1、ICS 19040K 04 a亘中华人民共和国国家标准GBT 242426-20081EC 6006838：2003电工电子产品环境试验第3部分：支持文件和导则振动试验选择Environmental testing for electric and electronic products-Part 3：Supporting documentation and guidance-Selecting amongst vibration tests2008-12-30发布(IEC 6006838：2003，Ed 10，IDT)200910-01实施中华人民共香国国家质量监督检验检疫总局学布中国国家标
2、准化管理委员会厘111前言引言1范围2规范性引用文件-3术语和定义4振动试验方法描述5样品的振动环境6样品实际生命周期动态环境的估计7试验方法的选择8样品的振动响应检查-参考文献目 次GBT 242426-20081EC 6006838：2003V111244792前 言GBT 242426-20081EC 60068-3-8：2003GBT 2424包含以下部分：GBT 24241 电工电子产品环境试验 高温低温试验导则GBT 24242 电工电子产品环境试验湿热试验导则GBT 24245 电工电子产品环境试验温度试验箱性能确认GBT 24246 电工电子产品环境试验温度湿度试验箱性能确认G
3、BT 24247 电工电子产品环境试验试验A和B(带负载)用温度试验箱的测量GBT 242410 电工电子产品基本环境试验规程 大气腐蚀加速试验的通用导则GBT 2424i3 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法温度变化试验导则GBT 242414 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法太阳辐射试验导则一GBT 242415 电工电子产品环境试验第3部分：温度低气压综合试验导则GBT 242417 电工电子产品环境试验锡焊试验导则GBT 24241 9 电工电子产品环境试验模拟贮存影响的环境试验导则GBT 242422 电工电子产品基本环境试验规程温度(低温、高温)和振动(正弦)综合试验导则
4、GBT 242425 电工电子产品环境试验第3部分：试验导则地震试验方法GBT 242426 电工电子产品环境试验第3部分：支持文件和导则振动试验选择本部分为GBT 2424的第26部分。本部分等同采用IEC 6006838：2003(Edlo)环境试验第3-8部分：支持文件和导则 振动试验选择。为便于使用，本部分做了下列编辑性修改：“IEC 60068 3的本部分”一词改为“GBT 2424的本部分”或“本部分”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删除国际标准的前言；为了与现有GBT 2424其他各部分的名称一致而将本部分改为当前名称；本部分引用的规范性文件中有一部分目前尚未转化为等同
5、采用的国家标准，在引用这些规范性文件时仍以IECISO的编号列出。本部分由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(sAcTc 8)提出并归口。本部分起草单位：上海市质量检验技术研究院、信息产业部电子第五研究所、北京航空航天大学、广州大学、北京中元集团、上海自动化所。本部分主要起草人：卢兆明、纪春阳、吴飒、徐忠根、王沈敏、李传日、张越、史晓雯、周骅、常少莉。本部分为首次发布。GBT 242426-2008IEC 6006838：2003引 言元件、设备和其他电工产品，下文中称样品，在生产、运输或使用中将经受各种不同类型的振动。在GBT 4798中，不IN的振动环境按其振动特性可划分为
6、稳态和瞬态的。在GBT 2423系列标准中，描述了关于稳态振动和瞬态振动的试验方法，而且提供了三个关于振动试验方法的标准，分别是：正弦振动(GBT 242310)试验Fc：振动(正弦)；宽带(数控)随机(GBT 242356)试验Fh：宽带随机振动(数控)和导则；混合模式试验(GBT 242358)试验Fi：振动一混合模式。GBT 242426-20081EC 6006838：2003电工电子产品环境试验第3部分：支持文件和导则振动试验选择1范围GBT 2424的本部分提供了在GBT 2423中试验Fc正弦、试验Fh随机和试验Fi混合模式振动模式等三种稳态的振动试验方法中进行选择的导则。第4章
7、简要描述了这几种不同的稳态振动试验方法和它们的目的。本部分不包括瞬态振动试验方法。在进行振动试验时，应该了解其环境条件，尤其是样品的动力学环境。本部分有助于环境条件信息的收集(见第8章)和动力学环境的估计或测量(见第6章)，并举例演示如何确定最合适的振动试验方法。从振动条件出发，给出了选择合适试验的方法。由于实际的振动环境中，随机特性通常占主导作用，所以随机振动试验应该是最常用的方法。见第7章表1。下述试验方法可以用于试验之前、期间和之后对样品进行振动响应检查。如何选择合适的激励方法见第8章和表2。在本部分中，有关规范的编写者可以找到关于振动试验方法的有关信息和如何选择振动试验方法的导则。对于
8、某一试验方法的试验参数或严酷度等级，应参照有关规范。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 2424的本部分的引用而成为本部分的条款。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，鼓励根据本部分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部分。GBT 2421 1999 电工电子产品环境试验总则(idt tEC 600681：1988)GBT 2422 1995 电工电子产品环境试验：术语和定义(cqv IEC 6006852：1990)GBT 242310 2008电工电子产品环境试验第2部分：试
9、验方法试验Fc：振动(正弦)(IEC 6006826：1995，IDT)GBT 242356 2006电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动(数控)和导则(IEC 60068264：1993，IDT)GBT 242358 2008电工电子产品环境试验第z 80部分：试验方法试验Fl：振动混合模式(IEC 60068 2 80：2005，IDT)GBT 4798系列 电工电子产品应用环境条件(IEC 60721 3系列，IDT)GBT 14412 2005机械振动与冲击加速度计的机械安装(Iso 5348：1998，IDT)GBT 16499 2008安全出版物的编写及基础
10、安全出版物和多专业共用安全出版物的应用导则(IEC 104导则：1997，NEQ)GBT 2298 1991 振动和冲击 词汇3术语和定义本部分所使用的术语和定义通常在ISO 2041、GBT 24211999、GBT 242310一2008、GBT 242356 2006已有规定。为了便于读者，这里给出了其中一种定义，指出了它的来源，并指出了这些源标准定义的区别。1GBT 242426-2008IEC 6006838=200331动态条件dynamic conditions描述样品振动环境的所有参数。32稳态振动stationary vibration所有与振动有关的参数(统计的和频谱的)不
11、随时间变化的振动类型。33扫频frequency sweep在正弦振动试验期问改变激励频率。注：关于正弦试验进一步的定义，见GBT 242310 2。08。34线性频谱linear spectrum用于表示周期信号的频谱类型，通常由快速傅立叶变换(FFT)计算得到，量纲可为ms2。s或gHz或gS。IES_RPDET 012135加速度谱密度acceleration spectral densityASD用于表示稳态随机信号的频谱类型，通常用离散傅立叶变换(DFT)的平方计算得到，即一个加速度信号在某个中心频率上通过一个窄带滤波器部分的均方值除以单位带宽，当单位带宽趋向于零和平均时间趋向无限长
12、时得到的极限值，有时也称为自功率谱，(ms2)2Hz或g。2Hz。Uso 2041，有修改36自相关 autocorrelation同一信号中的一部分与另外一部分(在给定时间偏移下)相关程度的统计度量。注：自相关函数的傅立叶变换是自功率谱(或ASD)，量纲为比值，取值从一1到+1。37统计自由度statistical degrees of freedomDOF用时间平均方法来估算随机数据的加速度谱密度时，统计自由度取决于频率分辨率和有效平均时间。GBT 2423562006的435，ISO 2041，有修改38危险频率critical frequency下列情况下的频率：出现由于振动引起的样品
13、功能失效和或性能退化；和或出现机械共振和或其他响应效应，如颤振。4振动试验方法描述41总则环境试验用于在实验室内模拟真实振动环境的效应。振动试验是在振动台上采用不同的输入信号激励样品。试验方法按输入信号的特性分类。2GBT 242426-2008IEC 6006838：200342试验方法正弦和随机振动是不同的物理过程，对样品上产生不同的作用。有关规范的编写者应该知道，由于物理过程不同，在正弦和随机振动试验之问没有严格的等效关系。强烈建议不要试图进行正弦振动到随机振动的严酷度等级转换，反之亦然。下面给出了各种振动试验方法的简要描述。421正弦振动试验正弦振动试验(GBT 242310一2008
14、)使用固定或变化的频率和幅值的正弦信号。在每一瞬时仅施加一个频率。试验条件包括频率范围(频带)或固定频率、振幅和试验持续时间。真实环境中正弦振动很少以单一频率的振动形式独立出现。即使在旋转的机械上直接测量加速度时也是这样。如齿轮和轴承，实际存在的公差和间隙，通常导致在频率上有微小的变化。旋转机械的随机特性也会产生某种形式的随机振动。正弦振动可以描述为确定性运动，遵循确定的规律，完全可以从过去的状态来确定未来任意指定时间的状态。在进行正弦扫频试验过程中，该方法通常用来确定出现失效的时刻，因为这个失效很可能是和特定频率密切相关的，而用随机振动试验方法这种相关效果不是很明显。当然，相对于随机试验方法
15、，正弦试验方法通常需要用更长的时间激发出失效，这是因为在每次扫频过程中，在每个共振点上只作用很短的时问。尽管在任一时刻只施加一个频率，如果扫频速率足够慢，确实可以使得样品的特定共振峰达到最大。也可用来发现潜在的破坏性共振点，尤其是在设计和研制试验中。正弦振动试验的另一个用途是在以下频率上的驻留试验：a) 已知的强迫频率；或b)样品的谐振频率。422随机振动试验随机振动试验(GBT 242356 2006)的激励使用一个无规则的随机输人信号，该信号在所有时间内包括规定频率范围(带宽)内的所有频率分量。其瞬间值服从正态(高斯)分布。在频率范围内的分布用加速度谱密度(AsD)曲线表示。随机振动是发生
16、在真实环境中最常见的激励类型。它的未来瞬间值是不能以过去的状态来预知的，只能基于概率进行预测。事实上，这种特性适用于疲劳、交变应力等大多数与随机振动相关的计算中。与正弦试验不同，在持续时间内随机振动始终在激励谐振，尽管达不到最大值。试验室的大部分随机信号含有3倍均方根值，这意味着在试验频率范围内激励的瞬间值可以从零延伸到3倍总均方根值(rms)。对随机激励要考虑的更大的不同是在过零交叉点之间会出现大量的应力交变，既有正向也有或负向。这个性质将影响疲劳累积损伤从而影响发生失效的预期寿命。423混合模式试验混合模式试验(GBT 242358 2008)将正弦和随机信号组合在一起。可以模拟一个以上振
17、动源的环境。依据振动源的形式，试验分别为：一正弦加随机(SoR)；随机加随机(RoR)；正弦加随机加随机(soRoR)。注：本部分不包括随机加冲击(类似炮击试验的瞬态随机振动)。混合模式试验同时具备了正弦和随机试验的优点，可能更接近真实环境。此外，可以更大程度地进行剪裁从而将欠试验或过试验导致的灾难性结果最小化。这种试验方法的主要缺点是增加了理解、规范、控制和验证试验的复杂性。3GBT 242426-2008IEC 600683-8：200343加速试验为了限制试验时间，必须把试验的严酷度等级提高至高于实际的动态条件。通过增加振动的量值，增加样品受到的机械应力来缩短疲劳寿命。通常，加速试验可用
18、于所有上述的试验方法。加速试验在选择加速因子时很大程度上需要工程判断。不同失效模式的加速因子差别很大，同时也依赖于样品自身的结构(如由于松散产生的敲击，非线性)；材料(加工痕迹，焊接，热处理)；载荷和其他一些环境条件。当使用高加速因子时，会产生在样品上一些与实际情况不符的失效方式和失效位置(GBT 24211999)或者是重要的失效方式被遗漏。例如，零部件间由于松动导致的磨损被与实际情况不符的高量级试验抑制。软钢加速因子的示例：对软钢的疲劳失效方式，推荐加速因子不大于2。试验加速度量级atest应该不大于实际量级。“t。的2倍。对于正弦试验，意味着试验幅值apeak应小于实际量级nm，一，“的
19、2倍。加速随机试验激励的均方根值n。，应被限制在实际均方根值n。“-“的2倍以内。正弦：口口。2口P盹k，瑚州ki随机：n皿。2Xn川M。注：对软钢的疲劳失效方式，采用加速因子2，试验时间所减少的倍率介于832间的范围。如果知道样品、失效模式、损坏位置、该位置的应力、材料及其疲劳特性描述(SN曲线)的详细资料，可采用更高的加速因子。参照材料的应力一循环失效曲线，可以通过减少循环次数及提高试验应力量级，选择一个达到失效的实际循环次数。对加速疲劳试验，推荐采用固定频率或谐振频率正弦激励。5样品的振动环境51 总则环境试验是在实验室模拟下列真实振动环境影响的效应，下面给出了评估振动环境的方法。52收
20、集资料，为决定做准备按GBT 20159的规定确定样品寿命周期。按寿命周期的每个情况描述样品的动态条件。识别并描述使用中遇到的振动：评估外部的影响；评估内部的影响(机械振动和样品受激励谐振，问隙和敲击)；评估交互影响。53动态环境的定义根据52中收集的信息，可从表1中选择一个动态环境。如果没有合适的分类，环境条件的分类只能判断(见第6章)。6样品实际生命周期动态环境的估计61 总则如果实际的环境在53和表1找不到适合的分类，振动环境只能用其他方法确定。可以用一些不同的方法获得动态条件的信息：测量实际振动；用经验和工程判断；采用适当的标准，如GBT 4798系列。有必要确定何种形式更能代表实际寿
21、命的环境，例如，用旋翼飞机运输的包装件，应规定使用随机加随机(RoR)而不是正弦加随机(soR)。由以前的相似的工程类推。4GBT 242426-20081EC 6006838：2003因为本部分的目的在于振动试验的选择，所以本章仅着意如何定义振动环境的类型(按正弦，随机或随机与正弦叠加类型)，而不是严酷度等级。推荐的方法是通过测量实际存在的振动，分析测量数据以定义环境的类型。前提条件是这种测量是可行的或测量数据已经存在。注：由于推荐的方法是成本最高的，如果能运用测量数据制定出严酷度等级将有助于节约成本。62动态条件的测量下文给出了为了本部分的目的而进行的振动数据测量和分析过程中主要活动的简要
22、描述。注：更多细节，可查阅IESrRP DET 0121和DIN 30787。621方案为了获得最有用的数据，慎密地制订方案是最重要的。包括下列步骤：选择测量位置(和方向)，应尽量靠近样品的固定点；一一选择传感器的类型和数量(ISO 5348)；一一选择数据采集系统；选择模拟数字转换器(AD)的动态范围和频率范围；定义测量设备的运行条件和测量持续时间；考虑并评估错误数据及其产生的原因。622校准在进行任何测量之前，有必要对测量系统进行校准；也必须检查诸如过大的仪器本底噪音、间歇噪声或电源线引入噪声等引起的误差。此外，所有测量设备都应在校准有效期内。623数据采集实际环境数据应从适当的使用环境中
23、获得，包括气候或其他类似参数，因为这些可以对获得的信息产生影响且有助于解释异常结果。624再校准完成623后，应重新校准或至少进行一次系统检查，以证实测量设备仍保持功能正常，且在校准范围之内。63数据分析631 总则在实际环境中，信号可能是随机的、确定的或兼有两种特性的，谱分析、概率密度和自相关是确认信号主要特征的有用工具。注：这里假定被测的动态信号是稳态的，否则在分析时要进行专门处理来识别和分离信号，这样才能正确地使用上述分析技术。在进行详细分析前，推荐分别在时域和频域上对信号进行目视检查。这将有助于识别以下误差：信号削波；虚假趋势；信号丢失；过大的数字噪声(如选择动态范围过宽的结果)；一一
24、奇异点；一模拟数字(AD)转换器失效。对频谱数据进行目视检查时，可能会发现一些与某种物理现象相关的尖峰。这些峰可能是由周期性的振动源(如旋转机械)引起的，或者代表了结构上某个阻尼很小的共振，对于后一种情况谱峰所代表的是窄带随机信号而不是周期性信号。如前所述，区别这两种信号可以有三个方法，首先是直接用谱分析，其次是概率密度分析，第三是考虑采用自相关分析。632谱分析当分析带宽不同时，周期性和随机性信号的表现也不同。理论上说周期信号谱峰是没有带宽的，在5GBT 242426-2008IEC 6006838：2003谱分析中，该峰值的带宽与分析带宽相同，即峰的宽度将随频率分辨率而变化。当分析带宽远小
25、于窄带分量的带宽时，窄带随机分量的特性与分析带宽无关。用于窄带频谱分析的谱有两种：线性谱和自功率谱(或ASD)。当使用线性谱进行分析时，如果分析带宽减小，窄带随机分量的峰值将减小，而周期性分量的峰值不变。另一方面，当使用自功率谱进行分析，如果降低频率分辨率或增加带宽时，周期性的分量的峰值将增加而随机分量的峰值大致不变。633概率密度分析概率密度函数表示了一个信号的瞬时值取值为z的概率P(z)。对随机信号而言，通常认为是正态分布(高斯分布)。当处理准周期信号时，如果宽带随机信号中的周期分量的频率不固定，如，旋转机械的转速是变化的，或当周期信号的幅度是随机调制的，采用有限带宽的概率密度分析是非常有
26、用的(IES-RPDET0121)。如果谱峰来自于窄带随机信号，经带通滤波信号的概率密度函数将非常接近于高斯形状。单一频率正弦信号的概率密度函数见图1。如果是一个正弦加随机混合的信号，其形状见图2。正弦概率密度函数正弦瞬时量级注：曲线的波动是由信号处理仪器的噪声引起的。图1 单一频率正弦信号的概率密度图2正弦加随机混合信号的概率密度GBT 242426-2008IEC 6006838：2003概率密度函数的形状可以提供在信号中不同分量的类型和量级比的重要信息。这些信息可以帮助从第7章中选取合适的试验方法。634自相关自相关函数是自功率谱(或ASD)的傅立叶逆变换，当要确定是否有正弦或随机信号时
27、是非常有用的。正弦时间信号的自相关函数总是正弦函数，如图3a)所示。用截止频率为B2的理想低通滤波器处理后的有限带宽随机信号，其自相关函数是sin(x)z函数，其零点均在1B的倍数上(见图3b)。如果随机信号经中心频率为，0的带通滤波(窄带随机)，其自相关函数的结果为图3a)和图3b)的乘积，如图3c)所示，它是用sin(x)x函数包络线进行调幅的余弦函数。b)自功率谱 自相关_L上删腓矗 ， IJI|lfl|I|IJ川I|I|l|lJI 82 B2 f叶午田 印图3a)正弦波，频率，0；图3b)有限带宽随机，截止频率B2；图3c)窄带随机，带宽B，中心频率，。图3各种信号的自相关函数(见参考
28、文献)7试验方法的选择71 总则在确定采用适当试验方法时，需要用到下列信息：振动环境的描述(见第5章)；一环境类型的描述(见53)；动态条件的估计(见第6章)。在对以上信息进行评估后，还需要确定将样品固定或安装到振动结构上或都不需要(如运输)。然后可以从下列试验方法进行选取(见表1)。如果已经按第6章对样品动态条件进行了估计，参见表1的最后一行。注：关于数据处理和试验规范导出的详细说明，参见DIN 307875。7一GBT 242426-20081EC 6006838：2003表1 振动环境示例和推荐的试验方法混合方式 随机 正弦GBT 2423推荐的试验方法 GBT 242358 GBT 2
29、423 56 GBT 2423102008 2006 2008振动试验信号的类型 随机+正弦 随机 正弦存储 样品的振动环境 便携式使用 运输 建筑物固定使用 建筑物，安装或靠近旋转机械或部件 轨道和道路车辆 样品靠近或固定在发动机上 喷气飞机 样品安装位置直升机，螺旋桨飞机 航天飞船系统，模拟准静态载荷6 航天飞船部件 船舶，螺旋桨驱动 船舶，推进驱动 随机+正弦 估计的动态条件，随机 信号类型正弦 注：动态条件的分级的描述，见GBT 4798。8用一个远低于样品一阶固有频率的正弦信号激励若干个周期来模拟航天飞船发射阶段的线性加速度。72正弦试验正弦试验方法是动力学实验中最早使用的激励方法。
30、有关正弦试验的描述可见GBT 242310一2008。721优点正弦试验可以用简单低成本的试验设备来完成，特别适用于设计开发阶段诊断用振动试验。这种试验方法易于理解，振动响应易于观察。因此，正弦试验可用于系统响应检查，通常采用频闪仪就可观测幅值。正弦试验可用于短时间的定振幅疲劳试验(加速试验见43)。利用样品的谐振频率，可以用有限的振动推力来增加试验的应力。722缺点在正弦试验中，可能会发生由于谐振作用产生的与实际情况不符的响应幅值，其结果是使试验的失效模式和失效位置不符合实际情况。经验表明正弦试验的结果(试验失效)与样品的使用寿命期(在使用中失效)间的关联性有时较差。因此，正弦试验结果的评价
31、需要更丰富的经验和一个评估过程。73随机试验随机试验是常用的方法，在GBT 242356 2006中有详细的描述。731优点大部分运输环境具有随机特征。RGBT 242426-2008IEC 600683-6：2003如果可以得到的振动环境信息没有显示任何正弦分量，可以选用随机试验来替代混合模式试验。许多谐振同时被激励，但谐振响应没有正弦试验强烈；因此，在谐振响应中不会产生与实际情况不符的疲劳损伤。注：见ASTMD4728。732缺点设备较为昂贵复杂，进行这种试验需要有更丰富经验的人员。74混合模式试验大部分新式的数字控制系统都配置混合模式的控制软件。目前混合模式试验的新标准(GBT 2423
32、88 2008)已经出版。741优点这种试验方法允许将不同类型振动激励按不同权重进行组合。它包括随机和正弦试验。正弦加随机(SoR)；随机加随机(RoR)；正弦加随机加随机(SoRoR)。混合模式试验方法代表了当前技术的先进水平，使实验室产生的振动环境更接近于使用条件。因此，机械损伤和失效定位比其他试验方法更接近于真实情况。742缺点先期测量和试验方法都需要对振动信号的随机和正弦分量进行精确描述。测量和数据分析的复杂程度远高于随机和正弦试验。混合模式试验需要更高的峰值激振力，因此，在与正弦或随机试验相似的严酷度等级条件下要求试验设备具备更大的功率。8样品的振动晌应检查81 总则有关规范若有规定
33、，应在耐久性试验前后测量样品的振动响应，以暴露样品是否因为某些机械弱化，例如疲劳或磨损，造成动态响应的变化。如果选用GBT 242356-2006随机振动试验，为了确定控制过程中的频率分辨率，需要在耐久性试验前进行振动响应检查测出样品谐振的陡度。通过测量整个样品或样品的某些部分的振动特性，如结构上不同测量点的响应，可以得到对样品的有用信息。如果振动试验系统自身存在问题，去除样品后对系统进行响应特性测量可以提供有用的信息来解决这些问题。本部分有助于为振动响应检查选择合适的激励方式，正弦或随机激励方式都可以。进行振动响应检查的激励方式与选用的环境试验方法应该是独立的，例如，当暴露环境是随机可用正弦
34、激励进行检查或相反。表2给出了优选的振动响应检查方法。82目的和用途有关规范若有规定，样品必须进行振动响应检查。振动响应检查目的如下：a)确定危险频率和或阻尼比以选择耐久试验条件；b)发现耐久试验前后有无危险频率的变化，以评定在耐久试验过程中可能出现的疲劳损伤或失效，见86；c)研究在正弦振动激励下样品的动态特性，可使用频闪观测仪；d) 测量样品各点间的传递特性或传递函数以研究样品的动态特性；e) 测量共振频率上的阻尼比以研究样品的动态特性；9GBT 242426-2008IEC 6006838：2003f)测量样品响应的非线性，以调查裂纹、敲击声、固定螺钉松动、硬化或弹簧软化；g)在试验条件
35、下测量信号畸变(信号容差)，在带样品时以评估试验效果；不带样品时以评估试验设备性能；h)测量试验设备的非线性，以调查零件的松动或功放运行的性能。有关规范应规定激励的方式。如果需要比较耐久试验前后的危险频率，试验前后需要采用相同的激励方式，相同的过程和相同的振动量级，相同的夹具和相同的固定点。83正弦激励推荐正弦激励：a)用示波器观察不同信号的时域波形，易于发现信号畸变；b)用频闪仪观测样品的状态；c) 预计样品会有非线性响应时；d) 为了找到使样品内部产生敲击声及其他异响的危险频率。应该说明用正弦激励的方法可能导致对样品过度的谐振驻留时间和应力。84随机激励随机激励在非线性结构样品上有一个线性
36、化的效应。因此，当预计样品在响应检查量级激励与实际试验量级激励相比表现为线性时，才可以用随机激励来发现或测量谐振频率，阻尼比，传递特性和或传递函数。然而，如果怀疑系统具有非线性性质，其频率响应函数应当采用实际的输人或由实验室精确模拟实际的输入，而不是任意的实验室输入。事实上在这种情况下，用指定输人条件下得到的频率响应函数结果在最小二乘意义上是最接近线性的。当正弦激励的方法可能导致对样品过度的谐振驻留时间和对样品过应力时，推荐使用随机激励。通常，用120200测量自由度(DOF)进行随机激励所用的时间要比正弦扫频激励短。用120200自由度测量ASD已经足够了。如果统计精度要求较低，可以用小于1
37、20的自由度来测量传递特性或传递函数。按照GBT 2423562006，应当使用在频域内连续分布的真随机信号。为缩短激励时间有时使用周期性信号或伪随机信号。因为这种信号在频域内不是连续分布的，所以在频域内可能分辨不出窄带或陡峭的特性。85问题调查(解决问题)振动试验中的问题，诸如出现过大的噪声或敲击声，可能是由于安装夹具的松脱或谐振引起的。推荐在试验中用正弦激励方法以发现这类问题并观察激励信号的时域波形。正弦波形的畸变经常是由于敲击和间隙引起的。可用随机激励的方法来发现振动系统(功放，激振器)的问题。应将振动系统当前的传递特性(驱动信号振动台信号)与上次从振动系统安装或维修后测量得到的传递特性
38、进行比较。86通过失败判据耐久试验前后危险频率的改变，见82b)，可用作判定通过失败的准则。在这种情况下有关规范应规定与样品相关的合适的振动模态或特性(例如最低谐振频率)，对应的测量点，激励轴线和样品的安装方式。应规定激励的性质(正弦或随机振动)，应时刻记住这两个激励方式会给出不同的结果，尤其是对非线性响应进行精确调查时(见表2)。还应该规定激励的严酷度等级(频率范围，振动量级和持续时间)。有关规范应规定在这些模态上所允许最大百分比变化(频率减少)，按下列之一取值：(2，5，10，20)危险频率变化(CCF)；相应刚性的百分比变化(减少)是1 0GBT 242426-2008IEC 60068
39、-3-8：2003(4，10，19，36)(圆整值)。当必须发现频率的微小变化时，使用足够精度的频率测量是非常关键的。如果采用随机激励的方法，可以通过增加分析仪的频率分辨率来实现，增加频率分辨率需要占用更多的分析时间。推荐频率的最大允许误差：(o1，02，05，1)对应上述危险频率变化(CCF)。可以用经过修正的测量值计算实际频率变化。如果在试验前后测得频率分别为和，2(假定，2，1)以及测量误差v，那么实际的危险频率百分比变化落在下面的区间内区间：最小(，。一V，)一(，24-V，)f-最大(，+v，) (一v，)，1示例：上面推荐的最大允许误差会导致危险频率变化的测量值落在以下区间内：18
40、22(CCF-2)；4654(CCF=5)；90110(CCF-10)；18-22(CCF-20)。87有关规范应给出的信息如果基于危险频率变化作为通过失败判据时，在有关规范中应给出关于蹦下频率测量的细节：a)样品的安装；b)振动模态或特性；c)测量点；d)激励轴线；e) 激励特征(正弦或随机)；f)激励严酷度等级；g)危险频率最大允许变化；h)频率测量最大允许误差。表2推荐的响应调查方法首选方式性质精确的检查 短时间检查样品的振动特性传递函数(传递特性) 正弦 随机谐振频率 正弦 随机阻尼比 正弦 随机样品的非线性：裂纹，敲击声，脱落 正弦(检查 时域波形)物，硬化或弹簧软化使用频闪仪的振动
41、方式 正弦样品通过失败，一般情况 随机试验设备的问题调查带或不带样品解决问题 正弦(检查波形) 随机(对照H(，)GBT 242426-2008IEC 6006838：2003参考文献r1IEC 6072130：1984 Classiication of environmental conditions part 3-0：Classification ofgroups。f environmental parameters and their severities Introductionr2DIN 307872：1998 Transportation loads；Measurement and
42、 analysis of dynamic mechanicalloads Part 2：Data acquisition and general requirements for measuring equipmentr3DIN 30787 3：1998 Transportation loads；Measurement and analysis of dynamic mechanicalloads Part 3：Data validity check and data editing for evaluationr4DIN 307874：1999 Transportation loads；Me
43、asurement and analysis of dynamicmechanicalloads Part 4：Data analysisr5DIN 307875：1999 Transportation loads；Measurement and analysis of dynamicmechanical10adsPan 5：Derivation of test specificationr6ASTM D4728：1995 ASTM Standard D4728 95：Standard test method for random vibrationtesting of shipping containersr7IES-RP DET 0121 Institute of Environmental Sciences and Technologies，IES Recommended Practice 0121-Handbook for dynamic data acquisition and analysis Randall，RB，andTech，B，FrequencY analysis，3rd Edition，Bruel and Kjaer，September 197912
