IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引：正弦振動(dòng)

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(dòng)試驗程序，以確定試件遭遇簡(jiǎn)諧(harmonic)振動(dòng)的機械弱點(diǎn)所在，及特定功能退化情形。本試驗法亦可用於決定試件結構整體性及(或)動(dòng)態(tài)特性研究。

範圍

本試驗法適用於運輸或使用過(guò)程中遭遇簡(jiǎn)諧振動(dòng)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(guò)程遭遇隨機振動(dòng)(random vibration)之試件。

測試步驟

試件於試驗前應依相關(guān)規範之規定執行目視檢查、電性及機械檢驗。 
按規格執行試驗，且須在完成一軸向所有試驗工作後，才能進(jìn)行另一軸向之試驗（軸向定義及試驗位準(test level)、時(shí)間均詳列於相關(guān)規範中）。 
若相關(guān)規範有所規定，則應於試驗中執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(shí)間 
正弦掃描耐久試驗

以?huà)呙柩h(huán)數表示，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(shí) ±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(dòng)之總時(shí)間，而以107次往復為上限。

試驗容差 
振幅

參考點(diǎn)(reference point)

參考點(diǎn)控制信號：±15％。

相關(guān)規範應說(shuō)明採用單點(diǎn)或多點(diǎn)控制。

多點(diǎn)控制者應說(shuō)明上述容差限制對象是多點(diǎn)之平均值或特定單點(diǎn)值。

檢查點(diǎn)(check point)

任一檢查點(diǎn)試驗方向之容差：

500Hz以下 ±25％

500Hz以上 ±50％

未能符合上述規定者，宜於相關(guān)文件上指明採用容差或替代方法。

任一檢查點(diǎn)非試驗方向之容差：

檢查點(diǎn)之側向(垂直試驗軸向)振幅，在頻率低於500Hz時(shí)不得大於試驗軸向50％，高於500Hz時(shí)不得大於100％。相關(guān)規範有特別需求者得限制為25％。

未能符合上述規定者應於相關(guān)規範指明採用「標示不符規定部份並登錄文件」或「側向運動(dòng)不予監測」何項要求。

頻率

參考點(diǎn)

0.25Hz以下 ±0.05Hz

0.25Hz～5Hz ±20％

5Hz～50Hz ±1Hz

50Hz以上 ±2％

振動(dòng)響應調查之頻率容差

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(diǎn)監測加速度畸變量，應涵蓋至5000Hz或驅動(dòng)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定值的情況下，允許暫時(shí)性之超出25％。

未能符合上述規定者，畸變量應標示且登錄於文件中。

試驗設置

試件應依IEC 68-2-47規定固定於試驗平臺。夾持點(diǎn)、控制點(diǎn)皆應依相關(guān)規範之規定裝置。裝有振動(dòng)隔離器之試件請參考7.(3)說(shuō)明。

其他

名詞定義：

有關(guān)之名詞請參考ISO Standard 2041："振動(dòng)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 ：某驅動(dòng)頻率加速度均方根值(root mean square)  
　 atot：振動(dòng)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(diǎn)(fixing point) 
試件與夾具或振動(dòng)臺接合之點(diǎn)位，此點(diǎn)位為常態(tài)使用時(shí)固定試件之位置。若有取用試件實(shí)際固定結構之部份為夾具者，夾持點(diǎn)為此部份結構之夾持點(diǎn)位，而非試件與固定結構之接合點(diǎn)位。

量測點(diǎn)(measuring point) 
進(jìn)行試驗時(shí)，應於指定點(diǎn)位蒐集數據。所謂指定點(diǎn)位主要有二類(lèi)，但以評估動(dòng)態(tài)行為為目的之試件內部量測點(diǎn)，不屬本文所稱(chēng)之量測點(diǎn)。

檢查點(diǎn) 
夾具上、振動(dòng)平臺或試件上，很靠近夾持點(diǎn)之堅固位置 檢查點(diǎn)用以確保試驗滿(mǎn)足需求。夾持點(diǎn)少於四點(diǎn)時(shí)每一點(diǎn)皆為檢查點(diǎn)。夾持點(diǎn)多於四點(diǎn)時(shí)，應於相關(guān)規範中定義具代表性之四個(gè)點(diǎn)位為檢查點(diǎn)。特殊情形，如大型試件或複合試件，若有非接近夾持點(diǎn)之檢查點(diǎn)者，應明定於相關(guān)之規範中。若單一夾具接合許多試件或小試件而具眾多夾持點(diǎn)者，且?jiàn)A具之*低共振頻率遠大於試驗之*高頻率時(shí)，可選用單一檢查點(diǎn)(即參考點(diǎn))為振動(dòng)控制之用。

參考點(diǎn) 
檢查點(diǎn)中作為振動(dòng)控制用之點(diǎn)位，須符合本標準之需求。

控制點(diǎn)(control point) 
單點(diǎn)控制

利用參考點(diǎn)上轉能器(transducer)信號達成保持此點(diǎn)在既定之振動(dòng)位準。

多點(diǎn)控制

利用每一檢查點(diǎn)上轉能器信號達成振動(dòng)控制之目的。多點(diǎn)信號依相關(guān)規範規定為持續之算術(shù)平均或為權衡比較。

g：地球表之標準重力加速度值。

振動(dòng)響應調查(vibration response investigation) 
因振動(dòng)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(shí)，應蒐尋關(guān)鍵頻率。利用正弦掃描耐久試驗方式執行，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(dòng)響應調查與試驗前之調查結果作比對，比對結果頻率若有變異，相關(guān)規範中應訂定後續措施。

裝有振動(dòng)隔離器之試件 
通則 
通常應連同振動(dòng)隔離器進(jìn)行耐久試驗，若實(shí)務(wù)上無(wú)法連同振動(dòng)隔離器進(jìn)行試驗時(shí)，得考慮隔離器之傳輸比特性，另定單獨試件之規範。對試件本體結構*小接收耐震之驗證則以單獨試件為之。

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

振動(dòng)響應調查分兩階段實(shí)施 
無(wú)振動(dòng)隔離器之作用，調查確認單獨試件之關(guān)鍵頻率。

調查振動(dòng)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折點(diǎn)
8Hz～9Hz (低轉折點(diǎn))				57Hz～62Hz(高轉折點(diǎn))
mm	(in)	m/s2	g	mm	(in)	m/s2	g
0.35	0.014	0.98	0.1	0.035	0.0014	4.9	0.5
0.75	0.03	1.96	0.2	0.075	0.003	9.8	1
1.5	0.06	4.9	0.5	0.15	0.006	19.6	2
3.5	0.14	9.8	1	0.35	0.014	49	5
7.5	0.3	19.6	2	0.75	0.03	98	10
10	0.4	29.4	3	1	0.04	147	15
15	0.6	49	5	1.5	0.06	196	20
				2	0.08	294	30
				3.5	0.14	490	50

IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引：正弦振動(dòng)