東莞第三方檢測機(jī)構(gòu)淺析運(yùn)輸包裝振動(dòng)試驗(yàn)方法的使用和選擇

時(shí)間：2019-01-25作者：廣東蘇試廣博測試技術(shù)有限公司瀏覽：182

　　【摘要】我國運(yùn)輸包裝測試標(biāo)準(zhǔn)分為正弦定頻、正弦變頻和隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)三種。本文對(duì)這三種試驗(yàn)方法的操作和選擇做些介紹，以便選擇較加符合實(shí)際情況的振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目。
　　引言
　　運(yùn)輸包裝檢測是通過包裝試驗(yàn)對(duì)包裝件的性能進(jìn)行確認(rèn)，以判斷包裝件是否能夠適應(yīng)流通環(huán)境中出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸危害。自20世紀(jì)80年代，我國標(biāo)準(zhǔn)4857系列陸續(xù)制定了23個(gè)包裝件測試標(biāo)準(zhǔn)。測試標(biāo)準(zhǔn)大致可以分為四類：溫濕度試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、壓力試驗(yàn)。
　　其中運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)分為三類：
　　**，GB-T4857.7-2005正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)方法；
　　*二，GB-T4857.10-2005正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)方法；
　　*三，GB-T4857.23-2012隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法。
　　這三種試驗(yàn)方法的試驗(yàn)原理和試驗(yàn)?zāi)康母鞑幌嗤谶x擇使用過程中需要明確試驗(yàn)?zāi)康?，避免選擇不合適的試驗(yàn)方法而不能達(dá)到預(yù)期的目的。
　　在運(yùn)輸過程中，振動(dòng)試驗(yàn)是一種能量小、持續(xù)時(shí)間長的疲勞試驗(yàn)。汽車、火車和飛機(jī)運(yùn)輸時(shí)都不可避免會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這是包裝件必須面對(duì)的一種運(yùn)輸危害，無法從技術(shù)手段消除運(yùn)輸振動(dòng)的產(chǎn)生。因此，包裝必須有足夠的能力減少外界振動(dòng)傳遞給內(nèi)裝產(chǎn)品，或者產(chǎn)品設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠承受外界的振動(dòng)危害。振動(dòng)試驗(yàn)不僅評(píng)價(jià)包裝的緩沖保護(hù)性能，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷，為改進(jìn)產(chǎn)品提供依據(jù)。
　　1三種試驗(yàn)方法簡要介紹
　　首先介紹一下三種試驗(yàn)方法的試驗(yàn)步驟。
　　1.1正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)
　　正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦振動(dòng)情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)狀物的保護(hù)能力。
　　將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的運(yùn)輸狀態(tài)居中放置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。如果樣品不固定在臺(tái)面上，可以使用圍欄，既可以做單個(gè)樣品，也可以在樣品**部添加載荷。
　　方法A：選定0.5g-1g之間的加速度后，在選定振動(dòng)峰峰值位移對(duì)應(yīng)的頻率進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。
　　方法B：選定振幅，2Hz頻率下開始振動(dòng)，逐漸提高頻率，直到樣品按照規(guī)定要求跳離臺(tái)面。
　　試驗(yàn)結(jié)束后按照有關(guān)規(guī)定檢查包裝及內(nèi)狀物的損壞情況，并分析試驗(yàn)。
　　1.2正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)方法
　　正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)方法用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦掃頻或共振情況下、振動(dòng)情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)狀物的保護(hù)能力。
　　將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的運(yùn)輸狀態(tài)居中放置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。如果樣品不固定在臺(tái)面上，可以使用圍欄，既可以做單個(gè)樣品，也可以在樣品**部添加載荷。
　　方法A：掃頻范圍3-100-3Hz，掃頻速率0.5oct/min，掃描2次。
　　方法B：方法A確定共振點(diǎn)后，選取0.2g-0.5g內(nèi)一個(gè)加速度值，在共振頻率的±10%范圍內(nèi)進(jìn)行共振試驗(yàn)，每個(gè)點(diǎn)試驗(yàn)15min。這種方法又稱駐頻試驗(yàn)。
　　試驗(yàn)結(jié)束后按照有關(guān)規(guī)定檢查包裝及內(nèi)狀物的損壞情況，并分析試驗(yàn)。
　　1.3隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)
　　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)評(píng)定運(yùn)輸包裝件經(jīng)受隨機(jī)振動(dòng)時(shí)，包裝對(duì)內(nèi)狀物的保護(hù)能力。
　　將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的運(yùn)輸狀態(tài)居中放置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。一般情況下樣品不固定，四周安裝護(hù)欄，護(hù)欄與樣品有10mm的間隙。只有包裝件在實(shí)際運(yùn)輸過程中需要固定時(shí)，樣品才固定在臺(tái)面。
　　按照選定的隨機(jī)振動(dòng)圖譜進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間推薦180min。
　　當(dāng)知道運(yùn)輸距離時(shí)也可以根據(jù)公式t=S/K
　　式中：t―試驗(yàn)時(shí)間，單位為分（min）；S―運(yùn)輸總距離，單位為千米（km）；K―試驗(yàn)時(shí)間估算常數(shù)，K取6，單位為千米每分（km/min）。
　　試驗(yàn)過程中，如需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行觀測，可以在外包裝上不重要的位置開觀測孔。試驗(yàn)結(jié)束后按照有關(guān)規(guī)定檢查包裝及內(nèi)狀物的損壞情況，并分析試驗(yàn)。
　　2三種試驗(yàn)方法使用注意事項(xiàng)
　　2.1正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)的問題
　　標(biāo)準(zhǔn)方法A中根據(jù)加速度和位移，并且樣品不跳離臺(tái)面進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)給定的圖形可以有很多種選擇，沒有給定具體的試驗(yàn)參數(shù)，試驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_。
　　方法B中選定的振幅沒有給出一個(gè)推薦范圍值，所以選擇多大的振幅就存在爭議。另外，兩種試驗(yàn)方法都沒有給定試驗(yàn)時(shí)間，需用戶自行確定。
　　結(jié)合ASTMD999中方法A1和ISTA測試程序中固定位移振動(dòng)試驗(yàn)，建議標(biāo)準(zhǔn)正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)確定為：振幅25.4mm，在頻率2Hz-5Hz范圍內(nèi)確定樣品按規(guī)定跳離臺(tái)面，振動(dòng)時(shí)間1h。樣品四周安裝護(hù)欄，不能限制樣品垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
　　2.2正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)的問題
　　方法A中沒有給定振動(dòng)加速度值；方法B加速度給定了一個(gè)范圍。
　　結(jié)合ASTMD999的規(guī)定，建議標(biāo)準(zhǔn)正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)確定為頻率范圍3-100-3Hz，加速度0.5g，掃頻速率0.5oct/min，掃描2次；共振試驗(yàn)加速度為0.5g，試驗(yàn)時(shí)間每個(gè)共振點(diǎn)15min，樣品通過適當(dāng)方式與振動(dòng)臺(tái)面剛性連接在一起。
　　2.3隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)
　　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)要求沒有規(guī)定不完善的。只是振動(dòng)時(shí)間方面寫的比較籠統(tǒng)。ASTMD4169中規(guī)定了隨機(jī)振動(dòng)的推薦時(shí)間是180min，推薦時(shí)間范圍是30min-6h。因?yàn)橛行┣闆r下產(chǎn)品在3h內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)過應(yīng)力或磨損，而有些疲勞失效的時(shí)間多于3h。但試驗(yàn)時(shí)間較長為6h。ASTM對(duì)試驗(yàn)時(shí)間做出了較明確地說明，有助于較好地確定試驗(yàn)時(shí)間。
　　試驗(yàn)過程中，樣品一般不固定在臺(tái)面，并且按照實(shí)際運(yùn)輸層數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。
　　3試驗(yàn)方法的選擇
　　正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)建議的試驗(yàn)參數(shù)較適合包裝件，嚴(yán)格意義上來說并不是振動(dòng)試驗(yàn)振動(dòng)，而是一種連續(xù)沖擊試驗(yàn)，因?yàn)樵囼?yàn)過程中包裝件會(huì)與振動(dòng)臺(tái)面發(fā)生連續(xù)的碰撞。直觀表象為包裝件在臺(tái)面上發(fā)生了彈跳。這個(gè)試驗(yàn)不是對(duì)真實(shí)運(yùn)輸過程的模擬，雖然包裝件在運(yùn)輸過程中也會(huì)發(fā)生彈跳，但卻不是恒定頻率和振幅的彈跳。該試驗(yàn)方法用于評(píng)定運(yùn)輸振動(dòng)顯然不合理，但是作為篩選試驗(yàn)是一種非常不錯(cuò)的方法。
　　正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)是平滑的振動(dòng)，在包裝測試中主要用于尋找產(chǎn)品敏感部件、關(guān)鍵部件等的共振點(diǎn)，然后通過駐頻試驗(yàn)確定共振點(diǎn)的潛在危害。這種試驗(yàn)方法不適用于評(píng)價(jià)運(yùn)輸危害。較加適合考核產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
　　隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是一種非確定性振動(dòng)，它的振動(dòng)物理量隨時(shí)間的變化規(guī)律無法用確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式來表達(dá)，而只能用概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來描述，需將實(shí)際的時(shí)域信號(hào)通過傅里葉變化轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)較加符合實(shí)際的運(yùn)輸振動(dòng)情況，這種振動(dòng)與實(shí)際的車輛振動(dòng)情況比較接近，也是目前實(shí)驗(yàn)室用于評(píng)定包裝件振動(dòng)性能的主要試驗(yàn)方法。
　　結(jié)語
　　綜上所述，隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是評(píng)價(jià)運(yùn)輸包裝件抵抗振動(dòng)的較有效的試驗(yàn)方法。因?yàn)樗軌蜉^接近模擬真實(shí)的運(yùn)輸情況。需要注意，不同的運(yùn)輸工具和運(yùn)輸條件，隨機(jī)振動(dòng)的PSD圖譜都不一樣，所以在選擇隨機(jī)振動(dòng)PSD圖譜時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際的運(yùn)輸條件和工具來選擇。
　　較重要的一點(diǎn)，如果在實(shí)際運(yùn)輸過程中，樣品在運(yùn)輸工具上沒有固定，那么試驗(yàn)過程中樣品也不能固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。否則在試驗(yàn)與實(shí)際運(yùn)輸就出現(xiàn)了偏差，不能正確評(píng)估包裝件的抵抗振動(dòng)的性能。
　　參考文獻(xiàn)
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　　[6]孫忠元.淺談隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn).
　　廣東蘇試廣博測試技術(shù)有限公司專業(yè)提供振動(dòng)試驗(yàn)檢測、沖擊試驗(yàn)檢測、跌落試驗(yàn)檢測、高低溫試驗(yàn)檢測、鹽霧測試檢測、霉菌試驗(yàn)檢測、光老化試驗(yàn)檢測、IP等級(jí)試驗(yàn)檢測、碰撞試驗(yàn)檢測、運(yùn)輸試驗(yàn)檢測、溫濕度振動(dòng)三綜合試驗(yàn)檢測、可靠性試驗(yàn)檢測等服務(wù)。


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• 詞條

  詞條說明

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