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振動臺做運輸包裝試驗應該參照那些標準?

返回列表 來源:劍喬(qiao)儀器 瀏覽: 184 發布(bu)日期:2020-02-22

運輸包(bao)裝試(shi)(shi)驗(yan)就是模(mo)擬產品的運輸過程,通過試(shi)(shi)驗(yan)找(zhao)出(chu)產品的設計缺陷,可(ke)能存在的風險。提前預見產品(pin)在運(yun)輸(shu)過程中的損失,且實(shi)現產品(pin)設(she)計(ji)成本合理化,也是進行(xing)產品(pin)運(yun)輸(shu)問題事故仲裁的有效手段。

 

振動的危害

振(zhen)動是運輸包裝試驗項主要組(zu)成部(bu)分之一,在運輸過程中,產品會因振(zhen)動發(fa)生(sheng)表(biao)面擦傷、漆膜或(huo)鍍(du)膜脫落等(deng)問題,內部(bu)部(bu)件還會因反復施加(jia)作用力發(fa)生(sheng)螺釘松動、部(bu)件變(bian)形彎曲、產生(sheng)裂(lie)紋、斷裂(lie)、脫落等(deng)現象。

 

振動的由來

產品運(yun)輸(shu)(shu)所受(shou)的振(zhen)動危害主要來自運(yun)輸(shu)(shu)環境和運(yun)輸(shu)(shu)工具。運(yun)輸(shu)(shu)工具主要包括:公(gong)路(lu)運(yun)輸(shu)(shu)、鐵路(lu)運(yun)輸(shu)(shu)、空(kong)運(yun)和海運(yun)。

 

  • 在汽車運輸過程(cheng)中,公路(lu)路(lu)面的(de)起伏不平(ping)、汽車發動(dong)機的(de)固有振動(dong)、輪胎的(de)充氣程(cheng)度和減震(zhen)彈(dan)簧的(de)性能等因素,都(dou)會使產品發生任(ren)意(yi)方向的(de)振動(dong);

     

  • 在(zai)火車運輸過程中(zhong),受牽引機車和鐵(tie)軌(gui)接(jie)縫的影(ying)響,產品(pin)也會發生周期性的振(zhen)動(dong);

     

  • 在海運過程中,產品除了受到發動(dong)機的振(zhen)動(dong)影響(xiang)外(wai),還(huan)因水面風浪的顛簸發生低頻振(zhen)動(dong);

     

  • 在空運過程中,產品不但受(shou)到發動機高頻(pin)激振(zhen)的影響,還會(hui)受(shou)氣(qi)流作用產生低頻(pin)振(zhen)動以及周期性的上下和左右搖擺(bai)。

 

 

汽車運輸振動臺 

 

運輸工具對比

在(zai)國內外的(de)一些研究中,四大運(yun)輸(shu)環境里船舶的(de)隨機振動量很小,火車(che)和飛(fei)機的(de)隨機振動功率譜密(mi)度(du)值比汽車(che)小得多,汽車(che)運(yun)輸(shu)的(de)機械條件最差。

 

振動試驗發展過程

運輸包裝振動試驗的(de)(de)(de)類型是從正(zheng)(zheng)弦定頻(pin)(pin)(pin)→正(zheng)(zheng)弦掃(sao)頻(pin)(pin)(pin)→隨(sui)機(ji)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)發(fa)展(zhan)而來的(de)(de)(de)。正(zheng)(zheng)弦定頻(pin)(pin)(pin)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗可(ke)以在(zai)(zai)選定的(de)(de)(de)一個或數個頻(pin)(pin)(pin)率(通常選試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率)下(xia)對試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)進行振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗,由于不可(ke)能(neng)(neng)測出試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)所(suo)(suo)有的(de)(de)(de)共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率對產品的(de)(de)(de)影響,同時,共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率本身在(zai)(zai)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗過程(cheng)中也是變化的(de)(de)(de),于是就發(fa)展(zhan)了正(zheng)(zheng)弦掃(sao)頻(pin)(pin)(pin)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗,該試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗過程(cheng)中對試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)所(suo)(suo)能(neng)(neng)碰到的(de)(de)(de)所(suo)(suo)有共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率都能(neng)(neng)進行衡量。那為(wei)什么又(you)要進行隨(sui)機(ji)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗呢?這是因(yin)為(wei)在(zai)(zai)進行正(zheng)(zheng)弦掃(sao)頻(pin)(pin)(pin)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗時,試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)在(zai)(zai)各共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率下(xia)依次發(fa)生共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen),而隨(sui)機(ji)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗時,試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)件(jian)(jian)各共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率同時發(fa)生共(gong)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)。

 

振動的量值

產品的振(zhen)動試(shi)(shi)驗分(fen)為正弦定頻(pin)振(zhen)動試(shi)(shi)驗、正弦變(bian)頻(pin)振(zhen)動試(shi)(shi)驗和隨機振(zhen)動試(shi)(shi)驗三(san)種(zhong)。振(zhen)動試(shi)(shi)驗中需要確定的量值很(hen)多,三(san)種(zhong)振(zhen)動試(shi)(shi)驗中需要確定的量值如表所(suo)示。

振動試驗方法

 

三種振動的力學量值公式

1. 正弦定頻振動

 

 

 

正(zheng)弦定頻振動試驗方法有兩(liang)種(zhong):

 

(1) 定加速度法

 

具體測試方法《GB/T 4857.7-2005》中有介紹,這里只介紹一個(ge)力學條件量(liang)值公式,因為(wei)振(zhen)動頻率、振(zhen)動加速度(du)和振(zhen)幅三者(zhe)之(zhi)間(jian)存在著固定的數學關系,用振(zhen)動狀態(tai)方程式表示為(wei):

式中,D0-p 為表(biao)示半峰(feng)值位移,單位為mm;G 為表示振動加速度,一般習慣用的倍數表示;為(wei)表示振動頻率,單(dan)位為(wei)Hz。

 

(2) 定位移法

 

具體測試方法《GB/T 4857.7-2005》中有介紹,這里只介紹另(ling)外兩種(zhong)標準。

 

  • ASTM D999標準:位移(yi)一般確定(ding)為(wei)25.4mm,振動頻率(lv)主要在(zai)低頻范圍內,一般為(wei)2-5Hz。

 

  • ISTA標準:ISTA 1A規定,當運輸包(bao)裝件(jian)質量小于68kg時;ISTA 1B規(gui)定,當運輸包(bao)裝件(jian)質量大于68kg時。

 

2. 正(zheng)弦變頻(pin)振動

 

正(zheng)弦變頻振動試驗(yan)方法有(you)兩(liang)種,具體測試方法《GB/T 4857.10-2005》中有(you)介紹(shao),這里只(zhi)介紹(shao)兩(liang)個力學條件(jian)量值公式,倍頻程和變頻速率(lv)。

 

倍(bei)頻程(cheng)計算公式為:

式中,表示倍頻程,單位為oct

 

變頻速率計算公式為(wei):

式中,表示變頻速率,單位為oct/min;T 表示變頻時間,單位(wei)為min或s。

 

3. 隨機振動

 

隨機振動試驗具(ju)體測(ce)試方法《GB/T 4857.23-2012》中(zhong)有介紹,這里只介紹三(san)個(ge)力學條件量值(zhi)功率譜密度 (PSD)、加速度均方根 (Grms) 和振動時間。國內(nei)外通過采集(ji)運輸數據,利用統計學制定出(chu)隨機振動譜(pu)。以ASTM D4169-08為例,如圖:

 

ASTM D 4169-08《運輸包裝箱(xiang)和(he)系統性能測試(shi)標準規范》中卡車隨機振(zhen)動第Ⅱ等級路譜

 

如圖已知各頻率下的PSD值,Grms 值則為功率譜密度譜線下的面積值開平方。PSD變化倍和Grms 變化m 倍,n 和m 直接是存在倍數關系的,如圖:

利用這種關系,也是可以建立新的隨機振動譜,Grms 值越大,隨機振動的能量就越大。

 

各種標準(zhun)對試驗時(shi)間有(you)著不同的(de)要求,GB/T 4857.23-2012推薦(jian)值為3小時(shi)。ASTM D4169-08規(gui)定振(zhen)動(dong)時間的范(fan)圍是0.5~6小時,推(tui)薦值(zhi)為3小時。各(ge)標準試驗時(shi)間都有計算方程式,以ISTA為例:

式中,T試驗時間,單位為min;L 為運輸距離,單位為km;8 為試驗時間估算常數,標準中規定試驗時間最大為6小時。

 

從(cong)這三種振動對應的(de)力學條件和量值來看(kan),它們都(dou)是獨(du)立的(de),不存在(zai)這個試驗可以完全替代另一個試驗,也不存在(zai)這個試驗比另一個試驗更(geng)加嚴酷(ku)。根據產品(pin)定義,正確選(xuan)擇試(shi)驗(yan)項目、試(shi)驗(yan)強度和試(shi)驗(yan)時間(jian)可以讓(rang)試(shi)驗(yan)結果更接近現實。

 

 

 

相關標準:
  • GB/T 4857.10-2005 包裝 運(yun)輸包裝件基(ji)本試驗 第10 部分:正(zheng)弦變頻振動試驗方(fang)法

     

  • GB/T 4857.7-2005 包裝 運(yun)輸包裝件基本試驗 第(di)7 部分:正弦(xian)定頻振動試驗方法

 

  • GB/T 4857.23-2012 包(bao)裝 運輸包(bao)裝件基本試(shi)驗 第23 部(bu)分:隨機振動試(shi)驗方(fang)法

 

  • ISTA 1A、ISTA 1B、ISTA 3E、ISTA 3H

 

  • ASTM D4728-06《運輸包裝箱隨機振動(dong)測(ce)試(shi)》

 

  • ASTM D4169-08《運輸包裝(zhuang)箱和(he)系統性能測(ce)試標準規范》

 

  • ASTM D999

 

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