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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 發布日(ri)期:2020-02-22

運輸包裝試(shi)驗(yan)就是模擬(ni)產(chan)品(pin)的運輸過程(cheng),通過試(shi)驗(yan)找(zhao)出產(chan)品(pin)的設(she)計缺陷,可能存在(zai)的風險。提前預(yu)見產品在運輸(shu)過程中(zhong)的(de)損失,且實現產品設計成本(ben)合理(li)化,也是進行產品運輸(shu)問題事故仲裁的(de)有效手段。

 

振動的危害

振動(dong)(dong)是運輸包(bao)裝試驗(yan)項(xiang)主要組成部(bu)(bu)分之(zhi)一,在運輸過(guo)程中,產品會因振動(dong)(dong)發生表面擦傷、漆膜或鍍膜脫(tuo)落等問題,內部(bu)(bu)部(bu)(bu)件還會因反復施加作用力(li)發生螺釘(ding)松動(dong)(dong)、部(bu)(bu)件變(bian)形彎曲、產生裂紋、斷裂、脫(tuo)落等現象。

 

振動的由來

產品運(yun)輸所受(shou)的振動危害主要(yao)來自運(yun)輸環境和(he)(he)運(yun)輸工(gong)具(ju)。運(yun)輸工(gong)具(ju)主要(yao)包括:公路運(yun)輸、鐵路運(yun)輸、空運(yun)和(he)(he)海(hai)運(yun)。

 

  • 在汽(qi)車(che)(che)運輸過程(cheng)中,公路(lu)路(lu)面的起伏(fu)不(bu)平(ping)、汽(qi)車(che)(che)發(fa)動(dong)機的固(gu)有振(zhen)動(dong)、輪胎的充氣程(cheng)度和減震彈簧的性能等因素,都會使(shi)產品發(fa)生任(ren)意(yi)方向(xiang)的振(zhen)動(dong);

     

  • 在火車(che)運輸過程(cheng)中,受牽引機車(che)和鐵軌接縫(feng)的影(ying)響(xiang),產品也會發生周期性的振動;

     

  • 在海運過程中,產品除(chu)了(le)受到發動機的振(zhen)動影響外(wai),還因水面風浪的顛簸發生低頻振(zhen)動;

     

  • 在空運(yun)過(guo)程(cheng)中(zhong),產品不但受(shou)到(dao)發動機(ji)高頻激(ji)振的影響,還會受(shou)氣流(liu)作用產生(sheng)低頻振動以及周期性的上(shang)下和左右搖擺(bai)。

 

 

汽車運輸振動臺 

 

運輸工具對比

在國內外的一些研究中,四(si)大(da)運(yun)輸(shu)環境里船舶的隨(sui)機(ji)振動量很小,火車和飛機(ji)的隨(sui)機(ji)振動功率(lv)譜密度值比汽車小得多(duo),汽車運(yun)輸(shu)的機(ji)械條(tiao)件(jian)最差。

 

振動試驗發展過程

運輸包裝振動試驗的(de)(de)(de)(de)類型是(shi)(shi)從正(zheng)弦(xian)定(ding)頻(pin)(pin)→正(zheng)弦(xian)掃(sao)頻(pin)(pin)→隨機振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)發展(zhan)而來的(de)(de)(de)(de)。正(zheng)弦(xian)定(ding)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)可以在(zai)(zai)選(xuan)定(ding)的(de)(de)(de)(de)一個或(huo)數(shu)個頻(pin)(pin)率(lv)(通(tong)常選(xuan)試(shi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv))下(xia)(xia)對(dui)(dui)試(shi)件(jian)進(jin)(jin)行(xing)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),由于(yu)(yu)不(bu)可能(neng)(neng)測出試(shi)件(jian)所有的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)對(dui)(dui)產品的(de)(de)(de)(de)影響,同時(shi),共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)本身在(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)過(guo)程中也是(shi)(shi)變化的(de)(de)(de)(de),于(yu)(yu)是(shi)(shi)就發展(zhan)了正(zheng)弦(xian)掃(sao)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),該(gai)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)過(guo)程中對(dui)(dui)試(shi)件(jian)所能(neng)(neng)碰到的(de)(de)(de)(de)所有共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)都能(neng)(neng)進(jin)(jin)行(xing)衡(heng)量(liang)。那為(wei)什(shen)么又(you)要進(jin)(jin)行(xing)隨機振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)呢?這是(shi)(shi)因為(wei)在(zai)(zai)進(jin)(jin)行(xing)正(zheng)弦(xian)掃(sao)頻(pin)(pin)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi),試(shi)件(jian)在(zai)(zai)各(ge)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)下(xia)(xia)依次(ci)發生(sheng)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen),而隨機振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi),試(shi)件(jian)各(ge)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率(lv)同時(shi)發生(sheng)共(gong)(gong)(gong)振(zhen)(zhen)。

 

振動的量值

產(chan)品的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗分(fen)為(wei)正(zheng)弦定(ding)頻(pin)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗、正(zheng)弦變頻(pin)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗和隨(sui)機振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗三(san)種(zhong)。振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗中需(xu)要(yao)確定(ding)的(de)量值(zhi)很多(duo),三(san)種(zhong)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)試(shi)驗中需(xu)要(yao)確定(ding)的(de)量值(zhi)如表所示。

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(xian)定頻振動(dong)試驗(yan)方法有兩種(zhong):

 

(1) 定加速度法(fa)

 

具體測試方法《GB/T 4857.7-2005》中(zhong)有(you)介紹(shao),這里只介紹(shao)一個力學條件量值公式(shi),因為(wei)振動頻率、振動加速度和振幅三者之間存在著固定的數學關系,用振動狀(zhuang)態方程式表示為:

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

 

(2) 定位移法

 

具體(ti)測試方法(fa)《GB/T 4857.7-2005》中(zhong)有介(jie)紹,這里只介(jie)紹另外兩種標準。

 

  • ASTM D999標(biao)準:位移一般(ban)確定(ding)為(wei)25.4mm,振動頻(pin)(pin)率主要在低(di)頻(pin)(pin)范(fan)圍內,一般(ban)為(wei)2-5Hz。

 

  • ISTA標(biao)準:ISTA 1A規(gui)定,當運(yun)輸包裝件質量小于68kg時;ISTA 1B規定,當(dang)運輸包(bao)裝件(jian)質量大于68kg時。

 

2. 正(zheng)弦(xian)變頻(pin)振動

 

正弦變(bian)頻(pin)(pin)(pin)振動試驗方法(fa)有兩種,具體測試方法(fa)《GB/T 4857.10-2005》中有介紹,這(zhe)里(li)只介紹兩個力學條(tiao)件量值公式,倍頻(pin)(pin)(pin)程和變(bian)頻(pin)(pin)(pin)速率(lv)。

 

倍(bei)頻(pin)程計算公式為:

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(shi)變頻時(shi)間,單位為(wei)min或s。

 

3. 隨機振動

 

隨機振(zhen)動試驗具體測試方(fang)法《GB/T 4857.23-2012》中有(you)介紹(shao),這里只介紹(shao)三個力學條(tiao)件量(liang)值功(gong)率譜密度 (PSD)、加速(su)度均方(fang)根 (Grms) 和(he)振(zhen)動時間。國內外通過采集運輸數據,利用統計學制定出隨(sui)機振(zhen)動譜。以ASTM D4169-08為例,如圖:

 

ASTM D 4169-08《運輸包(bao)裝箱和系(xi)統性能測試標(biao)準規(gui)范》中卡車隨機振動(dong)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(yue)大(da),隨機(ji)振動的能量就越(yue)大(da)。

 

各(ge)種(zhong)標準對(dui)試驗時間(jian)有(you)著不同的要求,GB/T 4857.23-2012推薦值為3小時。ASTM D4169-08規定振動時(shi)間的范圍(wei)是0.5~6小時(shi),推薦(jian)值為3小時(shi)。各標準試驗時間都(dou)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。

 

從這(zhe)三種振動對應的(de)力學條件和量值(zhi)來看,它們都是(shi)獨(du)立的(de),不存(cun)在這(zhe)個(ge)試驗(yan)可以完全替代另一個(ge)試驗(yan),也不存(cun)在這(zhe)個(ge)試驗(yan)比另一個(ge)試驗(yan)更加嚴(yan)酷。根(gen)據(ju)產品定義(yi),正(zheng)確選擇試驗(yan)(yan)項目、試驗(yan)(yan)強度和試驗(yan)(yan)時間(jian)可以(yi)讓試驗(yan)(yan)結果更接近現(xian)實。

 

 

 

相(xiang)關(guan)標準:
  • GB/T 4857.10-2005 包(bao)裝(zhuang) 運輸包(bao)裝(zhuang)件基本試驗(yan) 第10 部(bu)分:正弦變(bian)頻振動(dong)試驗(yan)方法

     

  • GB/T 4857.7-2005 包(bao)裝 運輸(shu)包(bao)裝件基(ji)本(ben)試驗 第7 部分:正弦定頻振動試驗方法

 

  • GB/T 4857.23-2012 包裝(zhuang) 運輸(shu)包裝(zhuang)件(jian)基本試驗 第(di)23 部分:隨(sui)機振動(dong)試驗方法(fa)

 

  • ISTA 1A、ISTA 1B、ISTA 3E、ISTA 3H

 

  • ASTM D4728-06《運輸包裝(zhuang)箱隨機振動測試(shi)》

 

  • ASTM D4169-08《運輸包裝箱和系統性能(neng)測(ce)試(shi)標準規范(fan)》

 

  • ASTM D999

 

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