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(biāo)準(zhǔn)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(fàn)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(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)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(zhǔn)(test level)、時間均詳列於相關(guān)規(guī)範(fàn)中）。 
若相關(guān)規(guī)範(fàn)有所規(guī)定，則應(yīng)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(fù)至試驗前相同之狀態(tài)後，應(yīng)執(zhí)行目視檢查、電性及機械檢驗。 
測試條件

試驗位準(zhǔn) 
本試驗相關(guān)之頻率範(fàn)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(yīng)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(yù)定頻率耐久(endurance at predetermined frequency)試驗 
預(yù)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(fù)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(fàn)?wèi)?yīng)說明採用單點或多點控制。

多點控制者應(yīng)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(fàn)有特別需求者得限制為25％。

未能符合上述規(guī)定者應(yīng)於相關(guān)規(guī)範(fàn)指明採用「標(biāo)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(yīng)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(yīng)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(yīng)標(biāo)示且登錄於文件中。

試驗設(shè)置

試件應(yīng)依IEC 68-2-47規(guī)定固定於試驗平臺。夾持點、控制點皆應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)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(biāo)準(zhǔn)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(fàn)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(yīng)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(yīng)於相關(guān)規(guī)範(fàn)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(yīng)明定於相關(guān)之規(guī)範(fàn)中。若單一夾具接合許多試件或小試件而具眾多夾持點者，且夾具之最低共振頻率遠大於試驗之最高頻率時，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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)。

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(fàn)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(biāo)準(zhǔn)重力加速度值。

振動響應(yīng)調(diào)查(vibration response investigation) 
因振動造成試件功能不良、退化、引起機械共振或其他響應(yīng)效應(yīng)(如顫震)時，應(yīng)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(yīng)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(fàn)中應(yīng)訂定後續(xù)措施。

裝有振動隔離器之試件 
通則 
通常應(yīng)連同振動隔離器進行耐久試驗，若實務(wù)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(fàn)。對試件本體結(jié)構(gòu)最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(fàn)?wèi)?yīng)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(yīng)調(diào)查分兩階段實施 
無振動隔離器之作用，調(diào)查確認(rèn)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(fàn)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(fàn)圍10Hz以下) 
mm  in  
10.0  0.4  
35  1.4  
75  3.0  
100  4.0