模擬運輸試驗是醫用電氣產品環境試驗中機械環境試驗的一項重要試驗項目，那醫用電氣產品(pin)為(wei)什么都選擇振動(dong)試(shi)驗臺來做模擬運輸試(shi)驗？下面小編給大家相信分析下！運輸試驗屬于隨機的疲勞累積損傷試驗。為達到等效模擬，通常采用載重汽車實地試驗驗證，，或使用專用的模擬運輸臺進行試驗。但是，當遇到一些產品質量超過500 kg的大型設備，普通承載能力運輸臺無法滿足試驗要求，實現模擬運輸試驗較為困難。為了能夠更好地完成模擬運輸試驗，節約人力、物力成本，現分析采用振(zhen)動試驗臺替代模擬運輸試驗的可行性，

GB/T 14710-2009《醫用電(dian)器環境要求及試(shi)驗方法》[1] 中對運(yun)輸試(shi)驗的要求為(wei)：設備為(wei)正常(chang)出廠包裝(zhuang)，行車(che)(che)路面為(wei)三級公路，行車(che)(che)距離為(wei)200 km ；行車(che)(che)速(su)度為(wei)30~40 km/h。試(shi)驗可(ke)以使用載(zai)重汽(qi)車(che)(che)以及運(yun)輸試(shi)驗裝(zhuang)置進(jin)行。 

公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)等(deng)級的(de)定(ding)義在《JTG B01-2003公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)工程技(ji)術(shu)標準》[2]中描述如下(xia)：（1）高速公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)為(wei)(wei)專供汽車(che)(che)(che)分(fen)(fen)向(xiang)分(fen)(fen)車(che)(che)(che)道(dao)行(xing)駛(shi)并應全部(bu)控制出入(ru)的(de)多車(che)(che)(che)道(dao)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)；（2）一級公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)為(wei)(wei)供汽車(che)(che)(che)分(fen)(fen)向(xiang)分(fen)(fen)車(che)(che)(che)道(dao)行(xing)駛(shi)并可根據需(xu)要控制出入(ru)的(de)多車(che)(che)(che)道(dao)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)；（3）二(er)級公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)為(wei)(wei)供汽車(che)(che)(che)行(xing)駛(shi)的(de)雙(shuang)車(che)(che)(che)道(dao)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)；（4）三級公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要供汽車(che)(che)(che)行(xing)駛(shi)的(de)雙(shuang)車(che)(che)(che)道(dao)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)；（5）四級公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要供汽車(che)(che)(che)行(xing)駛(shi)的(de)雙(shuang)車(che)(che)(che)道(dao)或(huo)單車(che)(che)(che)道(dao)公(gong)(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)。 

模(mo)擬運輸(shu)(shu)試驗臺絕(jue)大多數(shu)是針對(dui)三級公路運輸(shu)(shu)而研制的(de)，其用(yong)于模(mo)擬實際汽車運輸(shu)(shu)過程中(zhong)給產(chan)品帶(dai)來的(de)疲勞(lao)損傷，并按(an)概率(lv)與統計隨機振動條件相同(tong)的(de)原理，使振動能量按(an)線性范圍對(dui)加速(su)度值提高一定的(de)倍數(shu)，從而縮(suo)短試驗 時間(jian)而進行試驗。

模(mo)(mo)擬(ni)運輸(shu)臺的(de)設計參數主要依據《QJ/T 815.2-94產品(pin)公路運輸(shu)加速模(mo)(mo)擬(ni)試驗方法》[3]設定。該標(biao)準中(zhong)規定了模(mo)(mo)擬(ni)運輸(shu)臺的(de)關(guan)鍵技術指(zhi)標(biao)，見表1。

模擬運輸試驗振動加速因子α的計算(suan)公式(shi)如下：

根據公(gong)式代入相(xiang)關值進行計算，可以得出，產(chan)品(pin)在(zai)模(mo)(mo)擬運(yun)輸(shu)測試中，如(ru)果需(xu)要(yao)完(wan)成實際(ji)200 km的路程運(yun)輸(shu)，需(xu)要(yao)在(zai)模(mo)(mo)擬運(yun)輸(shu)臺上進行1.5 h的試驗。

為了能夠(gou)更好地采集(ji)(ji)模(mo)擬運(yun)輸臺的頻(pin)譜(pu)(pu)，我們(men)在(zai)設置頻(pin)譜(pu)(pu)分析儀的時候頻(pin)譜(pu)(pu)采集(ji)(ji)設定了每隔(ge)2 s采集(ji)(ji)以及頻(pin)譜(pu)(pu)加速度超過0 g2/Hz采集(ji)(ji)。 

模擬(ni)(ni)運(yun)輸臺的測(ce)試時間為(wei)90 min，在(zai)完成測(ce)試后，停(ting)止(zhi)頻譜(pu)分析儀(yi)，將其(qi)中(zhong)的數據導出(chu)后進(jin)行(xing)(xing)分解。其(qi)中(zhong)X軸為(wei)模擬(ni)(ni)運(yun)輸臺行(xing)(xing)駛(shi)的左(zuo)右(you)方(fang)向，Y軸為(wei)模擬(ni)(ni)運(yun)輸臺的行(xing)(xing)駛(shi)方(fang)向，Z軸為(wei)運(yun)輸臺的上下(xia)顛(dian)簸方(fang)向。 

隨著公(gong)(gong)路(lu)等級的(de)(de)提高，車(che)輛在公(gong)(gong)路(lu)上(shang)行(xing)駛的(de)(de)速度提高，汽(qi)車(che)產生的(de)(de)振動(dong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)也隨之變快。一般汽(qi)車(che)在公(gong)(gong)路(lu)上(shang)行(xing)駛的(de)(de)主要(yao)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)為1~200 Hz。我(wo)們(men)在分解(jie)頻(pin)(pin)譜(pu)圖像時遵循以(yi)下(xia)幾個原(yuan)則：（1）剔除超(chao)出200 Hz的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)，留下(xia)1~200 Hz 的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)點；（2）如在200 Hz后段(duan)出現較(jiao)大尖峰(feng)，需要(yao)留下(xia)該頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)點的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)譜(pu)密(mi)度值；（3）對(dui)于(yu)較(jiao)平滑(hua)的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)譜(pu)密(mi)度變化不大的(de)(de)線段(duan)，相(xiang)近(jin)的(de)(de)兩個頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)點功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)譜(pu)密(mi)度不變；（4）對(dui)于(yu)出現波峰(feng)和波谷(gu)的(de)(de)曲線段(duan)，直接選取該條曲線段(duan)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)譜(pu)密(mi)度最大以(yi)及最小頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)點進行(xing)記錄。 

依照以上原則對(dui)3個軸(zhou)向的(de)頻(pin)譜(pu)圖進行分解，最終得出了3個軸(zhou)向的(de)頻(pin)率以及功率譜(pu)密度，見表2~4。

使(shi)用帶外包裝的(de)測試樣品在(zai)振(zhen)動(dong)試驗(yan)臺(tai)上分別進行模擬(ni)運輸臺(tai)的(de)3個軸(zhou)向(xiang)測試。將(jiang)樣品放置在(zai)振(zhen)動(dong)試驗(yan)臺(tai)中心位置上，用鐵桿將(jiang)其四周圍住，控制傳感(gan)器固定在(zai)振(zhen)動(dong)臺(tai)面上。依據(ju)測試條件，分別將(jiang)模擬(ni)運輸臺(tai)的(de)3個軸(zhou)向(xiang)測試條件按表2~4的(de)數據(ju)輸入到振(zhen)動(dong)試驗(yan)臺(tai)的(de)控制程序(xu)中。 

輸(shu)入運輸(shu)臺(tai)(tai)Z軸(zhou)測試條件，得出(chu)Z軸(zhou)的振動(dong)加速度均方(fang)根值約0.68 g2/Hz，振幅約2.17 mm。目測振動(dong)量級與模擬運輸(shu)臺(tai)(tai)相差不多。主要能量集中在3~7 Hz頻段，與模擬運輸(shu)臺(tai)(tai)設計的振動(dong)頻率相符。 

輸入運輸臺X軸測(ce)試(shi)條件(jian)，得出X軸的(de)振(zhen)動加速度均方(fang)根值約(yue)(yue)0.28 g2/Hz，振(zhen)幅約(yue)(yue)0.17 mm。由于X軸方(fang)向為汽車行駛方(fang)向的(de)左右方(fang)向，從測(ce)試(shi)曲線來(lai)看，我們依據振(zhen)動試(shi)驗中(zhong)疲勞關(guan)系的(de)計算公(gong)式： 

計算后(hou)得出：Tx=34.78Tz。X軸的(de)疲勞強度相比(bi)Z軸太小，因此可以忽略X軸的(de)振動測(ce)試。 

輸(shu)入運輸(shu)臺(tai)Y軸測試(shi)條件，得出Y軸的振(zhen)動加(jia)速度均方(fang)根值約0.32 g2/Hz，振(zhen)幅(fu)約1.19 mm。根據(ju)(ju)測試(shi)曲線，我們依據(ju)(ju)振(zhen)動試(shi)驗(yan)中疲勞(lao)關系的計算公式：

從(cong)上(shang)述(shu)分析(xi)可以看(kan)出，X軸和(he)Y軸雖然(ran)也存在一定程(cheng)度的振(zhen)(zhen)動，但振(zhen)(zhen)動量級很小，不管是從(cong)接觸感覺還是實際(ji)量值，均遠(yuan)遠(yuan)小于Z軸，考慮到大型樣品實際(ji)運輸的安裝(zhuang)情況(kuang)，振(zhen)(zhen)動來(lai)源(yuan)主要(yao)為(wei)Z軸，即(ji)上(shang)下方向，因此，后(hou)續如果進(jin)行模擬(ni)運輸臺(tai)的振(zhen)(zhen)動試驗，只(zhi)需要(yao)針(zhen)對Z軸測試，X軸、Y軸振(zhen)(zhen)動帶來(lai)的影響(xiang)可以近似忽(hu)略。

分析對(dui)比模(mo)(mo)擬(ni)(ni)運輸(shu)試驗(yan)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻(pin)(pin)譜，可以(yi)得出以(yi)下(xia)幾個結(jie)論(lun)：（1）模(mo)(mo)擬(ni)(ni)運輸(shu)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)的(de)(de)X軸(zhou)、Y軸(zhou)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)疲勞系數相比Z軸(zhou)較低(di)，只需(xu)進行Z軸(zhou)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)測試即可，無需(xu)進行X軸(zhou)以(yi)及Y軸(zhou)的(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)；（2）使(shi)用振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試驗(yan)臺模(mo)(mo)擬(ni)(ni)運輸(shu)試驗(yan)相比使(shi)用模(mo)(mo)擬(ni)(ni)運輸(shu)臺試驗(yan)，其疲勞系數、振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻(pin)(pin) 譜基本(ben)相同，在重點考查(cha)三級公路運輸(shu)試驗(yan)時，可以(yi)替代(dai)其完成(cheng)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)運輸(shu)測試。 

綜上所述，必要時可通過使用振動試驗臺的隨機振動試驗替代模擬運輸試驗，試驗中選擇Z軸振動試驗進行測試，這樣可以節約公路測試的費用，提升測試的便捷性及可操作性。 

【參(can)考文獻】

［1］中華(hua)人民共和(he)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家質量監督檢(jian)驗檢(jian)疫總局，中國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家標準(zhun)化管理委員會. GB/T 14710-2009 醫用電(dian)器環(huan)境(jing)要求及試(shi)驗方法[S].北京(jing)：中國(guo)(guo)(guo)標準(zhun)出版社，2010.

［2］中華人民共(gong)和國交通部.JTG B01-2003 公路工程(cheng)技術標準[S].北(bei)京：人民交通出(chu)版社，2004.

［3］中(zhong)(zhong)國航天(tian)工(gong)(gong)業(ye)總公(gong)司.QJ/T 815.2-94產品公(gong)路運輸加速模擬試驗方法 [S].北(bei)京：中(zhong)(zhong)國航天(tian)工(gong)(gong)業(ye)總公(gong)司第七〇八(ba)研究所，1994.