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[PDF] GB/T 2423.56-2023 - 自动发货. 英文版

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GB/T 2423.56-2023 英文版 560 GB/T 2423.56-2023 3分钟内自动发货[PDF],有增值税发票。 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fh:宽带随机振动和导则 有效

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基本信息
标准编号 GB/T 2423.56-2023 (GB/T2423.56-2023)
中文名称 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fh:宽带随机振动和导则
英文名称 Environmental testing - Part 2: Test methods - Test Fh: Vibration, broadband random and guidance
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 K04
国际标准分类 19.040
字数估计 36,366
发布日期 2023-09-07
实施日期 2024-04-01
旧标准 (被替代) GB/T 2423.56-2018
起草单位 广州大学、工业和信息部电子第五研究所、北京航空航天大学、上海市质量监督检验技术研究院、苏州苏试试验集团股份有限公司、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、广东莱伯通试验设备有限公司、广州赛宝腾睿信息科技有限公司、苏州信科检测技术有限公司
归口单位 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(SAC/TC 8)
提出机构 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(SAC/TC 8)
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 2423.56-2023: 环境试验 第2部分:试验方法 试验Fh:宽带随机振动和导则
GB/T 2423.56-2023 英文版: Environmental testing - Part 2: Test methods - Test Fh: Vibration, broadband random and guidance
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 2423.56-2018
环境试验 第2部分:试验方法
试验Fh:宽带随机振动和导则
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件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)结构不完整性的前提下抵抗动态载荷的能力。
宽带随机振动适用于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,适用于
来评定样品是否可接收。
本文件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为样品。对于带包装样品的试验,本文件则和GB/T 2423.43-
2008共同使用。
若样品在运输或实际寿命期环境中承受随机和确定性的混合振动时,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GB/T 2424.26-2008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。
本文件主要适用于电工电子产品,也适用于其他领域的产品。附录 A提供了这方面的指南。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。
3 术语和定义
IEC 60050-300、IEC 60068-1、IEC 60068-2-6、IEC 60068-5-2和ISO 2041界定的以及下列术语和定
义适用于本文件。
4 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:
a) 用低量级的正弦激励或随机激励进行初始振动响应检查(见8.2);
b) 用随机激励进行机械载荷或应力试验;
c) 最终振动响应检查,与初始响应检查的结果比较,可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,有关规范规定在试
验前后不用进行振动响应检查。
对于非高斯试验,测试设备应能产生精确的概率分布和峰值因子的信号。通常,非高斯随机振动试
验应使用为高斯随机振动试验而设计的振动器和放大器系统,但其峰值因子能力会增加。
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,且相对于激励方向处于同一直线上。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20Hz~2000Hz,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500Hz以上时不应超
出规定值,在500Hz以下时不应超出规定值的-3dB。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50%。例如在小试验样品情况下,有关规范可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-3dB。
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) 已知不会对试验样品造成损伤的横向运动不用监测。
4.4 安装
试验样品应按IEC 60068-2-47的要求安装。所有情况下,在IEC 60068-2-47中选择的曲线时应先
平方后乘以加速度谱密度(ASD)或直接乘以正弦振幅。
4.5 测量系统
测量系统的特性应使其能准确判断,在基准点给定轴向测得的振动实际值是否在试验所要求的容
差范围内。
整个测量系统包括传感器、信号调理器和数据采集与处理装置,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平坦,并在±5%以内。任何超出该范围的偏差应记录于报告中。
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 ASD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±3dB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应偏离规定加速度谱密度的均方根值的10%
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+6dB/oct和不高于-24dB/oct(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)。
驱动信号削波系数至少应为2.5(见3.16)。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数应各持续2min。有关规范应规定正态分
布的容差(见图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)。统计自由度由公式(3)给出:
4.6.4 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要的频率分辨率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。频率分辨率计算见公式(4)。
4.7 控制
4.7.1 单点/多点控制
当规定或使用多点控制时,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应记录在报告中。
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(4.7.1.1~4.7.1.3)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
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(MAX)或
最小(MIN)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
(MAX)或频率函数信号值的下限构成每个频率点的控制值(MIN)。
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。
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IEC 60068-3-8。IEC 60068-3-8
规定了振动响应检查的目的、用途和方法。试验Fc(IEC 60068-2-6)给出了正弦激励响应检查的要求,本文
件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:ISO 2041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。它们应从下列方法选取:
a) 从5.1~5.4的给定值中选取;
b) 按不同环境条件,从附录A的示例中选取;
c) 如果给出明显不同的值时,则应从已知环境求得;
d) 由已知相关的数据资料中获得[例如IEC 60721-3(所有部分)]。
对于非高斯振动试验,其试验严酷等级由与宽带高斯振动试验相同的参数确定,但应增加以下内容:
---拟进行的非高斯试验的类型(参见附录C);
---所要的概率分布或峰度(和偏度,如适用);
---所要的峰值因子。
5.1 试验频率范围
如果选择了上述a),则f1 和f2 可能从下列数值(Hz)中选取。
a) f1:1;2;5;10;20;50;100。
b)f2:20;50;100;200;500;1000;2000;5000。
频率f1 和f2 以及它们与加速度谱密度的关系如附录A中谱的示例。
5.2 加速度均方根值
如果选择了上述a),则f1 和f2 之间的加速度均方根值可能从下列数值(以m/s2 为单位)中选取。
1;1.4;2;2.8;3.5;5;7;10;14;20;28;35;50;70;100;140;200;280。
注:若采用gn 表达,gn 取10m/s2。
5.3 加速度谱密度的谱型
规定加速度谱密度谱型包含上升、下降、平直谱(参见A.1~A.4)。对于一个标准试验,应根据试验项目
的力学环境来选择其中一条谱。加速度谱密度值应根据均方根值、频率和谱型通过控制系统来计算。在特殊
情况下,可能要规定每个单独形状的加速度谱密度谱型。此时,有关规范应按频率函数规定加速度谱密度曲
线形状。应从5.1、5.2和A.1~A.4给定值中选取不同的谱密度值和相应的频率范围(拐点)。
5.4 试验持续时间
试验持续时间应由有关规范给出,或可能从下列数值中选取,容差为+5% 。
1;2;5;10;20;30;60(以min为单位)。
2;5;8;12;24(以h为单位)。
6 预处理
有关规范若要求进行预处理,则应规定相应的条件。
7 初始检测和功能检测
应按有关规范的要求对试验样品进行目视检查,对尺寸和功能进行检测。
8 试验
8.1 一般要求
试验根据有关规范规定的顺序进行。其步骤如下:
---如果有要求,进行初始振动响应检查;
---在满量级试验前,以低量级激励连续均衡;
---随机振动试验;
---如果有要求,进行最终振动响应检查。
除有关规范另有规定,试验样品应依次在每一个选定试验轴上经受激励。除有关规范另有规定,沿
着这些轴的试验顺序是不重要的。若试验样品对重力敏感,如水银倾斜开关,该试验只能以正常工作姿
态进行,则应在有关规范中加以规定。
基准点各频率的控制加速度谱密度,如单点控制,则从一个检查点获得;如多点控制,则从多个检查
点获得。
对后者,有关规范应规定,根据下面的控制方法,哪些检查点用于控制(见4.7):
---各检查点加速度谱密度的平均值(平均法);
---检查点加速度谱密度的加权平均值(加权平均法);
---所有检查点各频率的极大极值或极小极值(极值法)。
在上述多点控制的任何一种情况下,控制谱成为一个没有实际检查点的虚拟谱。
当带有减振器的试验样品需要进行不带减振器的试验时,应作特殊处理(参见IEC 60068-2-47)。
8.2 初始振动响应检查
不要求振动响应检查,除非有关规范另有规定。但是,有关规范也可规定,在随机振动试验前或前
后,进行各轴的振动响应检查。
有关规范中规定,应在所规定的频率范围内,检查试验样品至少一点的动态响应。有关规范应明确
定义响应点的数目和位置。振动响应检查应在试验频率范围内并按有关规范规定的量级进行正弦或随
机振动。IEC 60068-2-6给出了正弦振动的参考条件,本文件给出了随机振动的参考依据。关于各方法
的更多信息和优缺点,参见IEC 60068-3-8。
振动响应检查应伴随着所选的检测量级进行,以使试验样品的响应维持在低于随机试验但对于临
界频率检测是足够高的量级。
当用正弦激励时,有关规范应规定至少进行一次覆盖试验频率范围的扫频循环,......
   
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