1、I C S1 9.0 2 0K0 4中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T2 4 2 3 .5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8代替G B/T2 4 2 3.5 62 0 0 6环境试验 第2部分: 试验方法试验F h: 宽带随机振动和导则E n v i r o n m e n t a l t e s t i n gP a r t 2:T e s tm e t h o d sT e s tF h:V i b r a t i o n,b r o a d b a n dr a n d o ma n dg u i d a n c e(I
2、 E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8,E n v i r o n m e n t a l t e s t i n gP a r t2 - 6 4:T e s t sT e s tF h:V i b r a t i o n,b r o a d b a n dr a n d o ma n dg u i d a n c e,I D T)2 0 1 8 - 1 2 - 2 8发布2 0 1 9 - 0 7 - 0 1实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局中国国家标准化管理委员会发 布目 次前言引言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义24 试验要求6 4.1 一般要
3、求6 4.2 基本运动6 4.3 横向运动6 4.4 安装6 4.5 测量系统6 4.6 振动容差7 4.7 控制9 4.8 振动响应检查1 05 严酷等级1 0 5.1 试验频率范围1 0 5.2 加速度均方根值1 0 5.3 加速度谱密度的谱型1 0 5.4 试验持续时间1 16 预处理1 17 初始检测和功能检测1 18 试验1 1 8.1 一般要求1 1 8.2 初始振动响应检查1 1 8.3 试验前低量值激励均衡1 2 8.4 随机试验1 2 8.5 最终振动响应检查1 29 恢复1 31 0 最终检测和功能检测1 31 1 有关规范应给出的信息1 31 2 试验报告应给出的信息1
4、4附录A( 资料性附录) 标准试验谱1 5附录B( 资料性附录) 导则2 1参考文献2 4G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8前 言 G B/T2 4 2 3 环境试验 第2部分 按试验方法分为若干部分。本部分为G B/T2 4 2 3的第5 6部分。本部分按照G B/T1.12 0 0 9给出的规则起草。本部分代替G B/T2 4 2 3.5 62 0 0 6 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验F h: 宽带随机振动( 数字控制) 和导则 。与G B/T2 4 2 3.5 62 0 0 6相比, 除编辑
5、性修改外主要技术变化如下: 删除了带宽符号“Br” ( 见2 0 0 6年版的3.1) ; 增加了“ 横向运动” “ 实际运动” “ 固定点” “ 控制方法” “ 单点控制” “ 测量点” “ 采样频率” “ 多点控制策略” “ 峰值因子” “ 试验频率范围” 的术语和定义( 见3.1、3.2、3.3、3.4、3.4.1、3.6、3.1 2、3.1 3、3.1 6、3.3 7) ; 修改了“ 多点平均控制” 为“ 多点控制” 以及术语定义( 见3.4.2,2 0 0 6年版的3.2 0) ; 增加了加速度谱密度符号“A S D” ( 见3.1 8) ; 术语“ 控制加速度谱密度” 的定义中增加
6、了“ 或虚拟基准点” ( 见3.1 9,2 0 0 6年版的3.5) ; 修改了“ 驱动信号的削波” “ 有效频率范围” “ 加速度谱密度示值” “ 均方根值” “ 标准差” 的术语定义( 见3.2 1、3.2 2、3.2 7、3.3 3、3.3 4,2 0 0 6年版的3.1 0、3.1 1、3.1 7、3.2 8、3.2 9) ; 增加了频率分辨率符号“Be” ( 见3.2 6) ; 增加了统计自由度符号“D O F” ( 见3.3 6,2 0 0 6年版的3.3 1) ; 将术语“ 真实加速度谱密度” 定义中的“ 随机波” 修改为 “ 随机信号” ( 见3.3 8,2 0 0 6年版的3
7、.3 3) ; 删除了 “ 偏差” “ 阻尼比” “ 失真度” “ 扫频循环” “ 窗函数” 的术语定义( 见2 0 0 6年版的3.3、3.8、3.9、3.3 2、3.3 4) ; 修改了“ 一般要求” 的有关内容( 见4.1,2 0 0 6年版的4.1) ; 修改了“ 基本运动” 中的有关内容, 并增加注( 见4.2,2 0 0 6年版的4.3.1) ; 增加了“ 测量系统” ( 见4.5) ; 增加了“ 控制” ( 见4.7) ; 修改了“ 振动响应检查” 中的有关内容( 见4.8,2 0 0 6年版的4.2) ; 增加了规定“ 试验样品应按I E C6 0 0 6 8 - 2 - 4
8、7的要求安装。所有情况下, 在I E C6 0 0 6 8 - 2 - 4 7中选择曲线时需先平方后乘以加速度谱密度(A S D) 或直接乘以正弦振幅。 ” ( 见4.4,2 0 0 6年版的4.4) ; 增加了规定“ 在开始、 中间和结束试验时计算基准点的概率密度函数应各持续2m i n。有关规范应规定正态分布的容差” 以及“ 图2”( 见4.6.2,2 0 0 6年版的4.3.3) ; 增加了标题“A S D和r . m.s值” ( 见4.6.1,2 0 0 6年版的4.3.4) ; 增加了规定“ 如果有关规范规定在试验中要满足置信水平, 应使用图3来计算统计结果的准确性”( 见4.6.3
9、,2 0 0 6年版的4.3.5) ; 修改了频率分辨率Be的选取方法和公式以及相关内容( 见4.6.4,2 0 0 6年版的4.3.6) ; 修改了“ 加速度谱密度” 为“ 加速度均方根值” ( 见5.2,2 0 0 6年版的5.3) ; 修改了“ 初始检测” 为“ 初始检测和功能检测” ( 见第7章,2 0 0 6年版的第7章) ; 修改了“ 振动响应” 为“ 初始振动响应” 以及相关内容( 见8.2,2 0 0 6年版的8.2) ; 修改了“ 随机振动试验” 为“ 随机试验” 以及相关内容( 见8.4,2 0 0 6年版的8.4) ;G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E
10、 C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8 修改了“ 试验持续时间” ( 见5.4,2 0 0 6年版的5.5) ; 修改了“ 中间检测” 为“ 中间检测和功能检测” 以及相关内容( 见8.4.2,2 0 0 6年版的8.5) ; 修改了“ 最终检测” 为“ 最终检测和功能检测” 以及相关内容( 见第1 0章,2 0 0 6年版的第1 0章) ; 增加了“ 试验报告应给出的信息” ( 见第1 2章) ; 删除了规范性附录“ 振动响应检查” ( 见2 0 0 6年版的附录A) ; 增加了资料性附录“ 标准试验谱” ( 见附录A) 。本部分使用翻译法等同采用I E C6 0 0 6
11、 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8 环境试验 第2 - 6 4部分: 试验 试验F h: 宽带随机振动和导则 。与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下: G B/T2 2 9 82 0 1 0 机械振动、 冲击与状态监测 词汇(I S O2 0 4 1:2 0 0 9,I D T) ; G B/T2 4 2 1.12 0 0 8 电工电子产品环境试验 概述和指南(I E C6 0 0 6 8 - 1:1 9 8 8,I D T) ; G B/T2 4 2 22 0 1 2 环境试验 试验方法编写 导则 术语和定义(I E C6 0 0 6 8 - 5 - 2:1 9
12、 9 0,I D T) ; G B/T2 4 2 3.1 02 0 0 8 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验F c: 振动( 正弦)(I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6:1 9 9 5,I D T) ; G B/T1 6 4 9 92 0 1 7 电工电子安全出版物的编号及基础安全出版物和多专业共用安全出版物的应用导则(I E CG u i d e1 0 4:2 0 1 0,N E Q) 。本部分做了下列编辑性修改: 修改了标准名称。本部分由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(S A C/T C8) 提出并归口。本部分起草单位: 广州大学、 工业和信息
13、化部电子第五研究所、 北京航空航天大学、 上海市质量监督检验技术研究院、 苏州苏试试验仪器股份有限公司、 北京中元环试机电设备技术有限公司、 中国航空综合技术研究所。本部分主要起草人: 徐忠根、 纪春阳、 李传日、 卢兆明、 徐立义、 张越、 徐明、 刘启华。本部分所代替标准的历次版本发布情况为: G B/T2 4 2 3.5 62 0 0 6。G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8引 言 G B/T2 4 2 3的本部分宽带随机振动试验适用于在生存期内将经受随机振动的元件、 设备和其他产品, 以后的文字中称为“ 试验样
14、品” 。本试验方法是基于数字化控制的随机振动试验技术。有关规范如有要求, 本部分允许对试验方法予以适当调整, 以适用其他种类产品的试验样品。与大多数其他试验相比, 试验F h不是以确定性技术而是以统计技术为基础。因而宽带随机振动试验是以概率和统计平均的形式来描述。需注意的是随机振动试验总是需要一定程度的工程判断, 供需双方都要充分认识到这个事实。有关规范的编写者需选择试验方法和适合于试验样品及其应用的严酷等级。本试验方法主要基于使用电动或一套带计算机辅助控制系统的伺服液压振动台。附录A和附录B是资料性附录, 给出了不同条件试验的试验谱示例、 编制规范时需考虑的细则和导则。G B/T2 4 2
15、3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8环境试验 第2部分: 试验方法试验F h: 宽带随机振动和导则1 范围G B/T2 4 2 3的本部分提供了随机振动标准的试验方法, 用以确定样品在承受规定的随机振动试验下未出现不可接受的功能退化和( 或) 整体结构的符合性的前提下抵抗动态载荷的能力。宽带随机振动可以用来识别应力累积效应和特定功能的退化。这些信息和相关规范相结合, 可以用来评定样品是否可接收。本部分适用于在运输或工作环境中可能遭受随机振动的样品, 如在飞机、 太空飞船和陆地交通工具中, 它主要用于没有包装的样品, 以及在运输过程中其包装作
16、为样品本身一部分的样品。但是, 对于已包装的样品, 则将样品连同其包装视作样品。对于带包装样品的试验, 本部分可以和G B/T2 4 2 3.4 32 0 0 8共同使用。若样品在运输或实际生存周期环境中承受随机和确定性的混合振动, 如在飞机、 航天器和集装箱运输中, 仅以单纯的随机情况来检验该样品是不够的。参照G B/T2 4 2 4.2 62 0 0 8估计样品动态振动环境, 并在此基础上选择合适的试验方法。本部分主要适用于电工电子产品, 也适用于其他领域的产品( 参见附录A) 。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡
17、是不注日期的引用文件, 其最新版本( 包括所有的修改单) 适用于本文件。G B/T2 4 2 3.4 32 0 0 8 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 振动、 冲击和类似动力学试验样品的安装(I E C6 0 0 6 8 - 2 - 4 7:2 0 0 5,I D T)G B/T2 4 2 4.2 62 0 0 8 电工电子产品环境试验 第3部分: 支持文件和导则 振动试验选择(I E C6 0 0 6 8 - 3 - 8:2 0 0 3,I D T)I E C6 0 0 5 0 - 3 0 0 国际电工技术 术语(I E V) 电子测量和电子测量仪器 第3 1 1部分: 测量总则
18、 第3 1 2部分: 电子测量总则 第3 1 3部分: 电子测量仪器分类 第3 1 4部分: 关于仪器种类的专业术语(I n t e r n a t i o n a le l e c t r o t e c h n i c a lv o c a b u l a r yE l e c t r i c a la n de l e c t r o n i c m e a s u r e m e n t sa n d m e a s u r i n gi n s t r u m e n t sP a r t 3 1 1:G e n e r a l t e r m s r e l a t i n gt
19、om e a s u r e m e n t sP a r t 3 1 2:G e n e r a l t e r m s r e l a t i n gt oe l e c t r i c a lm e a s u r e m e n t sP a r t3 1 3:T y p e so fe l e c t r i c a l m e a s u r i n gi n s t r u m e n t sP a r t3 1 4:S p e c i f i ct e r m sa c c o r d i n gt ot h e t y p eo f i n s t r u m e n t)I
20、 E C6 0 0 6 8 - 1 环境试验 第1部分: 概述和指南(E n v i r o n m e n t a l t e s t i n gP a r t1:G e n e r a la n dg u i d a n c e)I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 环 境 试 验 第2 - 6部 分: 试 验 方 法 试 验F c: 振 动 ( 正 弦) E n v i r o n m e n t a lt e s t i n gP a r t 2 - 6:T e s t sT e s tF c:V i b r a t i o n(s i n u s o i d a l) I E
21、 C6 0 0 6 8 - 5 - 2 环 境 试 验 第5 - 2部 分: 试 验 方 法 编 写 导 则 术 语 和 定 义 (E n v i r o n m e n t a lt e s t i n gP a r t 5 - 2:G u i d e t od r a f t i n go f t e s tm e t h o d sT e r m sa n dd e f i n i t i o n s)I E C6 0 7 2 1 - 3( 所有部分) 环境条件分类 第3部分: 环境参数组及其严酷程度的分类分级(C l a s -s i f i c a t i o no fe n v i
22、 r o n m e n t a lc o n d i t i o n sP a r t3:C l a s s i f i c a t i o no fg r o u p so fe n v i r o n m e n t a lp a r a m e t e r s1G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8a n dt h e i rs e v e r i t i e s)I E CG u i d e1 0 4 安全出版物的编写及基础安全出版物和多专业共用安全出版物的应用导则(T h ep r e p a r a t i
23、 o no fs a f e t yp u b l i c a t i o n sa n dt h eu s eo fb a s i cs a f e t yp u b l i c a t i o n sa n dg r o u ps a f e t yp u b l i c a -t i o n s)I S O2 0 4 1 振动和冲击 词汇(V i b r a t i o na n ds h o c kV o c a b u l a r y)3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 注:所使用的术语通常在I E C6 0 0 5 0 - 3 0 0、I E C6 0 0 6 8 - 1、
24、I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6、I E C6 0 0 6 8 - 5 - 2和I S O2 0 4 1中定义。如果这里包含其中一个来源的定义, 则就会指出其推导过程, 并指出这些来源中定义的偏离。3.1横向运动 c r o s s - a x i sm o t i o n沿着非激励方向的运动, 一般沿着与激励方向正交的两个轴进行。 注:横向运动需靠近固定点测量。3.2实际运动 a c t u a lm o t i o n由基准点传感器返回的宽频信号所代表的运动。3.3固定点 f i x i n gp o i n t试验样品与夹具或振动台接触的部分, 在使用中通常是固定试验样品的地
25、方。 注:如果实际安装结构的一部分作为夹具使用, 则固定点指的是安装结构的固定点而不是试验样品的固定点。3.4控制方法 c o n t r o lm e t h o d s3.4.1单点控制 s i n g l ep o i n t c o n t r o l采用来自基准点上传感器的信号, 使该信号保持在规定的振动量级上实现的控制方法。3.4.2多点控制 m u l t i p o i n t c o n t r o l采用来自各个检查点上传感器信号进行控制的方法。 注:信号是采用连续的算术平均还是采用比较技术来处理, 需根据有关规范来决定。见3.1 3。3.5gn由于地球引力引起的标准加速度
26、, 随海拔高度和地理纬度而变化。 注:为了便于使用, 在本部分将gn圆整为1 0m/s2。3.6测量点 m e a s u r i n gp o i n t s试验中采集数据的某些特定点。 注:这些点分为三类, 具体定义见3.73.9。3.7检查点 c h e c k - p o i n t位于夹具、 振动台面或试验样品上的点, 尽可能靠近试验样品的固定点, 而且在任何情况下都要和2G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8固定点刚性连接。 注1:采用多个检查点是保证满足试验要求的一种措施。 注2:如果固定点少于或等于4个,
27、 则全部用作检查点。对于带包装的产品, 此时固定点就是振动台接触的包装表面, 如果在试验的频率范围内没有振动台或安装结构的共振效应, 可以用一个检查点。否则就需要采用多点控制, 但同时参考注3。如果固定点多于4个, 则有关规范需规定出4个具有代表性的固定点作检查点用。 注3:在特殊情况下, 例如对大型或复杂的试验样品, 如果不要求检查点紧靠固定点, 则需在有关规范中规定。 注4:当大量的小试验样品安装在一个夹具上时, 或当一个小试验样品具有许多固定点时, 可选用单个检查点 ( 即基准点) 来导出控制信号。该信号反映的是夹具的特性而不是试验样品固定点的。这仅当夹具装上试验样品等负载后的最低共振频
28、率比试验频率的上限高很多时才是可行的。3.8基准点( 单点控制) r e f e r e n c ep o i n t(s i n g l e - p o i n t c o n t r o l)从检查点中选出的点, 其信号用于试验控制, 以满足本部分要求。3.9虚拟基准点( 多点控制) f i c t i t i o u s r e f e r e n c ep o i n t(m u l t i p o i n t c o n t r o l)从多个检查点中用手动或自动方式导出的点, 用于试验控制, 以满足本部分要求。3.1 0响应点 r e s p o n s ep o i n t s位
29、于试验样品上的特定部位的点, 从这些点上获得数据进行振动响应分析。 注:这些点不同于检查点或基准点。3.1 1优先试验轴 p r e f e r r e dt e s t i n ga x e s按实际情况选择相应于试验样品最薄弱的3个正交轴。3.1 2采样频率 s a m p l i n gf r e q u e n c y每秒采集离散幅值的数量, 用于以数字方式记录或表示一个时间历程。3.1 3多点控制策略 m u l t i p o i n t c o n t r o l s t r a t e g i e s采用多点控制时计算参考控制信号的方法。 注:不同频率区域控制方法的讨论见4.7
30、.1。3.1 4平均 a v e r a g i n g确定由多个检查点对应谱线上的加速度谱密度经算术平均形成的控制加速度谱密度的过程。3.1 5极值( 极大值或极小值) e x t r e m a l(m a x i m u mo rm i n i m u m)确定由多个检查点对应谱线上的加速度谱密度的极大值或极小值形成的控制加速度谱密度的过程。3.1 6峰值因子 c r e s t f a c t o r峰值和时间历程的均方根值之比。I S O2 0 4 13.1 7-3d B带宽 -3d Bb a n d w i d t h在频率响应函数中对应于单一共振峰值最大响应0.7 0 7倍的两点
31、之间的频率宽度。3G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 83.1 8加速度谱密度 a c c e l e r a t i o ns p e c t r a l d e n s i t y;A S D当在带宽趋于零和平均时间趋于无穷的极限状态下, 各单位带宽上通过中心频率窄带滤波器的加速度信号方均值。3.1 9控制加速度谱密度 c o n t r o l a c c e l e r a t i o ns p e c t r a l d e n s i t y在基准点或虚拟基准点上测量到的加速度谱密度。3.2 0控制系统回路
32、c o n t r o l s y s t e ml o o p包括下列操作: 基准点或虚拟基准点上模拟随机信号的数字化; 进行必要的数据处理; 为振动系统功率放大器产生一个更新的模拟驱动信号( 参见B.1) 。3.2 1驱动信号的削波 d r i v e s i g n a l c l i p p i n g驱动信号最大值的限制, 用峰值因子表达( 见图1) 。3.2 2有效频率范围 e f f e c t i v e f r e q u e n c yr a n g e0.5倍f1到2.0倍f2的频率范围( 见图1) 。 注:由于存在初始斜率和下降斜率, 有效频率范围大于f1与f2之间的试
33、验频率范围。3.2 3加速度谱密度误差 e r r o ra c c e l e r a t i o ns p e c t r a l d e n s i t y规定的加速度谱密度值和控制实现的加速度谱密度值之差。3.2 4均衡 e q u a l i z a t i o n使加速度谱密度误差最小化的过程。3.2 5最终斜谱 f i n a l s l o p e加速度谱密度大于f2的部分( 见图1) 。3.2 6频率分辨率 f r e q u e n c yr e s o l u t i o nBe加速度谱密度中频率间隔的宽度, 以赫兹为单位。 注:在数字分析中为了计算指定的加速度谱密度,
34、将采样记录划分为若干部分, 每个部分采样长度(T) 的倒数为分辨率。在频率范围内, 频率线数等于频率间隔数。3.2 7加速度谱密度示值 i n d i c a t e da c c e l e r a t i o ns p e c t r a l d e n s i t y从分析仪读出的真实加速度谱密度, 受仪器误差、 随机误差和系统偏差的影响。3.2 8初始斜谱 i n i t i a l s l o p e加速度谱密度小于f1的部分( 见图1) 。4G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 83.2 9仪器误差 i n s
35、 t r u m e n t e r r o r由控制系统及其输入的每一个模拟环节引起的误差。3.3 0随机误差 r a n d o me r r o r由于不同的实际平均时间与滤波器带宽的限制导致加速度谱密度估计误差。3.3 1记录 r e c o r d用于快速傅立叶变换计算的时域的等间隔数据点的集合。3.3 2可再现性 r e p r o d u c i b i l i t y按下列不同条件下对相同参量相同数值进行测量的结果之间的一致性程度: 不同的测试方法; 不同的测量仪器; 不同的观察人员; 不同的实验室; 相对于单次测量的持续时间较长的时间间隔后; 不同的仪器使用习惯。 注:术语“
36、 可再现性” 也可应用于满足上述部分条件的情况。I E C6 0 0 5 0 - 3 0 0, 修正3.3 3均方根值 r o o t - m e a n - s q u a r ev a l u e在f1与f2区间内单值函数的所有频率的均方根值, 是在该区间内的函数值的平方的平均值的平方根值( 见图2) 。3.3 4标准差 s t a n d a r dd e v i a t i o n根据振动理论, 当振动幅值的平均值等于0时, 对于随机时间历程, 振动的标准差等于均方根值( 见图2) 。3.3 5统计精度 s t a t i s t i c a l a c c u r a c y加速度谱
37、密度真值与加速度谱密度示值之比。3.3 6统计自由度 s t a t i s t i c a l d e g r e e so f f r e e d o mD O F用时间平均方法来估算随机数据的加速度谱密度时, 统计自由度取决于频率分辨率和有效平均时间( 见图3) 。3.3 7试验频率范围 t e s t f r e q u e n c yr a n g e在f1与f2( 见图1) 之间的频率范围, 有关规范需规定A S D是平直谱或其他谱形。3.3 8真实加速度谱密度 t r u ea c c e l e r a t i o ns p e c t r a l d e n s i t y作
38、用于试验样品上的随机信号的加速度谱密度。5G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 84 试验要求4.1 一般要求进行试验时, 整个振动系统包括功率放大器、 振动发生器、 试验夹具、 试验样品和控制系统等都应满足必要的性能要求。标准的试验方法一般由以下试验顺序组成, 这些顺序应用于试验样品中各相互垂直的轴向:1) 用低量值的正弦激励或随机激励进行初始振动响应检查( 见8.2) ;2) 用随机激励进行机械载荷或应力试验;3) 最终响应检查, 与初始响应检查的结果比较, 可以根据动态特性的变化找出导致可能出现的机械失效( 见8.2
39、和8.5) 。当动态响应是已知且无关, 或者在满量级试验的情况下可收集到足够的数据时, 有关规范规定可以不需要在试验前后进行振动响应检查。4.2 基本运动有关规范应规定试验样品各固定点的基本运动。这些固定点应在相位和幅值上具有大体相同的运动, 且相对于激励方向应是线性运动。若各点的运动很难达到完全相同时, 则应采用多点控制。 注:对于大型结构和高的频率范围, 如2 0H z 20 0 0H z, 试验样品的动态特性可能要求采用多点控制。4.3 横向运动如果有关规范有要求, 则应在试验前通过施加有关规范规定的正弦或随机振动来检查横向运动, 或在试验时利用两正交轴的附加监测通道来检查横向运动。在两
40、个相互垂直轴向的任一轴上测得检查点的各频率点的加速度谱密度在5 0 0H z以上时不应超出规定值, 在5 0 0H z以下时不应超出规定值的-3d B。垂直于指定轴向的任一轴的总加速度均方根值不应超过指定轴向的均方根值的5 0%。例如在小试验样品情况下, 有关规范可以限制横向运动的加速度谱密度以保证其不超过基本运动的-3d B。在某些频率上或者对于尺寸大或质心高的试验样品, 达到这些值可能是困难的。同样, 在此情况下, 有关规范用大的动态范围规定严格等级时, 要达到这些值也可能是困难的。在此情况下, 有关规范应规定采用下列其中的一条:a) 超出上述给定值的任何横向运动都应记录在试验报告中;b)
41、 已知不会对试验样品造成损伤的横向运动不需监测。4.4 安装试验样品应按I E C6 0 0 6 8 - 2 - 4 7的要求安装。所有情况下, 在I E C6 0 0 6 8 - 2 - 4 7中选择曲线时需先平方后乘以加速度谱密度(A S D) 或直接乘以正弦振幅。4.5 测量系统测量系统的特性应能使从基准点给定轴向测得振动的实际值在试验所要求的容差范围内。整个测量系统包括传感器、 信号调节器和数据采集器及数据处理器, 其频率响应对测量精度有显著影响。测量系统的频率范围应从试验最低频率(f1) 的0.5倍延伸到最高频率(f2) 的2.0倍( 见图1) 。测量系统在该频率范围内的频率响应应该
42、平坦,并在5%以内。该范围以外的任何进一步的偏差应记录于报告中。6G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8图1 加速度谱密度的容差范围、 初始斜率与最终斜率( 参见B.2.3)4.6 振动容差4.6.1 A S D和r . m.s值在规定方向上基准点的含仪器误差和随机误差的规定加速度谱密度示值在如图1所示f1和f2之间的3d B容差范围内。在f1和f2内, 计算或测量得到的加速度均方根值不得偏离规定加速度谱密度的均方根值的1 0%以上。此值适用于基准点和虚拟基准点。在某些频率上或对于尺寸大或质心高的试验样品, 达到这些值可
43、能是困难的。在这些情况下, 有关规范应规定较宽的容差。初始和最终斜率应分别不低于+6d B/o c t和不高于-2 4d B/o c t( 也可参见B.2.3) 。4.6.2 分布如图2所示, 基准点的瞬时加速度值应近似呈正态( 高斯) 分布。若有明确要求, 在系统常规标定时应进行检定( 参见B.2.2) 。驱动信号削波值至少应为2.5( 见3.1 6) 。检测基准点的加速度波形的峰值因子, 确保该信号包含规定r . m.s .值至少3倍的峰值,除非有关规范另有规定。如果采用虚拟基准点控制, 要求的峰值因子适用于所有形成加速度谱密度控制的检查点。在开始、 中间和结束试验时计算基准点的概率密度函
44、数应各持续2m i n。有关规范应规定正态分布的容差( 见图2) 。7G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8图2 随机激励时间历程;高斯( 正态) 分布概率密度函数( 以峰值因子=3为例, 见3.1 4和4.6.2)4.6.3 统计精度统计精度由统计自由度Nd和置信度值确定( 见图3) 。统计自由度由下式给出:Nd=2BeTa(1) 式中:Be 频率分辨率;Ta 有效平均时间;Nd 除有关规范另有规定,Nd不应低于1 2 0D O F统计自由度。如果有关规范规定在试验中要满足置信水平, 应使用图3来计算统计结果的准确性。
45、图3 在不同置信水平下加速度谱密度的统计精度与自由度的关系( 见4.6.3)8G B/T2 4 2 3.5 62 0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 84.6.4 频率分辨率使加速度谱密度真值与示值之间误差最小所必需的频率分辨率Be, 应按数字式振动控制仪的频率范围除以谱线数(n) 来选取。Be=fh i g h/n(2) 式中:fh i g h 从数字振动控制系统提供的选择项中选取的频率范围, 并应等于或大于2f2, 即fh i g h2f2, 见图1, 单位为赫兹(H z) ;n 在fh i g h频率范围内等分的谱线数。谱线数n应至少取2 0 0。有
46、关规范应规定频率分辨率 也可见第1 1章j) , 并记录在试验报告中。应适当选择Be以使至少有一条频率线与图1中的f1一致且第1条频率线在0.5f1处; 同时以这两条频率线确定初始斜谱。如果这样给出的值不同, 那么应选择最小的Be。 注:需在精确的Be和粗略的Be之间有折衷, 精确的Be会导致较长的循环控制时间和较好的谱线定义, 粗略的Be则会导致较短的循环控制时间和较差的谱线定义。4.7 控制4.7.1 单点/多点控制当规定或需要使用多点控制时, 应规定其控制方法。有关规范应规定是采用单点控制, 还是采用多点控制。若规定采用多点控制, 则有关规范应规定是检查点信号内的平均值, 还是所选控制点
47、信号中的极值, 并将其控制在规定的量级。对于多点控制, 有关规范应规定是否每个控制通道的未经处理的频谱也需记录在报告中。 注:如果不可能实现单点控制, 那么需通过控制检查点信号的平均值或极值来实现多点控制。在多点控制的任一种情况下, 该点应是虚拟基准点。所使用的方法需记录在试验报告中。以下方法(4.7.1.14.7.1.3) 是适用的。4.7.1.1 平均法在这种方法中, 控制值由各检查点的信号计算。每个频率点上的控制值是从检查点的该频率点下的信号值的算术平均。并在每个频率点上将此算术平均控制值与规定的信号值进行比较。4.7.1.2 加权平均法检查点的信号值a1an按照w1wn加权后平均合成每
48、个频率的控制值ac:ac=(w1a1+w2a2+wnan) / (w1+w2+wn) 这种控制策略为不同检查点的信号对每个频率上的控制值贡献不同提供了可能。4.7.1.3 极值法在这种控制方式中, 合成的控制值取自由各检查点的每一条频率线测量的信号值的最大(MA X) 或最小(M I N) 极值计算。这个策略以各检查点的频率函数信号值的包络构成每个频率点的控制值(MA X) 或频率函数信号值的下限构成每个频率点的控制值(M I N) 。4.7.2 多参考控制有关规范若有规定, 可对不同的检查点或测量点规定多个参考谱或不同类型的控制变量, 比如力限振动试验。9G B/T2 4 2 3.5 62
49、0 1 8/I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6 4:2 0 0 8当规定采用多参考控制时, 控制策略由下列之一来描述: 限制: 所有的控制信号均应处于其对应的参考谱的下方; 替代: 所有的控制信号均应处于其对应的参考谱的上方。4.8 振动响应检查振动响应检查对于评估振动试验的效果是一种方便而灵敏的方法, 见I E C6 0 0 6 8 - 3 - 8。I E C6 0 0 6 8 -3 - 8规定了振动响应检查的目的、 用途和方法。试验F c(I E C6 0 0 6 8 - 2 - 6) 给出了正弦激励响应检查的要求, 本部分给出了随机响应检查的要求。在正弦激励的情况下, 对非线性
50、共振而言, 应注意共振频率将会随着扫频的方向变化而变化。对于随机激励而言, 非线性会影响共振特性。对于正弦和随机激励而言, 输入的幅值会影响共振的放大倍数。对于未定义振动响应检查类型的试验样品或带包装试验样品, 测量如驱动力或速度等不同的信号是必要的。有关规范应规定在试验前后计算试验样品的机械阻尼的范围。 注:I S O2 0 4 1中给出了机械阻尼和其他相似术语的定义。5 严酷等级试验严酷等级由下列参数组成: 试验频率范围; 加速度均方根值; 加速度谱密度的谱型; 试验持续时间。有关规范应规定每一个参数值。它们从下列方法选取:a) 从5.15.4的给定值中选取;b) 按不同环境条件, 从附录
