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IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引:正弦振動


IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引:正弦振動

IEC 68-2-6 Test Fc and guidance:Vibration sinusoidal


前言

本試驗法之目的在提供一標準之正弦振動試驗程序,以確定試件遭遇簡諧(harmonic)振動的機械弱點所在,及特定功能退化情形。本試驗法亦可用於決定試件結(jié)構(gòu)整體性及(或)動態(tài)特性研究。

範圍

本試驗法適用於運輸或使用過程中遭遇簡諧振動之元件、裝備或其他產(chǎn)品。 
本試驗法包括正弦掃描耐久(endurance by sine sweeping)及固定頻率耐久(endurance at fixed frequency)試驗。 
限制

本試驗法不適用於使用過程遭遇隨機振動(random vibration)之試件。

測試步驟

試件於試驗前應依相關(guān)規(guī)範之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機械檢驗。 
按規(guī)格執(zhí)行試驗,且須在完成一軸向所有試驗工作後,才能進行另一軸向之試驗(軸向定義及試驗位準(test level)、時間均詳列於相關(guān)規(guī)範中)。 
若相關(guān)規(guī)範有所規(guī)定,則應於試驗中執(zhí)行功能測試及各項量測工作。 
試驗終止。 
俟試件回復至試驗前相同之狀態(tài)後,應執(zhí)行目視檢查、電性及機械檢驗。 
測試條件

試驗位準 
本試驗相關(guān)之頻率範圍、位移、振幅與加速度值,請參考表1~表3及圖1所示。 

試驗時間 
正弦掃描耐久試驗

以掃描循環(huán)數(shù)表示,建議值:1, 2, 5, 10, 20, 50, 100循環(huán),在不降低試驗應力之前題下,可分段執(zhí)行。

關(guān)鍵頻率耐久(endurance at critical frequency)試驗 
10分 ±0.5分

30分 ±1分

90分 ±1分

10時 ±5分

預定頻率耐久(endurance at predetermined frequency)試驗 
預期考量試件在操作歷程中所遭遇振動之總時間,而以107次往復為上限。

試驗容差 
振幅

參考點(reference point)

參考點控制信號:±15%。

相關(guān)規(guī)範應說明採用單點或多點控制。

多點控制者應說明上述容差限制對象是多點之平均值或特定單點值。

檢查點(check point)

任一檢查點試驗方向之容差:

500Hz以下 ±25%

500Hz以上 ±50%

未能符合上述規(guī)定者,宜於相關(guān)文件上指明採用容差或替代方法。

任一檢查點非試驗方向之容差:

檢查點之側(cè)向(垂直試驗軸向)振幅,在頻率低於500Hz時不得大於試驗軸向50%,高於500Hz時不得大於100%。相關(guān)規(guī)範有特別需求者得限制為25%。

未能符合上述規(guī)定者應於相關(guān)規(guī)範指明採用「標示不符規(guī)定部份並登錄文件」或「側(cè)向運動不予監(jiān)測」何項要求。

頻率

參考點

0.25Hz以下 ±0.05Hz

0.25Hz~5Hz ±20%

5Hz~50Hz ±1Hz

50Hz以上 ±2%

振動響應調(diào)查之頻率容差

0.5Hz以下 ±0.05Hz

0.5Hz~5Hz ±10%

5Hz~100Hz ±0.5Hz

100Hz以上 ±0.5%

掃描速率

掃描速率每分鐘一倍頻1oct/min±10%。

畸變量(distortion)

在參考點監(jiān)測加速度畸變量,應涵蓋至5000Hz或驅(qū)動頻率之五倍,取大者。

畸變量不得超出25%,但為控制基本頻率(fundamental frequency)加速度振幅之信號維持在規(guī)定值的情況下,允許暫時性之超出25%。

未能符合上述規(guī)定者,畸變量應標示且登錄於文件中。

試驗設(shè)置

試件應依IEC 68-2-47規(guī)定固定於試驗平臺。夾持點、控制點皆應依相關(guān)規(guī)範之規(guī)定裝置。裝有振動隔離器之試件請參考7.(3)說明。

其他

名詞定義:

有關(guān)之名詞請參考ISO Standard 2041:"振動及衝擊詞彙",然其中兩名詞在本標準另具特定意義:

掃描循環(huán)(sweep cycle) 
在任一軸向上掃描歷經(jīng)之頻率範圍。如從10Hz至150Hz再回至10Hz。

畸變量(distortion) 
    
  a1 :某驅(qū)動頻率加速度均方根值(root mean square)  
  atot:振動機輸出之總加速度均方根值(包括 a1)  



在ISO Standard 2041中未定義之名詞如下述:

夾持點(fixing point) 
試件與夾具或振動臺接合之點位,此點位為常態(tài)使用時固定試件之位置。若有取用試件實際固定結(jié)構(gòu)之部份為夾具者,夾持點為此部份結(jié)構(gòu)之夾持點位,而非試件與固定結(jié)構(gòu)之接合點位。

量測點(measuring point) 
進行試驗時,應於指定點位蒐集數(shù)據(jù)。所謂指定點位主要有二類,但以評估動態(tài)行為為目的之試件內(nèi)部量測點,不屬本文所稱之量測點。

檢查點 
夾具上、振動平臺或試件上,很靠近夾持點之堅固位置 檢查點用以確保試驗滿足需求。夾持點少於四點時每一點皆為檢查點。夾持點多於四點時,應於相關(guān)規(guī)範中定義具代表性之四個點位為檢查點。特殊情形,如大型試件或複合試件,若有非接近夾持點之檢查點者,應明定於相關(guān)之規(guī)範中。若單一夾具接合許多試件或小試件而具眾多夾持點者,且夾具之*低共振頻率遠大於試驗之*高頻率時,可選用單一檢查點(即參考點)為振動控制之用。

參考點 
檢查點中作為振動控制用之點位,須符合本標準之需求。

控制點(control point) 
單點控制

利用參考點上轉(zhuǎn)能器(transducer)信號達成保持此點在既定之振動位準。

多點控制

利用每一檢查點上轉(zhuǎn)能器信號達成振動控制之目的。多點信號依相關(guān)規(guī)範規(guī)定為持續(xù)之算術(shù)平均或為權(quán)衡比較。

g:地球表之標準重力加速度值。

振動響應調(diào)查(vibration response investigation) 
因振動造成試件功能不佳、退化、引起機械共振或其他響應效應(如顫震)時,應蒐尋關(guān)鍵頻率。利用正弦掃描耐久試驗方式執(zhí)行,唯掃描速率及振幅皆較低。特定情況下可要求耐久試驗後之振動響應調(diào)查與試驗前之調(diào)查結(jié)果作比對,比對結(jié)果頻率若有變異,相關(guān)規(guī)範中應訂定後續(xù)措施。

裝有振動隔離器之試件 
通則 
通常應連同振動隔離器進行耐久試驗,若實務上無法連同振動隔離器進行試驗時,得考慮隔離器之傳輸比特性,另定單獨試件之規(guī)範。對試件本體結(jié)構(gòu)*小接收耐震之驗證則以單獨試件為之。

固定頻率耐久試驗 
規(guī)範應明述含振動隔離器試件之共振頻率是否引用為試驗頻率。

振動響應調(diào)查分兩階段實施 
無振動隔離器之作用,調(diào)查確認單獨試件之關(guān)鍵頻率。

調(diào)查振動隔離器對試件之效用,隔離器傳輸比特性。

表1:建議之頻率範圍(Hz)  
1.0  ~  35.0    
1.0  ~  100.0    
10.0  ~  55.0    
10.0  ~  150.0    
10.0  ~  500.0    
10.0  ~  2000.0    
10.0  ~  5000.0    
55.0  ~  500.0    
55.0  ~  2000.0    
55.0  ~  5000.0    
100.0  ~  2000.0    

 

表2:建議之位移(頻率範圍10Hz以下) 
mm  in  
10.0  0.4  
35  1.4  
75  3.0  
100  4.0 

 


表3:建議之振幅及位移與加速度值之轉(zhuǎn)折點
8Hz~9Hz (低轉(zhuǎn)折點)57Hz~62Hz(高轉(zhuǎn)折點)
mm(in)m/s2gmm(in)m/s2g
0.350.0140.980.10.0350.00144.90.5
0.750.031.960.20.0750.0039.81
1.50.064.90.50.150.00619.62
3.50.149.810.350.014495
7.50.319.620.750.039810
100.429.4310.0414715
150.64951.50.0619620
    20.0829430
    3.50.1449050
IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引:正弦振動

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