SJ Z 9001.41-1987 基本环境试验规程第2部分：在冲击、碰撞、振动和稳态加速度等动态试验中元件、设备和其它产品的安装和导则.pdf

1、中华人民共和子工业推荐性部标准基SJ/Z 9001.41 87 1 E C 68 2 47 ( 1982 ) 加叩勿、:二合利执导芷冲击(Ea )、碰撞(Eb振动Fc和Fd)Basic environmental testing procedures Part 2 , test Mounting of components equipment unll other articles for dynamic tests including shock ( Ea)、bump( Eb )、vibration(Fc and Fd) tLIlti steady-sta te ac cclerati on

2、(Ga)and glli dance 一一止一一一1 目的本标准的目的是为在冲击(Ea)、碰撞(五b)、振动(Fc和lFd)、稳态加速度(Ga)等试验中的元件规定标准的安装方法，为进行上述试验的设备和其它产品规定安装要求。2 I 本标准为进行诸如冲击(Ea)、碰撞(. . ，._嗣同-嗣-.晴F啕，.，_. 甸回.副_. 附录八日。咽圃副院当试验的目的是用来确定元器件对其工作环境的适应性时，有关规范应保证元器件以模拟实际使用中的方式安装。超过一定质量的元器件，在试验过程中要求与实际使用中一样的给予支撑，并应在有关规范中1m以规寇，对这一点怎么强调也不过份。重要的是安装方式要符合生产者的要求，如

3、生产者没有提出这种要求，可采用图14 中所给出的详细资料。具有特殊几何形状的呆些元器件，例如困盘形、球形、灯泡形以及要求特殊固定装置的元器件的安装方法没有用图表示出来。对这些元器件的安装方法，有犬规范必须给出详细资料。如果一个样品设计有几种安装方法，则所在的方法都应考虑。在每一次试验中建议都用新的元器件。无论规定何种方法或选择何种方法，重要的是应把元器件刚性地紧回到试验夹具上或试验台的安装表面上心这可通过合适的夹紧、焊接、嵌镶或粘合元器件本体或元器件的引线的方法来达到。元器件固定在标准尺寸的印刷电路板上通常不能给出足够的刚性，并且用这种方法不可能达到试验要求。此外，再现性也多半要被降低。但是使

4、用小块的印刷电路板，只要注意到它的动态特性，是可以满足试验要求的。要:十分注意的是，当进行内强度试验肘，这种安装方法在工作环境下几乎不使用。然而，内强度试验的基本要求是动态应力要传递到l样品的内部结构!工。为了满足这种要求，试验时既要固定样品本身又要固定样品的引线。当为高冲击加速度试验或高频振动试验设计出验夹具肘，J、王注意在试验所规定的围内不能有共振存在。另外，必须考虑声音在夹具材料中的传递速度。应尽可能的保证传递途径小于1/4波长。对大型元器件或同时试验几个元器件的夹具必须特别考虑。对设备用夹具，在A3章中给出了通用性的原则。如果试验后必须使元器件经受引线强度试验，其引线在试验时不把弯曲，

5、也决不能相对于元器件本身产生相对位移。然而，如果这种情况不可能避免，!Jj有关规范应规定每次试验必须使用不同的元器件。A2 设备及其它产品耍的是被试设备及其它产品要以其在工作环境中使用的那种典型的安装方式进行安装，例如通常用面板固寇悴品，在试验时就应该用面板进行安装。如果有正常的安装结构，并且实际j二使用这种安装结构，则建议使用之，因为这种安装结构更能代表设备的工作条件。然而，必须i己住的是，此时在有关试验巾所涉及到的固定点是安装结构的国运以，而不盐样品的l司在点q4 SJ/Z 9001.41 87 -，一_:ttr.=:!:-.甲一一坦白J一如果样品的正常安装结构不适用，则可采用能满足试验要

6、求的合适夹具进行安装。在特殊情况下，若不用原有的安装结构并不影响试验结果，则可采用能满足试验要求的合适夹具进行安装。预定带减震器使用的样品，如果该样品和其它样品一道安装在一个公共系统牛，或如果器的动态特性变化很大(例如随温度变化)情况下，有时必须去掉减;古器进行试验。此时，试验严酷等级将需要修改。除稳态加速试验外，新的等级应通过考虑喊:民榕在每条轴线上的传递特性曲线的包络来确定。如果知道试验严酷等级!她施加应力的方向而改变，则这种情况也应考虑到。如果传递特性曲线不好利用，则需要人为地选择新的试验严酷等级，但i民好经供、需双方讨论后确寇。在正弦振动试验SJ/Z9001.18(tEC 6826)的

7、情况下，某些通用的传递特性曲线在SJ/29001.18( lEC 68 2 6)附;杀人巾iLT出。对稳态加速度试验，应注意的是z在某些情况下，如果样品带础23揣进行试验，可能存在一个安全问题，因此文架和缚带的使用是不可避免的。A3 夹具样品的安装和运位总离不开夹具，因此，夫具的设计必须着重考虑可能妨碍达到试验要求和可能影响再现性方面的问题。然而本导则并没有提出解决这方面问题的办法，因为这方面的办法常可在技术文献中找到。试验夹具的基本用途就是将出验台所产生的应力如实地传价，;在i式样品，并且确保在样品的固定点上满足规范的要求。试验夹具的设计要根据样品的几何形状、重量、试验严酷等级要求、试验白的

8、能力等主1要参数要求来决定。其中后二项参数取决于所需进行的试验。A3.1 冲击和碰撞试验试验台所允许的总重量和最高的试验严酷等级通常由生产者JA宠。对某一:22立主ii:i13样品，如果试验台的能力明显的大于试验所必需的能力，则试验夹具!JVi生计通常是容易的。因为此时夹具可设计得较重而又比较简单。考虑刚性和尺寸的影响仍然是冲击和碰撞试验夹具设计的斗击:哥问题A3J条)。A3.2 振动试验在振动试验夹具的设计中，限制样品及其夹具总置莹的主要因5;二是振动台的jJ:力。振动台的推力通常由生产者规定。在试验严酷等级怀;在中，晶莹耍的特性朵lfr规定的试验频率汪国以及位移和/或加速度假大小。然而在振

9、动台的性能Ih大抗力斗:HJ:2频JZ?jaf;于是能相容的。因此，不能象冲击和碰撞试驳那样，使用最大的振动白就可以了。所以坛功试验的夹具比其它试验所要求的夹具更复杂。为了达到满意的结果，:出需要15丰口的经验。当夹具和样品被固定到振动台上肘，还要记住可能影响到频率响应。在振动夹具的设计中，需要考虑的一些参散在下文结A3.4条和第A3.5条r4的oA3.3 稳态加速度试验5 SJ /2 9001 , 41 87 一-一，-十奄一一一一一一一一对隐态加速度试验，夹具的设计最简单，因为稳态加速度是逐步加大到样品上的，并且夹具和样品的动态特性是可以忽略的。因此，夹具仅需足够的刚性来抗御所受到的静力负

10、荷，以及能方便的调节样品的方位就可以了。然而，应当记住的是，稳态加速度试验机的最大能力是由生产厂规定的。应注意的是，在很高的1mj虫度值上，特别是高于10000米/秒2试验元器件时会有许多困难。A3.4 材料的选择在设计试验夹具肘，材料的选择主要是考虑夹具的重量和刚性。土述每一种试验都要考虑与重量限制有关的若干问题。而刚性仅在需要考虑夹具的动态特性时才是重要的，并且在夹具设计中有严格的限制。材料的刚性是材料的种物理特性，现有各种塑料和金属的刚性在一个很宽的范围内变化。对任何种给定的材料，Ju性将随着它的尺寸和支撑方式(例如刚性固定的单梁或双梁)而变化，并且在某种程度上还随着它的制造方法而变化。

11、某些材料具有较高的刚性一质量比，即使用相同重量的材料时，它可以制造成刚性较高的夹具，这是最理想的材料。材料的另一个特性是阻尼，它也是材料内部性能的一种表现。例如1铝的内阻尼大约为钢的四倍多。阻尼主要走到振动夹具的性能有某些影响。试验夹H设汁的主要目的是使其在试验所规定的频率范围内无共括在在。如果不能做到这一点，则会影响从试验台到样品之间的振动传递精确度。其影晌的程度直接与阻尼有关。应当记住的足，大多数通用金属的阻尼，尽管因材料不同而导，但对夫具的总的性能的影响相对来说还是比较小的。所以仅在某些情况下，才需要加以考虑和利用。对要求快速上升时间的冲击试验，或对要求一个高的I:频率的标功试验，必须考

12、虑的另4个特性是声音在被选取的材料中的传递边度。沿任何固定点和振动工作台之间传递途径的距离在固定材料中应尽可能的小于四分之一战长。对波长的计算，必须考虑与最低的音边有关的振动模态通常是横向模态。例如，对t限频率均2000Hz的铝制试验夹具，声音在111巾的速度:抑、I;Ji1支V，=6300m/s 横I;J il主V2=3200m/s因此，所考虑的波长是:所以传递选径的最大长度为:V 2 3200 z=一=L6rnf - 2000 L1?m =丁21-204m14 4 试验夹具不要全部时间一种材料制成。JF71种种原因(例如1电ZEE热绝缘)而要增加阻尼时，可能需要使用金日成YEFf、或其三金

13、属和陶在相结合的材料来制造夹具。A3.5 制作方法有许多种制作夹具的方击，其中包括媳坟连战、仰;若、悍峰、铸造以及使用胶粘合等。6 SJ/Z 9001.41且一87叮一?十一一一一 这些方法的选择取决于能否满足试验要求和所使用的材料。试验夹具应尽可能的简单，例如一坚实的块状物通常是最好的。应当指出，螺纹连接的结构的i耐性不如其它连接方法那么好。当涉及到大体识和/或高频试验的样品时-，这一因素就显得更重要。所有的接触面应达到所需的平整度，以保证良好的机械接触。另外，应视夹具的大小使用试验台安装表面上的最多数目的安装孔。设计一个对不同样品能多次使用的央具是有利的。如果使用蝶纹孔，而且材料易出现过度

14、的磨损，员IJ建议使用钢质螺纹孔套嵌入到这种材料中，以增加耐磨性。然而，应该注意的是，它们的装配一定要满足要求，并且不能出现损坏。另外，如果使用螺纹，蝶、纹连接还应具有高的抗拉强度。当把样品固定到夹具上时.重要的是央具和l样品不能出现形变。如果出现形变，则多半是夹具的刚性不够，并且会妨碍所要求的试验严酷等级施加到样品的各固定点上。就实际应用来说，所有的螺纹连接都应以官们所允的二的最大扭捏拧紧。如果阻尼很大，则应注意螺纹边接或柳接的内阻厄比焊接的内阻!己要大。A4 平衡平衡问题在报功和!稳态加速度试验中是必须重视的问题，对冲击和i碰撞试验也有寇的影响A4.1盐14b在振动情况下，当央具装上样品时

15、，必须保证央具的重心(其重心应尽可能的低)原则上保持在通过整个扣动台运动单元的重力中心线上，并且垂肯.F运动单元的表面。在某些情况下，要保证装上作品后的支具和样品的主力中心处于振动台的推力轴线上是不可能的。由于传递途径的长度和摇动，将产生挠性和驻拢，所有这些都限制了有用的频率范围和限制了在样品固定点上的出验要求的j占到。因此必须使用阳茧战术，但非必要时，这种技术应尽量越兔采用。随着频卒增加.样Itji(也许夹具)可能会共振。如果这样，将会引起动态重力中心的相对位移。此时如果;使用了阳重技术，这种位移将会加剧。因此也就造成了一个目前对这个问题并没有实际解决的局面。所以这种影响通常是危许的。如果不

16、是这样，则可通过使用较大功率的振动台米减轻这种影响，其前提条件是只要试验规范的男求能得到满足。使用与探寻j台连接在一起的擂台是很普遍，特别是在样品对重力很敏感情况下，如果不这样做，夹具的设计就很复杂。县然这样，仍然会遇到类似于土文所叙述的问题。A4.2 稳态Jl)豆度对稳态加速度试验，通常使用离心机。为了防止损坏试验台的支承部分，样品和l央具相对于试验台要保持静态和动态平衡。对所允汗的不平纯度，通常出二J二生产厂规宅。A5 加速度计的位置试验夹具的设计应允许将加速度计连接在有美iMit所要求的位置上。连接的方法是多种多样的，通常采用生产厂规寇的方法固定，其中包括螺纹连接、!恃种胶粘合等。在振动

17、试验中，有时可允许安装儿个附加的力n温度汁，这样可以it查央具的动态持性。7 SJ/Z 9001.41 87 一一一一一一一一一一一A6 试验夹具的垃能检查在j草行振动试验前，:当去县是装上，还是未装上具有相似动态特性的代用非lfAA现是装上-JJ王实样品时，检查规定点上的试验要求是否达到有用的。在后一种(指装上真实样品沾iLlitif，在较低的振幅进行检查比按所规寇的振幅远行检查克为合适。).本部准所但摇的其它动态试验进行这种检查也是合适的。止7犬的和/或复杂的试验样品又.j大的或复杂的样品这两个术语下运义是困难的。为某种设备所设计的夹具对远常仅试验元件的试验室来说可能是大的。这不是本标准这

18、一部份所考虑的情况。大的字:指斥品加夫具的总称，它们在设备试验室内搬运通常是有困难的。并且由于它的质量和体L兰杂的连接，或所规宠的频率范围等所要求的解决办法超过了目前的技术水平。当3;J求个大的或复杂的夹具时，就必然会发现用一般的方法就难以完全满足试验要;二U因为夫共和样品的共振特性超出了控制范围。在研究了其它技术后，其中可能包括:51用平以工作的振动台，最后必须参考试验文件以了解必须采取何种措施。在这种情况下，远常试验程序，要求记下所达到的各种参数值，并且要取得供需双方的一致同意。. _.,. . ，.一一一一一一安装方法向飞罔俨.勘:/-ifJfjuf勺，-飞吃dJ44Jd量也:;dJJ二

19、与平一一一一，、?一-一jRRmi寸守，一一一一一一刁t例有明撞安装方法的元件。例如二极管、电解电容器、整流器、开关、连接器、继电器、变压器、大功率晶体管.由西唱一一一一、一一一一铺一一一一可怕川一甲岛、，由一图1元件的明显安装方泣的示例8 5J /Z 9001 , 41 87 一一一、白，一一二明唰膺-白喃喃喃自，刷地，、翩翩脚喃喃副司高. 阳-啊-唰晴由制 一一一二二一吨一一ill 刁飞 例a .-_._-_一_-晶体营、集成I包峰、继电器以及到夹具的距离受泣L限制的其它元件b 出组组-剧院-.电阻器、iL容器一.-一一一一二十一-一一一c r _1, 15且器、电容器、电感枝、二极管自主

20、饵阳、二唱-睛一一一叫d 一一一毛-一-一一一一一-一一电阻器、电容器、也感器、二积肾、晶体管注，茧要的是有关规范应规定元件是否和安装表面 _ _., T7- . ,_ 民月虫。 心mmE E . -O制一叫一E E -O们H 一一一，-.-，啊可一，3 注明:最下面的图，编号为f图2使用引线安装元件的示例9 51/Z 9001.41 81 安装方法习例外壳易碎的管状元件，例如，大功率电阻b 晶体管、二极管电路图8用元件本体安装元件的示例安装方法示例4一。由于重量和严酷等级，必须附加固定物，例如附加支架的电容器和继电一一b 安装在散热器上的晶体管。变压器、扼流d 继电器图4用元器件本体及引线安装的元器件的示例10