1、ICS 29280S 35 镭雪中华人民共和国国家标准GBT 21563-20081EC 61373：1999轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验Railway applications-Rolling stock equipment-Shock and vibration tests2008-03-24发布(IEC 61373：1999，IDT)2008-1 101实施宰瞀鬻鬻瓣訾糌瞥翼发布中国国家标准化管理委员会促19昌 次GBT 21563-2008IEC 61373：1999前言皿gI言r-r-1范围l2规范性引用文件23术语和定义24总-一25试验次序26试验机构需要韵其他信息37试验
2、前的测量和准备”58功能随机振动试验条件-59提高随机振动量级的模拟长寿命试验e10冲击试验条件611运输和装卸71z最终测量713验收标准-814试验报告-815试验证书816试品的处置一8附录A(资料性附录)关于运行测量、测量位置、记录运行数据的方法、运行数据的汇总以及从所得运行数据推出随机试验量级的方法的解释15附录B(资料性辫录)扶随机振动试验数据导出设计量级的指南-20附录c(资料性附录)识别设备在轨道机车车辆上的位置示意图及其试验类别图24附录D(资料性附录)试验证书的示例25刖 舌GBT 21563-20081EC 61373：1999本标准等同采用IEC 61373：1999轨
3、道交通机车车辆设备冲击和振动试验(英文版)。本标准等同翻译IEC 61373：1999。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：“本国际标准”一词改为“本标准”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删除国际标准的前言。本标准的附录A、附录B、附录c、附录D为资料性附录。本标准由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：株洲南车时代电气股份有限公司、南车四方机车车辆股份有限公司。本标准主要起草人：毛远琪、言武、何丹炉。GBT 2|1563-2008IEC 61373：1999引 言本标准包括了安装在轨道机车车辆上的机械、气动、电气和电子设备或部件(以下均简称为设备)的随
4、机振动和冲击试验要求。随机振动是验证设备的唯一方法。本标准中的试验主要用于验证被试设备在轨道机车车辆正常环境条件下承受振动的能力。为了使之具有代表性，本标准采用了全世界各个机构提供的现场实测数据。本标准不适用于特殊应用场合下因自感应产生的振动。在执行和解释本标准时，需要有工程技术方面的判断能力和经验。本标准用于设计和论证、但也并不排除采用其他方式(如正弦振动)来保证机械和工作上的置信度满足预期要求。为便于按本标准进行产品设计，在附录B中列出了指南，可供与采用的其他设计方法进行比较。对被试品的试验量级仅取决于它在车上的位置(即车轴、转向架或车体安装)。值得注意的是，为了获得随机振动时与产品性能有
5、关的设计信息，试验可在样机上进行。但是为了验证设备，则应从正常产品中抽取样品进行试验。1范围GBT 21563-2008IEC 61373：1999轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验本标准规定了对要安装在轨道机车车辆上的设备进行随机振动和冲击试验的要求。由于轨道运行环境的影响，车上的设备将承受振动和冲击。为了保证设备的质量，应模拟设备使用环境条件对其进行一段时间的试验。可采用一系列方法进行模拟长寿命试验，这些方法都各有其优缺点，最常用的方法有：a) 幅值增强法：增强幅值，缩减时间；b)时基压缩法：保留实际幅值而缩短时间；c) 幅值截取法：去除幅值较小(低于规定值)的时间段。本标准采用上述a)所
6、述的幅值增强法，与第2章中的引用文件一起，规定了用于轨道机车车辆上的设备进行振动试验时的默认试验步骤。但是，制造商和用户也可根据事先达成的协议采用其他一些标准，在这种情况下，可不按本标准进行验证。若能获得现场信息，则可采用附录A的方法获取现场信息与本标准进行比较。本标准主要用于固定式轨道系统上的机车车辆，也可用于其他场合。对于采用充气轮胎或诸如无轨电车之类的其他运输系统，由于冲击振动水平明显不同于固定式轨道系统，供货商和用户可在招标时就试验量级达成协议。建议按附录A中的指南来决定频谱和冲击时间及幅值。对于未按本标准的量级进行试验的项目，不得按本标准要求发放证书。无轨电车就是其中一例，其车体安装
7、的设备可按本标准的1类设备进行试验。本标准适用于单方向试验。多方向试验超出了本标准的范围。本标准仅根据设备在车上的位置将试验等级分为三类。1类车体安装A级车体上(或下部)直接安装的柜体、组件、设备和部件。B级车体上(或下部)直接安装的箱体内部的组件、设备和部件。注：当设备安装位置不明时，应采用B级。2类转向架安装安装在轨道机车车辆转向架上的柜体、组件、设备和部件。3类车轴安装安装在轨道机车车辆轮对装置上的组件、设备和部件或总成。注：对于安装在只有一系悬挂的机车车辆(如棚车和敞车)上的设备，除非招标时另有协议，否则，车轴安装的设备应按3类进行试验，所有其他设备按2类试验。试验费用取决于被试项目的
8、重量、形状和复杂程度，所以在招标时供货商可提出符合本标准要求的、更为经济有效的方法。采用商定的替代方法后，供货商有责任向用户或其代表证明其替代方法符合本标准的要求。一旦采用替代方法，则不得按本标准要求发放证书。本标准用于评估安装在机车车辆主结构上的设备，不适用于对组成主结构的设备本身进行试验。在很多情况下，用户可能提出要做一些附加或特殊的试验，如：a)安装或连结在已知的可能产生固定频率振动的振源上的设备。GBT 21563-2008IEC 61373：1999b)对牵引电动机、受电弓、受电靴及设计用于传递力和(或)力矩的悬挂部件和机械零件等设备，可能要按它们的特殊要求进行试验以确定它们能应用于
9、轨道机车车辆上。在这些情况下，所有需要进行的试验都应在招标时一一协定。c)在用户指定的特殊环境下使用的设备。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 242351995电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击(idt IEC 60068227：1987)GBT 242343 1995 电工电子产品环境试验第二部分：试验方法元件、设备和其他产
10、品在冲击(Ea)、碰撞(Eb)、振动(Fc和Fb)和稳态加速度(Ca)等动力学试验中的安装要求和导则(idt IEC 60068247：1987)IEC 60068264：1993环境试验第2部分：试验方法试验Fh：振动、宽带随机振动(数控)及其指南3术语和定义IEC 60068264：1993确立的术语和定义适用于本标准。4总则本标准目的在于揭示产品潜在的缺陷(或错误)。在轨道机车车辆上已知的振动和冲击环境下工作时，这些缺陷或错误可能导致故障。本标准试验不能替代全寿命试验，然而，本试验条件足以在合理的置信度上证明设备在现场使用时具有规定的寿命。试验之后，只要不产生机械损坏或性能降低，就可以认
11、为符合本标准。本标准中的试验量级是参照附录A中的方法，从环境试验数据推导出来的。这些数据由负责收集现场环境振动量级的机构提供。根据本标准，应进行以下试验：功能随机振动试验量级：施加的最小试验量级，用于证明在轨道机车车辆上可能的环境条件下使用时，被试设备能正常工作。在试验进行之前，制造商和最终用户应就功能正常发挥的程度达成协议(见632)。功能试验的要求见第8章。功能试验不适用于在模拟的使用条件下进行全面的性能评估。模拟长寿命试验量级：该试验的目的是证实在增强的环境条件下，设备的机械结构的完好性。在此条件下不必检查设备的功能。模拟长寿命试验的要求见第9章。冲击试验：冲击试验的目的是模拟使用过程中
12、的偶然情况。在此试验过程中不必检查设备的功能，然而，有必要证明工作状态未曾改变，也没有产生机械位移或损坏。这些情况应该在最后的试验报告中清楚地说明。冲击试验的要求见第10章。5试验次序可以按以下次序进行试验：首先做增强随机振动量级的垂向、横向和纵向模拟长寿命试验；其次做垂向、横向和纵向冲击试验；2GBT 21563-2008IEC 61373：1999然后(仅当指明或协定时)做运输和装卸试验；最后做垂向、横向和纵向功能随机试验。注：运输和装卸试验不是本标准所要求的，因此不包括在本标准中。试验次序可以改动，以避免重复。改动后的试验次序应记录在试验报告中。在模拟长寿命试验之前和之后，应按633进行
13、性能试验，并将时间传递函数进行比较，以检查在模拟长寿命试验之后是否发生变化。试验大纲中应指明振动的位置和方向，并记录在试验报告中。6试验机构需要的其他信息注1：一般信息见IEC 60068264：1993。注2：部件安装的一般情况参见GBT 2423431995。61 被试设备的安装和定位应按实际要求(包括弹性安装)，直接或通过夹具将被试设备安装在试验装置上。由于安装方式对结果有较大的影响，试验报告中应详细记录实际安装方式。除非另有协议，应按设备的正常工作方位进行试验，试验时不能采取特殊防护措施来消除电磁干扰、发热或其他因素对被试设备的使用和性能产生的影响。夹具在试验的频率范围内应尽可能不产生
14、共振，无法避免时，应分析试验时共振对被试设备性能的影响，并在试验报告中予以说明。62基准点和控制点应在基准点、有时是控制点(相对于设备的固定点而言)进行测量，以确定是否满足试验要求。在设备的很多小零部件安装在同一个夹具的情况下，试验时如果安装夹具的最低谐振频率高于试验频率的上限，则选取夹具和振动台的固定点作为基准点和(或)控制点，而不选取试验样品和夹具的固定点作为基准点和(或)控制点。621固定点固定点是被试设备与夹具或振动试验台面相接触的那一部分，是实际使用时用于固定被试设备的点。如果设备上的安装机构本身作为夹具，则应将安装机构而不是被试设备作为固定点。622控制点控制点一般来说就是固定点，
15、它应尽可能靠近固定点，并且一定要与固定点刚性连接。只有或少于四个固定点时，每个点都用作是控制点。这些点的振动不应低于规定下限。试验报告中应详细说明所有的控制点。如果设备的零部件较少、重量较轻、机械结构不太复杂而不必采用多个控制点时，应在试验报告中说明控制点的数目和位置。623基准点基准点是为证实试验要求是否满足而选取的一个点，用来测量基准信号。基准点能代表被试设备的运动情况，它可以是控制点或者是对各控制点信号进行手工或自动处理得出的虚拟点。对于采用虚拟点进行计算的随机振动，其基准信号的频率谱规定为所有控制点信号的加速度谱密度值(ASD)在每一频率上的算术平均值。此时，基准信号的总方均根值等于各
16、控制点信号方均根值的方均根。基准点总的方均根值：圣至蔓堕兰型V nc式中：n。是控制点的数目。试验报告应对采用点的情况及选用的原因进行说明。对于大型、复杂设备，建议采用虚拟点。注：确认总的方均根加速度时，允许采用扫描技术对控制点信号进行自动处理构威虚拟点，但未罄正分析仪器的带宽、采样时间等误差时，不能用于确认ASD的量级。3GBT 21563-2008IEC 61373：1999624响应点(测量点)响应点是被试设备上的指定位置，用于试验时采集数据以检查被试设备的振动响应特性。响应点的选取确定工作在进行本标准的试验之前就已经完成(见第7章)。63试验中的机械状态和功能试验631机械状态被试设备
17、安装在机车车辆上以后，如果长时间保持的机械状态不止一种，那么要选取两种机械状态进行试验，其中至少要选取一种最恶劣的状态(如接触器紧固力最小的机械状态)。当状态多于一种时，对于选取的每种状态，被试设备做振动和冲击试验的时间应一样长，试验量级分别在第8章、第9章和第10章中规定。632功能试验如有必要，制造商应在试验进行之前拟出功能试验大纲并与用户达成协议。功能试验应在振动试验时按本标准第8章的量级进行。功能试验是为了验证设备工作能力，只用于表明被试设备在实际使用时能正常工作，不应与性能试验混淆。注1：冲击试验时不做功能试验，除非制造商和用户之间事先达成了协议。注2：如果功能试验有所更改，应该在试
18、验报告中详细说明。633性能试验在试验之前以及所有试验完成之后，应进行性能测试。制造商应给出性能测试大纲，其中应有允许的误差极限。64随机振动试验的可再现性随机振动信号在时域内是不可重复的，在同样长的时间里，随机信号发生器不可能产生两个完全相同的样本。尽管如此，还是可以说明两个随机信号的相似性，并在它们的特性曲线上给出其容差范围，因此有必要对随机信号给出定义，便于以后能按相似的振动条件由其他试验机构或在其他试品上再次进行试验。应注意，以下的公差中包括仪器误差，但不包括其他误差如随机(统计)误差和系统(固有)误差。测量在控制点或基准点进行。641加速度谱密度(ASD)ASD容差应小于规定的ASD
19、量级的3 dB(范围从ASD到2ASD)，见相应的图1图4。起止斜率不得小于图1图4中的数值。642方均根值(rms)在给定的频率范围内，基准点的加速度方均根值应在图1图4中的规定值土10以内。注：频率较低时，根难达到土3 dB，在这种情况下，只需将试验值记录在试验报告中。643概率密度函数(PDF)除非另有说明，对于每个响应点，所测加速度的时间序列PDF应呈近似的高斯分布，且波峰因数(即峰值与r131s值之比)至少为25。注：图5给出了累积PDF的容差范围。644持续时间每个轴向上进行上述随机振动的总时间不应少于规定值(见82和92)。65测量容差振动容差应符合IEC 60068264：19
20、93中43的规定。66恢复试验前和试验后的测量应在同样的条件(如温度)下进行。如有必要，试验之后应间隔一段时间再进行测量，以确保被试设备达到试验前测量时相同的条件。47试验前的测量和准备GBT 21563-2008IEC 61373：1999试验之前，应接633进行性能测试，如果此类测试超出了试验机构的实际能力范围，则应由制造商进行，并提供书面证明，即证明在按本标准进行振动和冲击试验之前，被试设备符合性能试验要求。制造商有责任确定响应点的位置，并在试验报告中清楚指明。传递函数应接制造商给出的基准点和响应点上获取的随机信号来计算。为了进行检查或安装仪器而取下的盖板，在试验中应复原。对于2、3类设
21、备和1类设备，应分别在第8章和第9章的试验条件下取得传递函数。测量的相干系数至少要达到09，如果不可能达到，则最少要取120个不重叠频谱的平均值(或240个统计自由度的线性平均值)。8功能随机振动试验条件81 试验严酷等级和频率范围应按表1给出的相关rms值和频率范围对设备进行试验。在设备的实际取向不明确或未知的情况下，应在三个方向上按垂直方向的rms值进行试验。表1 功能随机振动试验的严酷等级和频率范围类别 取向 rms(ms2) 频率范围1类 垂向 075见图1A级横向 037车体安装 纵向 0501类 垂向 100见图2B级横向 o45车体安装 纵向 0702类垂向 54横向 47见图3
22、转向架安装纵向 253类垂向 38见图4横向 34车轴安装纵向 17注：这些试验数据是附录A中的典型使用数据，这是试验时施加在被试设备上的最小试验量级。有实际的测量数据时，可以按附录A中的方法增强其功能振动试验条件。这些引用的数值是试验时施加在被试设备上的最小试验量级。82功能振动试验的持续时间功能振动试验的持续时间应足够长，以保证完成所有规定的功能试验。注1：本试验是为了证实被试设备不受所施加的、代表实际使用情况的试验量级的影响。注2：试验时间通常都不少于10 rain。5GBT 21563-2008IEC 61373：199983试验中的功能试验在功能随机振动试验中，应进行与用户商定的功能
23、试验(见632)。9提高随机振动量级的模拟长寿命试验91 试验严酷等级和频率范围在设备的实际取向不明确或未知的情况下，应按表2中垂向的试验量级在三个方向上进行试验。裹2模拟长寿命试验严酷等级和频率范围试验5 h类别 取向 频率范围rms(mS2)1类 垂向 590 见图1A级 横向 290车体安装 纵向 3901类 垂向 790见图2B级横向 350车体安装 纵向 5502类 垂向425见图3横向 370转向架安装 纵向20o3类 垂向300横向 270 见图4车轴安装 纵向13592加速振动试验的持续对间各类设备都应经受总共15 h的试验，一般应在三个互相垂直的方向分别做5 h。如果在此期间
24、设备出现过热(如橡胶件的振动等)，可以将试验暂停一段时间，使设备恢复正常，然而，应保证该方向试验时间达到5 h。试验暂停情况应记录在试验报告中。注1：本试验过程中不必让设备工作。注2：如果事先达成了协议，可以减少振动的幅值，但试验时间应按附录A中的方法相应延长。这种方法建议尽量不用，而且只限于3类车轴安装的设备。由于采用该方法超出了本标准的要求，因此不应按本标准发放证书。10冲击试验条件101脉冲波形和容差对被试设备，按GBT 24235 1995施加一系列持续时间为D、峰值为A的单个半正弦脉冲(D和A的值见图6)。横向运动不应超过GBT 242351995规定方向的标称脉冲峰值加速度的30。
25、图6给出了脉冲波形和容差范围。102速度变化量实际的速度变化量不应超过图6所示标称脉冲相应值的士15。6GBT 21563-2008IEC 61373：1999当速度变化量取决于图中实际脉冲的积分时，应按图6的积分时间计算。103安装被试设备应按61的要求连接到试验装置上。104脉冲重复频率为了使被试设备从共振效应中恢复，两次冲击之间应相隔足够长的时间。105试验严酷等级、脉冲波形和方向数值见表3。表3试验严酷等级、脉冲波形和方向类别 取向 峰值加速度A(ms2) 标称持续时间Dms1类 垂向 30 30A缓和B级 横向 30 30车体安装 纵向 50 302类 全部300 18转向架安装3类
26、 全部1 000 6车轴安装注：脉冲渡形详见图6。106冲击次数按GBT 242351995的规定，应对被试设备施加18次冲击(在三个正交平面的每个平面上的正向和反向各三次)。试验应对631中的每种机械状态都重复进行。107试验过程中的功能试验试验过程中，设备不必工作。然而某些设备应保持功能的完整性，而且，除非在相关产品标准中另有规定，应按制造商或用户在试验大纲中的要求进行验证。11运输和装卸用户专门提出的运输和装卸试验应符合GBT 242351995的规定。12最终测量试验完成之后，应按633对设备进行性能测试。由于测试类型的原因，此类测试可能超出了试验机构的能力范围，在这种情况下，应由制造
27、商进行，并提供书面证明，即证明在按本标准进行振动和冲击试验之后，被试设备符合性能测试要求。传递函数应按制造商给出的基准点和响应点上获取的随机信号来计算。为了进行检查或安装仪器而取下的盖板，在试验中应该复原。对于2、3类设备和1类设备，应分别在第8章和第9章的试验条件下取得传递函数。测量的相干系数至少应达到09，如果不可能达到，则最少要取120个不重叠频谱的平均值(或240个统计自由度的线性平均值)。传递函数或其他测量数据发生变化时，应进行分析并在试验报告中说明。GBT 21563-2008IEC 61373：199913验收标准所有试验完成之后，如果达到了以下要求，则可认为通过了该试验：a)6
28、33的性能在规定范围以内；b)632的功能在规定范围以内；c)外观和机械结构没有发生变化。14试验报告在试验、最终测量和功能检查全部或部分完成之后，试验机构应向用户提供一份完整的试验报告。报告中应说明试验过程、设备所受的影响以及：a)试验过程中发生的变化，并标明系列号或标识号；b)有必要时，应能够提供所使用的仪器和试验步骤的详细记录，可以但并不是必须将其列入试验报告中；c)试验报告中应按61的规定记录安装方法；d)采用的试验方法和次序，报告中应有图示说明所有的控制点和测量点的位置；e)所进行的功能试验以及试验前、后测得的数据；f)控制点、基准点的试验数据和按预期要求、验收标准得出的观察结果。报
29、告中应包括按图1图6格式的所有控制点的图示；报告中还应有容差范围，以证明该试验在本标准容差范围之内；g)应提供振动试验的功能测试数据和(或)冲击试验的功能验证结果。注：试验报告中可以记录所进行的，超出本标准范围的特殊试验。15试验证书试验证书应该包含以下信息：关于被试设备的说明；制造商名称I设备型号和出厂更改情况；设备的系列号；试验报告编号；报告日期；产品试验大纲。该证书应该由试验机构和制造商授权的代表签署。注：作为示例，附录D列出了一个常见的试验证书。16试品的处置对于满足试验要求和验收标准的设备，可以按制造商和最终用户之间协定的标准进行修整并投入使用。为了更好地跟踪了解有关信息，对于按本标
30、准进行过试验的所有设备，制造商有责任给出明确的标志。ASDECms2)2Iz(对数坐标)GBT 21563-2008IEC 61373：1999， 5 频率Hz(对教坐标)当质量1 250 kg时： ，l=2 Hz ，2=60 Hz垂向 横向 纵向ASD量级(ms2)2Hz o016 4 o0041 0007 3功能试验 rms值l(mls2)075 037 050(5 Hz150 Hz)ASD量级(rns2)2Hz 1034 0250 0452长寿命试验 rms值(ms2)59 29 39(5 Hz150 Hz)注1：对于试验频率低于5 Hz的设备，其rms值应该高于上述值。注2：对于试验频
31、率低于150Hz的设备，其rms值应该低于上述值。注3：如果，2以上的频率存在，则应该包括在内，通过延长一6 dB倍频程衰减线与要求的最大频率相交可以得到其幅值。这种情况下，rms值将增加。图1 1类A级车体安装ASD频谱9GBT 21563-2008IEC 61373：199910ASD(ms2)2Hz(对敷坐标) 5 20 频丰Hz(对数坐标)当质量1 250 kg时： =2 Hz 一60 Hz垂向 横向 纵向ASD量级E(ms2)2Hz 0029 8 0006 0 0014 4功能试验 rms值(ms2)100 045 070(5 Hz150 Hz)ASD量级l(ms|2)2Hz 185
32、7 0366 O901长寿命试验rIIL s值(ms2)79 35 55(5 Hz150 Hz)注1：对于试验频率低于5 Hz的设备，其LIT-5值应该高于上述值。注2：对于试验频率低于150 Hz的设备，其rms值应该低于上述值。注3：如果，2以上的频率存在，则应该包括在内，通过延长一6 aB倍频程衰减线与要求的最大频率相交可以得到其幅值。这种情况下，-rfls值将增加。图2 1类B级车体安装ASD频谱ASD(mls2)2回(对数坐标)GBT 21563-2008IEC 61373：1999Z 10当质量250 kg时： ，l一2 Hz100，2=250 Hz，2=(250质量)100 Hz
33、，2一100Hz频率iz(对敦坐标)垂向 横向 纵向ASD量级(ms2)2Hz 0190 0144 0041 4功能试验rrru s值(ms2)54 47 25(5 Hz250 Hz)ASD量级(ms2)2Hz 1183 896 262长寿命试验 rms值(ms2)425 370 2000(5 H250 H)注1：对于试验频率低于5 Hz的设备，其r吐s值应该高于上述值。注2：对于试验频率低于250 Hz的设备，其rms值应该低于上述值。注3：如果以上的频率存在，则应该包括在内，通过延长一6 dB倍频程衰减线与要求的最大频率相交可以得到其幅值。这种情况下，rIns值将增加。图3 2类转向架安装
34、ASD频谱11GBT 21563-2008IEC 61373：199912ASD【(m一)2Hz(对敷坐标)当质量125 kg时：10 20，2500 Hz一(125质量)200 Hz，z=200 Hz频率Hz(对数坐标)垂向 横向 纵向ASD量级E(ms2)2Hz 874 70 1751功能试验 rms值(ms2)38 34 17(10 Hz500 Hz)ASD量级(ms2)2Hz 5452 4412 1103长寿命试验 rms值(ms2)300 270 135(10 H2500 Hz)注1：对于试验频率低于500Hz的设备，其rms值应该低于上述值。注2：如果以上的频率存在，则应该包括在内
35、，通过延长一6 dB倍频程衰减线与要求的最大频率相交可以得到其幅值。这种情况下，L孔s值将增加。图4 3类车轴安装ASD频谱誊甜謇鞋瞎999900lGBT 21563-2008IEC 61373：1999习 钐 纱0 ?矿彳 F i 多彳彳 杉J 杉乃 f 6 。彳 7 f。 4 f ，夕 7，J彳i 7， 少彳 夕。 r坳 夕乡 彳 7 一4 s 一3 s 一2 s 0幅值图5累积PDF容差范围2 s 3 s13盼帅加柏舯GBT 21563-2008IEC 61373：199902400214峰值加速度 标称持续时间类别 取向A(ms2) Dms1类 垂向 30 30A级和B级 横向 30
36、30车体安装 纵向 50 30182类全部 300转向架安装3类 全部1 000 6车轴安装往：某些特殊用途的1类设备可艏需要额外增加峰值加速度为30 ms2和脉冲宽度为100 Ills的冲击试验。在这种情况下，应在试验之前就这些要求的试验量缀取得一致意见。图6冲击试验容差范围一半正弦脉冲GBT 21563-200811EC 61373：1999附录A(资料性附录)关于运行测量、测量位置、记录运行数据的方法、运行数据的汇总以及从所得运行数据推出随机试验量级的方法的解释轨道机车车辆的冲击和振动与车辆速度、轨道条件及其他环境因素有关。为评估轨道机车车辆上安装的设备能否满意地无故障工作一定年限，需要
37、有设计试验规范。为建立实用的试验规范，必须获得所测的运行数据，并根据这些数据，得到试验量级。为此使用下面的数据和方法：对三种安装类别：车轴、转向架及车体，采用的标准测量位置(见A1)；用问卷向轨道交通工作人员及设备制造人员采得的运行数据(见A2)；所得运行数据的汇总(见A3)；从所得运行数据推出随机试验量级采用的方法(见A4)；采用A4的方法从运行数据得到的试验量级(见A5)。注：当运行数据是从实际轨道机车车辆线路上得到时，试验量级可用A4中所示的方法计算得到。A1对三种安装类别：车轴、转向架及车体采用的标准测量位置(图A1)。A：垂向、横向和纵向坐标轴示意图中的车轴测量位置F：垂向、横向和纵
38、向坐标轴示意图中的转向架(构架)测量位置B：垂向、横向和纵向坐标轴示意图中的车体测量位置图A1 车轴、转向架(构架)及车体采用的标准测量位置A2用问卷向轨道交通工作人员及设备制造人员采得的运行数据。应对每个测量位置填写表A1。表A1 试验参数条件的环境数据采集问卷表测量位置测量方向试验参数条件(问题) 注释(回答)总则1测量振动级男的理由2轨道交通系统的位置3被测车辆的类型4特定试验或正常运行5车辆速度15GBT 21563-2008IEC 61373：1999表A1(续)测量位置测量方向试验参数条件(问题) 注释(回答)主要条件6气候条件温度()、相对湿度(RH)、雨、雪7被测车辆的轴重8钢
39、轨型号(UIC分级)9轨道基础(轨枕、道碴)10钢轨接合类型(焊接、接缝)附加条件11车轮条件、断面、圆锥度lz轨道条件(垂向rr1s振幅)13用于测量的轨道长度14弯曲半径和数量15过道叉数和位置16其他专有事件(桥梁、隧道)17列车配置和总重量18牵引力(仅动车)记录19记录仪类型(FM、DR、PCM、DAT)20频率范围(下限及上限)21振幅范围(最大和最小)时域分析22时域分析的带宽23采样频率24采样的总次数或所有记录的总时间25最大加速度(m酽，正)26最小加速度(ms2，负)27方均根值28振幅分辨率29基于谱密度函数的rms值(ms2)频谱分析(对车体、转向架和车轴推荐带宽都为
40、500 Hz)30频谱分析带宽抗混滤波器的截止频率31相应时问记录的采样频率32频率的分辨率(，)或频率线敷33数据采集时的采样次数(信息组长度)34低频极限35采集分析时的时间窗的类型及记录长度36平均次数(时间记录)37采样的重叠(oot1)和总次数38 ADC分辨率(动态范围)39仪器固有的噪声级别40基于PSD的总rIn5值(ms2)需要的图片41用于频域分析的功率谱密度42用于时域分析的概率密度分布16A3所得运行数据的汇总。见表A2。GBT 21563-2008IEC 61373：1999表A2从问卷得到的rmS加速度量级的汇总最大运行量级rms 平均运行量级rms类男 标准偏差
41、该值的次数(ms2)(ms2)1类车体垂向 1_24 o49 o26 19车体横向 o43 o29 o08 15车体纵向 o82 o30 o20 82类转向架垂向 7o 31 23 14转向架横向 7o 30 17 10转向架纵向 4i 12 13 93类车轴垂向 43 24 14 19车轴横向 39 20 14 17车轴纵向 20 11 6 9注：采用A4中所示的方法得到A5中的试验量级。A4从所得运行数据推导出随机试验量级采用的方法。为缩短试验时间，本标准选择增加振幅的方法，为进行模拟长寿命随机振动试验，假定损坏正比于应力的m次方乘以循环次数。损坏矿Nf式中：Nf循环次数；d应力量级；m指
42、数(典型值为39)。这个关系与加速度量级有关、并且与运行寿命和试验寿命有相同常数的假设有关，于是：T。A?一TtA?式中：T。运行寿命时间；t试验时间；A。运行加速度；A。试验加速度。将上面等式转换成加速度的比例关系，得到：设加速度比例系数一时间因子，则得到：A。A。时间因子一(芋)“GBT 21563-2008IEC 61373：1999因而，当Ts一25正常寿命=25年寿命300天年10 h天25一18 750 h运行时间T。一5 h试验时间m一4(金属时的典型取值)则有：加速度比例系数一(塑詈塑)1“一783为了本规范进行了环境的调查，所得数据已按rms量级和不同类别的标准偏差等级编辑汇
43、总，见表A2。1类B级FRTLAS+2STD所有其他类别FRTLAS+STDsLLRTLFRTL加速度比例系数(见表A3所计算的试验值)As平均运行量级；sTn一标准偏差；RTL随机试验量级；FRTL功能随机试验量级；sLLRTL模拟长寿命随机试验量级。A5采用A4中的方法，从运行数据得到的试验量级。见表A3所示。袭A3采用A4中的方法从运行数据得到的试验量级rms加速度量级(ms2)类别 功能随机试验量级(FRTL) 模拟长寿命随机试验量级(SLLRTL)A级 B级 A级 B级1类车体垂向 075 100 59 79车体横向 037 045 29 35车体纵向 O50 070 39 552类
44、转向架垂向 54 425转向架横向 47 370转向架纵向 25 2003类车轴垂向 38 300车轴横向 34 270车轴纵向 17 135示例：采用A4中的方法计算试验量级车体垂向AS=049(从表A2)STD=026FRTLAS+STD=075 A级SLLRTL=FRTL加速度比例系数一590 A级GBT 21563-2008IEC 61373：199919GBT 21563-2008IEC 61373：1999附录B(资料性附录)从随机振动试验数据导出设计量级的指南B1 引言设计过程中，有必要采取措施来防止振动试验或以后正常运行时，设备部件出现故障。本附录提供了计算振动激振幅值的公式供设计计算时使用，还提供了怎样根据本标准选择随机输入值的指南，结尾时示出一工作实例，最后以通用形式给出该基本公式。本附录根据单自由度系统(SDOF)导出了近似计算的公式。因此设计工程师有责任选择临界的振动模式(sDOF系统)来评估设计的机械完善性。本附录描述的计算过程供参考，不作为合同的要求。评估机械强度要求有一定程度的工程判断能力，供货商和采购商都应充分认识到这一点。本附录不排除为设计的需要、用于追加的试验研究，以便适用于特殊的合同或环境要求。B2 目的设备在运行工作时很可能受到振动，因此计算
