NF C20-736-1987 Basic environmental testing procedures Test methods Test Fdb random vibration wide band Reproducibility medium 《基本环境试验程序 试验方法 Fdb 试验 宽带的随机振动 可再现性中等》.pdf

1、AFNL NF C20-736 7 m LO12372 0024766 3T5 m I NF C20-736 Avril 1987 CE1 68-2-36 essais fondamentaux climatiques et de robustesse mcanique mthodes dessais essai Fdb : vibrations alatoires a large bande - reproductibilit moyenne E : Basic environmental testing procedures - Test methods Test Fdb : Random

2、 vibration wide band - Reproducibility Medium D : Grundlegende Umweltprfverfahren - Prfungen Prfung Fdb : Schwingen, Rauschfoermig (Breitband) - Re prod ukzie rba rkeitsg rad M itte I Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de Iafnor le 20 mars 1987 pour prendre effet 6 compter du 20

3、 avril 1987. Remplace les normes enregistrees suivantes : - NF C 20-528 de septembre 1975 : Essais gnraux climatiques et mcani- ques - Mthodes dessais applicables aux matriels - Essai Fdb : Vibrations alatoires large bande - Reproductibilit Moyenne. - NF C 20-617 de fvrier 1976 : Essais gnraux clima

4、tiques et mcaniques - Mthodes dessais applicables aux composants - Essai 17 : Vibrations ala- toires large bande. correspondance Cette norme reproduit la Publication CE1 68-2-36 (ire dition - 1973) et sa modification no 1 daot 1983. analyse Cette norme a pour objet de vrifier laptitude des composant

5、s et des mat- riels (spcimens) supporter des svrits spcifies de vibrations alatoires. desc ri Pte u rs Electricit, composant, matriel, essai climatique, essai mcanique, vibra- tions alatoires large bande, reproductibilit moyenne, modalit dexcu- tion, rdaction des normes de composants, rdaction des n

6、ormes de mat- riels. modifications Par rapport aux normes enregistres NF 20-528 et NF 20-617 : recopie intgrale du texte de la Publication CE1 68-2-36, 1“ dition, 1973, et de sa modification 1, de 1983, entranant, nofamment, le changement dappellation de lessai de la NF C 20-617, essai 17, qui devie

7、nt essai Fd. co r re c t io ns dite et diffuse par lUnion technique de igiectricit, 12, place des tats-unis, 75783 paris cedex 16 - tI. (1) 47 23 72 57, dlffuse gaiement par lassociation franaise de normalisation (afnor) tour europe cedex 7 92080 paris ia defense Ets Busson, impr., 75018 Paris -tl.

8、1) 42 91 55 55 * 1987 - Reproduction interdite 1“ tirage 87-04 NF C 20-736 AFNL NF C20-736 87 E 10l12372 O024767 231 -2- SOMMAIRE Pages Avant.prop0.s . 3 Domaine dapplication et utilisation . 3 3 Avertissement . Articles I . Introductioii 4 2 . Objet . 4 3 . Montage et contrle . 4 4 . Mesures de ia

9、 rponse en frquence et recherche de rsonances 6 5 . Exigences sur le mouvement vibratoire . 7 6 . Choix de la mthode de validation 9 7 . Mesures initiales . 10 8 . Excitation avant excution de lpreuve 10 9 . Epreuve 10 10. Mesuresfinales . : . 11 ANNEXE A . Mthode de validation utilisant la techniqu

10、e du filtre glissant . 17 ANNEXE B . Mthode de Validation utilisant la technique des filtres fixes 22 ANNEXE C . Mthode de validation utilisant la technique du balayage en rgime sinusodal . 25 ANNEXE D . Correspondance entre les normes de la CE1 cites en rfrence et les normes franaises appliquer 27

11、 AFNL NF C20-736 87 m LOI12372 O024768 178 m NF C 20-736 -3- AVANT-PROPOS 1. Cette norme est conforme la Publication 68-2-36 (premire dition, 1973) de la Commission lectrotechnique Internationale (CEI) et sa modification no I de 1983. Dans un souci defficacit, de simplification, dconomie et de rigo

12、ureuse harmonisation avec le texte de la CEI, il na pas t jug opportun de procder aux modijcations rdactionnelles mineures qui auraient t ncessaires pour mettre la typographie en accord avec les rgles habituellement appliques dans le domaine de la normalisation fianaise. Cest ainsi que le terme na p

13、as t remplac par le terme () et que larticle ) na pas t introduit. 2. Le problme des rfrences est trait dans lannexe D qui indiqie la correspondance entre les normes de la CEI cites et les normes franaises appliquer. 3. Cette norme a t adopte par le Comit de Direction de IUTE le 29 avril 1987. DOMAI

14、NE DAPPLICATION ET UTILISATION Cette norme est applicable aux composants et aux matriels (spcimens) appartenant au domaine couvert par les normes franaises de la classe C - lectricit - lorsque la norme particulire (ou le cahier des charges ou tout autre document normatif agr entre les parties) y fai

15、t rfrence. I1 est rappel que cette norme doit tre utilise conjointement avec lune ou lautre des deux normes suivantes (*) traitant des gnralits et fixant la mise en uvre des essais, les conditions atmosphriques et les dfinitions relatives aux catgories climatiques : - NF C 20-600 - Essais gnraux cli

16、matiques et mcaniques - Gnralits - Mthodes dessais applicables aux composants, - NF C 20-500 - Essais gnraux climatiques et mcaniques - Gnralits - Mthodes dessais applicables aux matriels. AVERTISSEMENT Les mthodes dessais dcrites dans la prsente norme sont trs dlicates mettre en uvre et ncessitent

17、des appareillages coteux et complexes. Elles sont gnralement rserves des applications trs spcifiques (par exemple pour certains matriels utiliss dans le domaine aronautique ou dans le domaine spatial). Dans la suite du texte, lattention est attire sur les difficults qui se prsentent lors de lapplica

18、tion de ces mthodes. Aussi, la prescription dun essai de vibrations alatoires doit tre faite avec discernement et bon escient. (*) Ds la parution de la sixime dition de la norme CEI 68-1, ces deux normes seront remplaces par un document unique NF C 20-700. NF C 20-736 1, Introduction Les exigences f

19、ondamentales pour lessai de vibrations alatoires large bande sont donnes dans la Publication 68-2-34 de la CEI: Essai Fd - Exigences gnrales. En plus, on a spcifi trois degrs de Reproductibilit possibles, appels Haute, Moyenne et Basse Reproductibilits et dsigns essais Fda, Fdb et Fdc respectivement

20、 Chacun de ceux-ci forme une publication de la CE1 spare, complte avec ses mthodes de validation recommandes. Tous les renseignements dont a besoin le rdacteur de la spcification particulire sont, de ce fait, dans lessai Fd, alors que ceux qui sont ncessaires lingnieur dessai sont inclus dans les e

21、ssais Fda, Fdb ou Fdc suivant ce qui est spcifi. 11 est fortement recommand tous les utilisateurs de lire la Publication 68-2-34 de la CE1 avec la prsente recommandation. I1 convient de noter que deux termes particulirement importants pour les essais de vibrations alatoires sont frquemment mentionns

22、 dans le texte de cette publication. Ils sont dfinis ici pour rendre le texte aussi clair que possible pour le lecteur. La densit spectrale dacclration (abrge ci-aprs en D.S.A.) est la densit spectrale de la variable acclration et sexprime en units dacclration au carr par unit de frquence. Le spectr

23、e de la D.S.A. dfinit la faon dont la D.S.A. varie dans la plage de frquence. 2. Objet Cet essai a pour objet de vrifier laptitude des composants et des matriels supporter des Cet essai est applicable aux matriels et aux composants qui, en service, peuvent tre soumis A des vibrations de nature stoch

24、astique. Le but de cet essai est de mettre en vidence une dfaillance mcanique ou une dgradation des caractristiques spcifies, ou les deux, et dutiliser ces renseigne- ments avec la spcification particulire pour dcider si le spcimen est acceptable ou non. . svrits spcifies de vibrations alatoires. Pe

25、ndant lapplication de ia contrainte nicaiiiquc (preuve) spcile par le prsent essai, le spci- inen est soumis des vibrations alatoires dun niveau donnt et dans une large bande de frquences, En raison des ractions mcaniques complexes du spcimen et de son support, cet essai requiert un soin particulier

26、 pour sa prparation et son excution, ainsi que pour confirmer que lon a satis- fait aux exigences spcifies. 3. Montage et contrle 3.1 Montage Le spcimen doit tre mont sur lappareillage dessai selon les exigences de la Publication 68-2-47 de la CEI. 3.2 AFNL NF C20-736 87 m 1012372 0024770 826 m -5-

27、NF C20-736 Points de rfrence et de contrle La satisfaction aux exigences de lessai se vrifie par des mesures faites aux points de rfrence ou, dans certains cas, aux points de contrle, tous lis aux points de fixation du spcimen. Les mesures aux points de contrle sont seulement ncessaires lorsquon spc

28、ifie un point de rfrence fictif. Dans le cas dun grand nombre de petits spcimens monts sur un seul support, les points de rfrence ou de contrle, ou les deux, peuvent tre lis au support plutt quaux points de fixation des spcimens, lorsque le mode de rsonance le plus bas du support charg est au-dessus

29、 de la limite suprieure de frquence fi et retour, une vitesse de balayage ne dpassant pas 1 octave/min. Pendant le balayage lamplitude sinusodale au point de rfrence doit tre maintenue constante (voir paragraphe 4. I) tandis que lon mesure ia tension alternative dattaque de lamplificateur de puissan

30、ce. La tension mesure est, en fonction de ia frquence, approximativement linverse de la rponse en frquence. Pour tenir compte des limitations de dplacement de la machine vibrante, lamplitude de lacclration sinusodale peut tre rduite vers les basses frquences; il faut prendre ceci en considration lor

31、s du calcul de la rponse en frquence. On mesurera lacclration tous les points de contrle. Les mesures en transverse sont faire comme indiqu au paragraphe 5.3. Lutilisation dgaliseurs dexcitateur (appareil utilis pour corriger la rponse vide du vibrateur), de filtres passe-bas (pour couper au-dessus

32、de fi), de filtres passe-haut (pour couper au-dessous de fi) et dautres systmes large bande est autorise pour mesurer la rponse en frquence. Les galiseurs bande troite, tels que filtres de pointe et de creux, ne doivent pas tre insrs pendant cette mesure. Le rapport des amplitudes de pointe et de cr

33、eux AJA, (voir figure 1, page 13) est dfini comme le rapport entre les valeurs maximale et minimale de la rponse en frquence. On peut mesurer cette quantit sans frquencemtre prcis. Le rapport des frquences de pointe et de creux (B,) (voir figure 2, page 13) est dfini partir de lquation ci-dessous o

34、f, est la frquence de la pointe et f, celle du creux. On ne peut faire cette mesure quavec un frquencemtre prcis : Dans les mthodes de validation de la D.S.A. dcrites dans les annexes A et B, il est fait mention des plus svres paires de pointes et de creux. Si lon doit utiliser le rapport des frquen

35、ces de pointe et de creux, il faut mesurer les quantits Ap/An et Bpn pour plusieurs paires (quatre dans le cas de la figure 2) et estimer les erreurs danalyse et londulation rsiduelle pour chaque paire, afin de trouver celle qui est la plus dfavorable. a m O AFNL NF C20-736 87 LOL2372 0024772 bT9 W

36、7- NF C 20-736 4.3 Excution de la recherche de rsonances Si la spcification particulire prescrit des recherches de rsonances, la recherche initiale de rso- nances peut, jusqu? un certain point, tre faite en mme temps que la mesure de la rponse en frquence. On excute alors en rgime sinusodal un bala

37、yage complet (aller et retour) de la gamme de frquence. Pendant les recherches, on examinera le spcimen pour dterminer les frquences auxquelles : - un mauvais fonctionnement ou une altration des proprits du spcimen se produisent du - des rsonances mcaniques apparaissent. Le balayage peut tre interro

38、mpu pour examiner plus soigneusement les effets et dterminer exactement les frquences. Pendant la recherche initiale de rsonances, tous les niveaux et frquences auxquels ces effets apparaissent doivent tre nots en vue de les comparer ceux qui seront trouvs lors de la recherche finale de rsonances. L

39、a spcification particulire doit prciser l?action entreprendre s?il apparat un changement quelconque de la frquence de rsonance. S?il y a lieu, on fera fonctionner le spcimen pendant la recherche de rsonances. S?il n?est pas possible d?valuer le comportement mcanique du spcimen sous l?effet des vibra

40、tions parce qu?il est en fonctionnement, on fera un essai supplmentaire de recherche de rsonances, le spcimen n?tant pas mis en fonctionnement. Les dispositions prises pour dtecter l?effet produit sur les parties internes du spcimen ne doivent pas modifier de manire apprciable son comportement dynam

41、ique global. II peut tre ncessaire de prvoir en fin d?preuve un certain temps pour permettre au spcimen de se retrouver dans les mmes conditions qu?au dbut de la recherche initiale de rsonances, par exemple en ce qui concerne la temprature. fait des vibrations; 5. 5. Mouverneitt .foridaramentcil Exi

42、gences sur le mouvement vibratoire Le mouvement fondamental aux points de fixation du spcimen doit tre rectiligne et de nature stochastique, avec distribution normale (gaussienne) des valeurs instantanes de l?acclration. Les points de fixation doivent, en outre, avoir des mouvements sensiblement ide

43、ntiques. 5.2 Distribution La distribution des valeurs instantanes d?acclration au point de rfrence doit tre normale l?intrieur de la bande de tolrance donne la figure 3, page 14. Si l?on utilise un point fictif, la distribution s?applique un point de contrle. Nore. - Pour ia plupart des quipements d

44、essai en vibrations alatoires, la distribution tombe A l?intrieur de la bande de tolrance; en consquence, la validation n?a besoin d?tre faite que dans des circonstances exceptionnelles. Nanmoins il est recommand que, chaque fois que possible, la forme d?onde de l?acclration soit examine visuelleme

45、nt pour s?assurer de la prsence de pointes d?au moins 2,5 fois la valeur efficace du signal. 5.3 Spectre de D.S.A. et acclration eficace totale Le niveau de D.S.A. et la gamme de frquence sont donns dans la spcification particu- lire. Le spectre de D.S.A. doit tre comme indiqu la figure 4, page 15.

46、Ces quantits dterminent ensemble la valeur nominale efficace totale de l?acclration. On peut trouver cette valeur dans les tableaux IIIa) et 1116). Les tolrances sur la valeur vraie de la D.S.A. et sur l?acclration efficace totale sont donnes dans le tableau II. Comme on peut le voir dans ce tableau

47、 les tolrances sur l?acclration efficace totale sont beaucoup plus serres que sur la D.S.A. Les mesures d?acclration pour validation du mouvement doivent seulement tre faites dans la direction dsire, au point de rfrence (voir paragraphe 3.4.3). _ AFNL NF C2043b 87 I LO12372 0024773 535 -8- TABLEAU Il NF C 20-736 5.4 5.5 6. Tolrances en d sur lacclration efficace totale vraie la D.S.A. vraie (de fi fi) Lacclration efficace dans la bande f2-10f2 (ou 10 kHz si cette valeur est plus petite) ne doit pas dpasser 70% (-3 dB) de lacclration efficace totale requise dans la gamme