送,保管,制御された実験室での実際の使用これらの振動はしばしば,航空機,車両,船舶,空中機器,地面機械などの源から発生する回転,脈動,または振動力によって誘発されます.シヌス振動試験の重度,またはその硬直度レベル3つの主要パラメータによって定義されます.頻度,振幅そして試験期間.
試験基準の幅広い範囲を満たすための高度な振動試験システムを 提供していますこれらの重要な試験条件を決定する方法を理解することは,正確で意味のある製品評価のために不可欠です重要な側面を分解しましょう
基本用語の定義 (GB/T 2298-2010に基づく)
機械的な振動,衝撃,状態モニタリングの中国の国家標準に従って,いくつかの関連用語を定義しましょう.
- シヌソイド振動:周期的な振動で,振動パラメータは時間のシナス関数で記述される.
- 周波数 (f):周期の対称です 単位はヘルツ (Hz) で測定され,秒あたりサイクルを表します
- 振幅:
- 移動量 (相対移動量):参照枠との関係で物体上の点の位置の変化を表す時間変動の量.
- ピークからピークまでの値 (振動):振動の最大正値と最大負値の間の違い.その大きさは測定システムの応答または上昇時間に依存する.
- クロスオーバー周波数:振動の特定の特徴が,ある関係から別の関係に移行する頻度です.例えば,振動振幅またはRMS値が 変化する周波数, 変化する振動振幅またはRMS値が 変化する周波数.
II. 標準の環境をナビゲートする
振動試験規格は国,地域,産業によって異なります.いくつかの著名な標準化機関とその枠組みには,ASTM,ISTA,MIL-STD,EN,IEC,ETSIJIS,SAE,JASO,ISO,AECなど
一般的に参照されるシナス振動試験基準には以下の通りがあります.
- GB/T 2423.10-2008: 電気および電子製品の環境試験 - 第2部分:試験方法 - 試験 Fc: 振動 (シヌソイド式)
- IEC 60068-2-6-2007: 環境試験 - 第2~第6部分:試験 - 試験 Fc:振動 (シヌソイド式)
- ISO 8318:2000: 包装 - 完全な,詰め込みの輸送包装と単位荷重 - 変動周波数による振動試験
- GB/T 4857.10-2005: 梱包 - 輸送パッケージの基本試験 - 第10部分:シヌソイド変頻振動試験方法
III. 試験方法を理解する: スウィート・サイヌ vs. 固定周波数
シヌス振動試験では,2つの主要試験方法が用いられる.
1検診した
振動のパラメータを1つまたは2つ維持すること (移動,速度,振動周波数が定義された範囲内で絶えず変化しながら掃描は次のとおりです
- 線形スイープ周波数は時間とともに線形的に変化する (例えば,Hz/sまたはHz/min).これはしばしば共鳴周波数を識別するために使用される.
- ロガリズムスイープ:周波数は時間とともに対数的に変化する (例えば,オクト/分またはデック/分).毎分1オクターブのスイープ速度は,周波数が毎分倍 (または半分) になることを意味します.ロガリズム式 スイープ は,耐久性 テスト に しばしば 用い られ ます低周波ではスウィープが遅く,高周波ではスウィープが速くなります.
横断性シナス検査は主に以下に使用されます.
- 振動反応分析 (共鳴検索)製品の自然周波数 (共鳴) を特定し,振動隔離または強化を必要とする領域を特定するために,動作中の安定性を評価する.
- 耐久性検査製品が動作周波数範囲内で有意な共鳴を呈していない場合,または複数の軽微な共鳴を呈している場合,耐久性スイープが行われます.これは通常,より低い周波数で一定の移動幅と,より高い周波数で一定の加速幅を持つ対数式掃描を伴う.交差周波数は通常55-72Hzで,スイープ速度は1分間に1オクターブです.
- 耐久症後の共鳴検査耐久性試験の後,最初の共鳴検索を繰り返して,構造の変化や劣化の可能性を示す共鳴周波数が変化したかどうかを確認する.
2固定周波数試験:
この方法では,試験標本を特定の固定周波数点で振動させ,他の振動パラメータ (振幅) の異なるレベルで振動させる.主に以下に使用される.
- レゾナンス 滞在 テスト:響き検索中に特定された重要な共鳴周波数で振動を適用し,製品の自然周波数で長時間振動に耐える能力を評価する.
- 前もって決定された周波数試験:製品が実際に動作する環境で発生する既知の振動周波数をシミュレートして,その特定の条件下でその性能と耐久性を評価する.
IV 試験条件の決定 (重度レベル)
適切な試験条件 (周波数,振幅,持続時間) の選択は,適切で効果的なシナス振動試験にとって極めて重要です.
1周波数と周波数範囲:
- いくつかの規格 (特に軍事規格) は,製品の運用環境に基づいて試験頻度または周波数範囲を直接指定します.
- 商用規格では,周波数範囲を異なるアプローチで定義することが多い.
周波数範囲を決定するための考慮事項:
- 製品が運送または操作中に非常に低い振動周波数 (例えば,車両に搭載された機器では,基本周波数が1. 5-4 Hzまで低くなる) を経験することがあります.しかし,標準の振動試験機器で正確な低周波振動 (1 Hz以下) を達成することは,波形歪みにより困難である可能性があります..
- 周波数帯を定義する際には,利用可能な振動テストシステムの能力を考慮することが重要です.水力振動機は,低周波 (1〜200 Hz) に適しています.電気力学振動器はより広い範囲で優れている (通常0~3000Hz)現代のシステムでは5〜10Hzの低い限界があります).電気動力学振動器を使用する際には,低周波制限の妥協が必要かもしれません..
2幅とその選択:
シヌス振動試験では,振幅は,移動 (ピークまたはピークからピーク) または加速 (ピーク) によって定義される.いくつかの標準は移動のみを指定する一方で,他の標準は両方を提供します.
- 移動幅のみ:IECおよび国家規格では,通常,10 Hz の上限周波数を持つ試験では,移動振幅のみを指定します.電子および電気部品のいくつかの軍事規格では,恒定の移動幅 (e) を指定しています.特定の周波数帯域 (例えば,10-55 Hz) の内での単一振幅0.75 mm).
- 組み合わせた移動と加速幅:現実の振動シナリオでは,低周波は通常より大きな移動振幅を示し,高周波はより大きな加速振幅を示します. Modern sine vibration testing attempts to approximate this by using a constant displacement amplitude at lower frequencies (referred to as "constant displacement") and a constant acceleration amplitude at higher frequencies ("constant acceleration")制御モードが恒定の移動から恒定の加速に移行する頻度は,制御モードの制御速度と呼ばれる.交差周波数IEC と 国内規格では 2 つのクロスオーバー周波数を定義しています.低周波は8〜9Hz (主に船舶の装備) で,高周波は57〜62Hz (主に陸上および空中装備) で.
3試験期間とその選択:
試験期間は,製品の振動耐性評価の重要なパラメータです.しかし,実験室での試験期間における 相当な実世界の曝露時間を 決定することは 難しいことがあります.
- 横断シナス試験では,通常,横断サイクルの数によって期間が指定されます.
- 固定周波数試験では,通常数分または数時間で表示される.
- IECおよび国家規格では,スウィープサイクルレベル (例えば1,2,5,15,20,50,100) と固定周波数試験期間 (例えば,10分,30分,1時間,1.5時間,2時間,10時間) を提供しています.マイクロ電子機器や電子/電気部品の軍事規格では,しばしば12サイクル (3軸) または36サイクル (3軸) を指定する.横幅シヌス検査の一般的なスウィープ速度は1分間に1オクターブです.
試験期間を特定する際は,通常,障害メカニズム調査対象:
- 業績への影響振動が止まった後に回復する一時的な性能低下 (故障,不安定など) に焦点を当てると,試験期間は,実用的な経験と組み合わせた,最も長い予想される連続運転時間に基づいて行うことができる..
- 構造的整合性構造損傷を評価するために (例えば,溶接器の結合の故障,松散した螺栓,コネクタの脱ぎ,部品の衝突),より短い期間 (例えば,30分から1時間) は,このような問題を明らかにするのに十分かもしれません.. スクリューを緩め,コネクタを離し,部品の衝突の場合でも,最長連続運転時間を考慮することができる.場合によっては,製品の全寿命が関係している可能性があります.
- 累積的なストレス (疲労):蓄積されたストレスに耐える能力を決定するために試験期間は,使用寿命中に期待されるストレスサイクル数または無限寿命基準 (e) に基づくべきである.. g, 10 ^ 7 ストレスのサイクル).
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