GB T 14123-2012 机械冲击.试验机.性能特性.pdf

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1、ICS 17.160;19.060 N 73 中华人民机械冲击=iI工./、道B和国国家标准GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 代替GB/T14123-1993 试验机性能特性Mechanical shock-Testing machines-Characteristics and performance (ISO 8568: 2007 ,IDT) 2012-11-05发布组胁何中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局g;二三飞中国国家标准化管理委员会码叭/2013-03-01实施发布GB/T 14123一2012/ISO 8568:2007 目次前言.1 l 范围-

2、2 规范性引用文件.3 术语和定义.4 性能.25 冲击机技术规格.3 6 冲击机技术要求47 冲击机的检验6附录A(资料性附录)各种冲击脉冲波形的形成装置附录B(资料性附录)冲击响应谱、冲击合成与分析附录c(资料性附录)产生冲击脉冲的振动发生器系统的应用.14 附录D(规范性附录)冲击机工作台面加速度均匀度与横向运动比的测定附录E(规范性附录)杂散磁场.20 附录NA(资料性附录)与规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准清单21参考文献GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 剧昌本标准按照GB/T1. 1-2009和GB/T20000. 2-2009给出的规则起草。

3、本标准代替GB/T14123-1993(冲击台的特性描述)，与GB/T14123-1993相比，主要修改内容如下:一一修改了标准名称，由冲击台的特性描述改为机械冲击试验机性能特性;一一修改了标准结构，将原来的6章改成了7章。每章均增加了相应内容;一一增加了规范性引用文件的引导语和部分引用标准，并对标准的有效性进行了确认;一一增加了冲击试验机的检验的内容(见第7章h一一增加了附录C、附录D、附录E和附录NAo本标准使用翻译法等同采用ISO8568 :2007(机械冲击试验机特性及性能。与本标准中规范性引用的国际标准文件有一致性对应关系的我国文件见附录NA。本标准做了如下编辑性修改:一一-补充了图

4、C.4的图像遗漏。本标准由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。本标准起草单位:长春机械科学研究院有限公司、苏州苏试试验仪器有限公司、苏州东菱振动试验仪器有限公司、中国计量科学研究院、北京机械工业自动化研究所。本标准主要起草人:王学智、寇钟夏、徐立义、江运泰、于梅、武元帧、朱晓民。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一一-GB/T14123-1993。I G/T 14123-2012月SO8568: 2007 机械冲击试验机性能特性1 范围本标准规定了机械冲击试验机(以下简称冲击机)的性能参数及其检验方法，并给出了描述冲击机特性的指南。本标准旨在为潜在的

5、客户提供冲击机特性的详尽说明，还给出了冲击机的选择指南。本标准适用于验证和评定IEC60068相关部分规定的工作环境中典型的冲击条件效应所用的冲击机，亦适用于诊断试验用的冲击机。冲击试验的目的是发现机械中存在的薄弱环节和(或)找出规定性能下降的原因。本标准也能用于测定试验样品结构的牢固性或作为质量控制的方法。本标准不适用于用来模拟地震、声震、爆炸和内爆、破裂试验，以及金属加工、成形加工等类型的冲击设备。本标准对产生所期望冲击运动的多种技术进行了探讨。不论是单一冲击脉冲还是复合的瞬态过程应用这些技术都能够实现。通过利用规定的冲击响应谱对试验进行控制能够实现对瞬态冲击过程的模拟。注，:附录A描述了

6、冲击脉冲形成装置。附录B规定了冲击响应谱的施加方法。附录C探讨了可能用振动发生器产生冲击脉冲的评定方法。附录D和附录E述及了在冲击机检验方法(或程序)中某些特性的检测方法。注2:振动试验设备的特性在IS05344、IS06070和IS08626中予以规定。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 2298-2010机械振动、冲击与状态监测词汇CISO2041: 2009 , IDT) GB/T 2421. 1-2008 电工电子产品环境试验概述和指南CI

7、EC60068-1 :1 988 , IDT) GB/T 2423. 5-1995 电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验Ea和导则:冲击。EC60068-2-27: 1987 ,IDT) ISO 5347(所有部分)振动与冲击传感器的校准方法(Methodsfor the calibration of vibration and shock pick-ups) ISO 5348 机械振动与冲击加速度计的机械安装(Mechanicalvibration ang shock-Mechanical mounting of accelerometers) ISO 15261振动与冲击发生器系统词

8、汇(Vibrationang shock generating systems-Vocabulary) ISO 16063(所有部分)振动与冲击传感器的校准方法(Methodsfor the calibration of vibration and shock transducers) IEC 60068-2-81 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ei:冲击冲击响应谱合成(Environmental testing-Part 2-81: Tests-TestEi:Shock-Shock response spectrum synthesis) 3 术语和定义GB/T 2298和ISO

9、15261界定的以及下列术语和定义适用于本文件。1 GB/T 14123-2012/ISO 8568 :2007 检测点check point 通常选用最接近机械冲击试验机工作台面中心的固定点p如果存在一个与工作台刚性连接更好的固定点，则选用该点作为检测点。额定负载nominal load 制造者规定的检测冲击试验机用的最大负载。冲击试验机shock-testing machine 使系统产生可控的并可复现的机械冲击的试验设备。之二三GB/T 2298-2010，定义如负J_ 乏注:冲击机能够按专门设封的冲击发挥分为重力型、加能型、以及用于击模式的仓动振动发生器型和液压伺服九广./芋户-. _

10、. .- .-_ 振动发生器型。4 性能4. 1概述川I/ 冲击机是单于相报匿地累积复现冲击所用的能量，由短时间内通过能丰转主装置释放出来进行冲击试验的设备。/产生冲击所需的能量可由克服重力所做的功获得(如自由跌落式冲击机中的能量)，如果冲击不是脉冲形成装置能够采用回弹模式或元回弹模式。通常，冲击机是固定着试件的装置先加速，试件在回弹过程中产生冲击。有时(对于较大质量或不希望试件在受冲击以前的历程中产生加速度)要先加速反作用质量块或落锤，反作用质量块与固定着试件的装置撞击时产生冲击。这种模式的冲击机归类为元回弹模式冲击机。电动振动发生器或液压伺服振动发生器可以替代脉冲形成装置，只要施加给试件的

11、冲击所形成的冲击响应谱与规定的冲击响应谱相同即可。当试验规范规定了更精确的试验冲击响应谱允差(如十3dB、一1.5 dB)时，产生振动的电动和液压伺服试验设备也可用于冲击试验。这些振动设备能够产生典型的冲击波形(如半正弦波、梯形波、锯齿波等)，以及通过数控技术通常还可以产生具有规定冲击响应谱的任意波形，但是一般要受其速度和位移能力的限定。附录C概述了操控上述限定的方法。振动试验设备的特性在ISO5344、ISO6070和ISO 8626中予以规定(见参考文献lJ、2J和3J)。2 GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 4.3 试验类型4.3. 1 冲击脉冲形成所形成的

12、与IEC60068-2-27规定一致的经典冲击脉冲波形要附加前、后沿脉冲，以限定速度和位移。前、后沿脉冲波形的幅值被限定到主脉冲幅值的一小部分。4.3.2 冲击晌应谱形成一般给试件施加一个短暂的、低能级振荡的瞬态脉冲。测量该冲击响应谱，并与期望的冲击响应谱进行比较，其差值用于改进下一个脉冲的形状。通常，此过程要重复进行若干次直至得到期望的冲击响应谱，然后给试件施加一个期望能级的输入瞬态脉冲。期望的冲击谱可能是附录B中的标准冲击谱之一，也可能是某个现场环境的冲击谱。4.4 冲击机组成冲击机通常由以下部分组成za) 固定着试件的刚性工作台或移动架和冲击脉冲形成装置;b) 控制移动架运动的导向装置;

13、c) 储存冲击所需势能的装置，如提升装置或由连接移动架的预加载弹簧和预加载弹性绳索组成的装置;d) 在冲击开始之前，把移动架固定在选定的跌落高度或位置上的装置;e) 释放机构;f) 受到移动架撞击的反作用质量或底座;g) 产生和控制冲击谱的脉冲形成及回弹制动系统或装置;h) 控制装置;i) 冲击测量系统;j) 按需配置的附属动力、冷却等其他装置。5 冲击机技术规格工作台或移动架的运动可以用冲击响应谱和(或)时间历程参数来确定。适用时，制造者应根据冲击机的类型(专门设计的冲击发生器或应用在冲击模式的振动发生器)提供下列各项技术数据及其允差za) 自由跌落式和加速式冲击机能得到的脉冲波形pb) 最

14、大速度变化量;c) 最大位移pd) 可复现的对应脉冲持续时间冲击脉冲峰值加速度的范围;巳)初始或前沿脉冲加速度值与最后或后沿脉冲加速度值;f) 最短冲击脉冲持续时间;g) 可复现的冲击响应谱子波的频率范围;h) 在分辨力为1/3oct、1/6oct或1/12oct的冲击响应谱的平坦度;i) 最大跌落高度、预载压力或载荷;j) 工作台或移动架的净质量和总的运动质量FU 安装试件紧固螺钉的最大允许轴向力;3 GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 n) p) q) 、UO吵的AM6. 1 概述/) / 、制造者应l冲击机的性能进行定义并做出规定。飞川/ 制造者应提供哮细的安

15、装l、操作和维护说明书。 , / 说明书应包据有关冲击到的定期检验、维护与润滑的要求。制造者应描声可更换部件已磨损的征和结构上可能出现的故障q，应对性能劣化以致不能用的脉冲形成装置提出f泄漏架的筒体产生6.2 二二三工飞/乞冲击机整机的设计与安装均应保证足够安全，并应防止冲击机结构损坏或试件破断时其飞出物伤害工作人员。气炮应安装在所限定的较远区域，并应设有足够防暴能力的围障以保护人身安全。应规定气炮周围的最大气压与声压级。做试验准备时，应牢固地夹持并固定住工作台或移动架、活塞或缸套。当试验人员在安装脉冲形成装置时，要防止工作台或移动架撞击反作用质量块。释放或启动应按指令进行。释放机构在故障情况

16、下应确保安全，不应因偶然的触发而释放，例如，可采用两个同时启动开关，其中的一个开关是可锁定的。试验过程中不应出现由被压缩气体自燃产生的危险。切记冲击机可能用于人体暴露试验，因此应验证其可靠性和安全性。用于人体试验的冲击机，当冲击试验结束后，操作人员应能立即靠近工作台或移动架，以便迅速地撤出被试人员。保护装置应能对被试人员提供绝缘保护，以防触电。整个系统应满足相关的安全要求。4 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 6.3 工作台或移动架振动发生器工作台或冲击发生器移动架(活塞、缸套、连接管或管路)以及冲击试验过程中用于固定试件的所有附件的设计均应具有足够的刚度、强度和阻尼。

17、应说明试件的固定方法和紧固螺钉允许施加的扭矩限值。在使用工作台的情况下，应说明工作台是否装有可更换的螺纹衬套，并说明这些衬套是凹下去的还是凸出来的。试件所有安装表面应平整、光滑并注明其公差。如果安装表面装有凹下去的螺纹衬套，则应说明在IEC 60068-1: 1988第5章规定的正常标准大气条件下整个安装表面的平面度。如果安装表面装有可更换的凸出来的螺纹衬套，则应根据螺纹衬套装配凸缘的厚度公差及螺纹衬套被安装面的平面度，给出所有螺纹衬套安装面形成的共面平面度。应说明安装时施加给可更换螺纹衬套的最大扭矩以及与其相配的材料种类。应提供标注出工作台或移动架的全部尺寸、螺纹衬套的尺寸与形位公差并给出制

18、造所用材料的制图或图表。应说明可能施加给螺纹衬套的最大允许扭矩和轴向力，还应说明试件紧固螺钉对安装表面的垂直度要求。6.4 提升和预加载机构自由跌落式和加速式冲击机以及落锤式或摆锤式冲击机应有提升机构和(或)预加载机构，用以将移动架提升到预定的跌落高度或加载到预定的张紧状态，例如通过带有剩余值指示器的内置高度测量标尺或角度测量标尺来实现。应精确规定跌落高度或预加载设定值及其最大允许差误差。冲击机应装有自动停止装置或指示装置，当移动架达到预定跌落高度或预定负载时应能自动停止或指示给操作者。制造者应规定最大跌落高度和预加负载。如果试验出现异常不得不终止，应能解除动作且使工作台或移动架降到较低的安全

19、位置。6.5 制动系统冲击机应装有满足要求的制动系统。制动系统可以是机械、电动、气动或液压的装置。装置中可采用的缓冲材料或缓降物工作时应元约束，并应能恢复原状且经久耐用。制动系统应保证叠加在冲击脉冲波形上的振动最小，并能使附加的冲击限定到一个脉冲。制造者应给出制动的加速度限值，同时要给出有关制动控制所需的制动力数据。制动时附加的加速度幅值不应超过试验脉冲加速度幅值的25%。没有配置制动系统的冲击机应具有明显的标记，并应采用其他方法以防止发生危险。6.6 反作用质量块若使用反作用质量块，则该质量与工作台或移动架相比应是一个大型的刚性构件。反作用质量块要有足够高的共振频率，以避免在冲击机额定的最短

20、冲击脉冲持续时间内出现波形失真。在冲击需要与周围环境隔离的地方以及需要降低其对地面动载的场合，可以使用隔振反作用质量块。也可以使用这种反作用质量块使动量转移到反作用质量块，从而控制工作台或移动架的回跳运动。制造者应提供或推荐反作用质量块的尺寸、质量和包括试件在内的运动质量与反作用质量之比及其安装方法。6. 7 冲击脉冲形成装置与方法冲击脉冲形成装置包括弹簧、冲击垫片及脉冲程序器或脉冲发生器。通常由脉冲形成装置的动态GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 力一变形特性来控制冲击波形、脉冲持续时间和加速度幅值。如果在动量转换中涉及两个或更多的质量，则在设计脉冲形成装置时应考虑每一

21、个质量的冲击运动。应规定构成冲击脉冲形成装置所需的任何专用装备(如铸造铅模型的模具)。附录A给出了冲击脉脉冲形成装置的选择指南。同样，还有一种专门的电子冲击合成控制器也用于将产生的输入信号传送给电动振动发生器或液压伺服振动发生器来产生冲击脉冲(见附录B)。7 冲击机的检验7. 1 概述应规定用于周期性评定系统性能的冲击检验的试验方法。试验设备特性的周期检验应按这种规定的操作方法或操作规程进行。制造者宜推荐冲击机的检验周期，但用户也可根据所检验特性的稳定性和冲击机的相对使用时间调整检验周期。7.2 检验试验的准备应为被检冲击机至少提供两个等效的负载mnom和0.5mnom其中mnom为额定负载质

22、量。如果冲击机日常用来试验的试件质量(包含试件固定装置的质量小于0.1mnom则可以使用零负载对冲击机进行校准。推荐的等效负载为高度与直径比等于0.21.0的一个整块的金属圆柱体或棱柱体。对于用在冲击模式的电动振动发生器或液压伺服振动发生器分别参见GB/T7670和GB/T10179。注:也能使用模具、连接盘和辅助夹具作为等效负载试件。在这种情况下，冲击机的校准结果仅对所提及的试件有效。等效负载的设计应能在工作台或移动架的检测点处安装加速度计。如果制造者没有给出其他说明，通常检测点的坐标是与工作台或移动架工作面的几何中心重合。冲击机校准用的冲击测量仪器应具有与冲击机的冲击加速度和脉冲持续时间范

23、围相一致的测量范围。应提供用冲击测量仪器按预定方向在检测点上测量冲击过程测量值的不确定度(包括传感器幅值非线性以及传感器与放大器的动态误差)且应符合GB/T2423.5和1EC60068-2-81的规定，或在制造者规定的允差以内。对应等于20%的允差值，冲击测量仪器的不确定度，在95%的置信概率下不应超过7%。冲击测量仪器的校准应按IS05347或IS016063的相关部分进行。应将加速度计安装在符合IS05348规定的工作台上。为减小由冲击机工作台或移动架的应变所引入的冲击测量误差，或者需要测量横向冲击运动时，可能要使用一个附加的立方体或圆柱体，这种情况下，加速度计应安装在最大尺寸不超过30

24、mm的立方体或圆柱体钢块上。用户应规定想要对冲击机检验的检测项目和试验条件，例如，等效负载的精确值、峰值加速度、脉冲持续时间和(或)期望的冲击响应谱等。7.3 冲击机检验的操作方法示例7.3. 1 一般检查6 冲击机的一般检查宜包括下列各项zd 具有冲击机操作说明书;b) 冲击机的安装符合制造者的技术规范;GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 c) 检验冲击机用的冲击测量仪器应经过校准并在有效期内;d) 冲击试验模式的设定;e) 冲击测量系统的功能;f) 与制造者技术文件中规定的安全要求的符合性。7.3.2 定期检查对于冲击机的每个冲击试验模式，需要时，宜对以下的冲击参数进

25、行检测。7.3.2.1 峰值加速度范围宜在空载和额定负载下对冲击机复现的峰值加速度的最小值、最大值和中间值进行检测。对应每一试验模式，至少做三次冲击试验。计算和评定对应每一种冲击试验模式和每个固定等效负载时的加速度峰值与脉冲持续时间的几次读数的平均值。7.3.2.2 冲击脉冲持续时间范围冲击脉冲持续时间宜根据在规定量级的加速度幅值(通常取峰值加速度值的10%)下获得的平均加速度曲线来测定。7.3.2.3 适用的脉冲波形如果在试验方法标准中未规定其他的允差，宜通过将平均加速度曲线与IEC60068-2-27规定的冲击脉冲波形及其允差进行比较来对冲击脉冲波形予以分类。7.3.2.4 冲击加速度时间

26、历程曲线中的叠加振荡比如果冲击加速度曲线中瞬时振荡的幅度不超过加速度平均值的20%，则就取平均加速度曲线上的峰值作为峰值加速度。如果在冲击加速度时间历程曲线中的叠加振荡幅度超过了加速度平均值的20%，叠加振荡比宜符合附录B的规定。7.3.2.5 能进行重复冲击的冲击机以及没有内置测量系统的冲击机的加速度峰值的稳定性或冲击晌应谱的重复性对于能进行重复冲击试验的冲击机，以及没有内置冲击测量系统的冲击机，宜测定其加速度峰值的稳定性或冲击响应谱的重复性。对于产生单次冲击的冲击机，将其在规定冲击试验模式下进行一系列冲击获得的加速度峰值与加速度峰值平均值的最大差值定义为稳定性。对于能进行重复冲击的冲击机，

27、宜使用在规定冲击试验模式下进行多次重复冲击获得的平均加速度峰值的初始值和最终值的差值定义为重复性。7.3.2.6 能进行重复冲击的冲击机每单位时间的冲击(冲击脉冲)次数需要时，宜测定能进行重复冲击试验的冲击机每单位时间的冲击次数，并作为某一规定冲击试验模式下每分钟的平均冲击次数。7.3.2.7 工作台或移动架整个试验面冲击加速度的均匀度工作台或移动架整个试验面冲击加速度的均匀度宜采用双测量通道的冲击测量系统进行测定，测量方法见附录D。测定时，宜将一个加速度计安装在工作台或移动架的检测点上，而另一个加速度计安装在离第一个加速度计尽量远的位置。宜在不加试验负载且达到冲击机能够复现的最大冲击加速度条

28、件下进行测量。7 GB/T 14123一2012/ISO8568 :2007 7.3.2.8 冲击机的冲击加速度横向比冲击机复现的冲击加速度横向比，宜通过安装在工作台或移动架上检测点处的三轴向冲击加速度计进行测量。也可使用安装在同一立方体钢块上的三个单轴向加速度计进行测量。这三个加速度计的相对横向灵敏度不宜超过5%。加速度计安装后的最低共振频率和它们的横向冲击上限宜能够做横向冲击加速度的测量。这些测量的不确定度不宜超过主轴方向测量不确定度的三倍。制造者宜选用额定负载的二分之一(即质量为0.5mnom)由冲击机复现加速度峰值的平均值。冲击加速度横向比的计算方法见附录D。7.3.2.9 电动冲击机

29、工作台面的杂散磁场在初次检验时，宜对电动冲击机工作台面感应的杂散磁场(漏磁)的最大值进行测量(见附录E)。7.3.2.10 制造者提供的对应各冲击试验操作模式的冲击晌应谱对于冲击脉冲波形与IEC60068-2-27规定不一致的冲击试验模式，宜按附录B测定冲击响应谱。得到的冲击响应谱应符合试验方法标准或制造者的技术规范。8 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 附录A(资料性附录)各种冲击脉冲波形的形成装置A.1 半正弦和三角形冲击脉冲形成装置A. 1. 1 概述半正弦和三角形冲击脉冲波形通常由各种回弹装置来产生。撞击质量和脉冲形成装置的组合就能模拟典型的元阻尼单自由度的弹簧

30、质量系统，冲击脉冲是该系统的半周振荡。冲击脉冲形成装置起着弹簧的作用，使用完全线性的或准线性的弹簧(力与变形成线性关系)将产生半正弦形脉冲。逐渐增大非线性弹簧的刚性会产生近似于三角形的尖脉冲。A. 1. 2 合成橡胶合成橡胶类的脉冲形成装置是属于准弹性脉冲形成装置，通常用于产生要求具有高弹性的半正弦脉冲波形。当所用材料的应变较大时，就产生三角形脉冲或抛物线形尖顶脉冲波形。材料包括橡胶和类似橡胶的塑料，并且对多次冲击脉冲波形一般可重复使用。A. 1.3 高强度塑料高强度塑料类的脉冲形成装置是准弹性的脉冲形成装置，通常用于产生要求具有较高动态弹性且脉冲持续时间短的半正弦脉冲波形。很多高强度塑料(例

31、如，聚丙烯、偏二氯乙烯、乙酷均聚树脂和纤维层压酣醒塑料等)都可使用。通常把脉冲形成装置的最大应力设计在弹性极限之内，所以允许重复使用多次。当这些材料与具有合适线性刚度的材料串压在一起使用时，就能产生三角形脉冲波形。A. 1.4 液体与准液体弹簧液体弹簧类的脉冲形成装置是准弹性脉冲形成装置，通常用于产生半正弦脉冲波形。液体弹簧是个液压缸，在脉冲形成过程中液体(例如液压油)在液压缸里受到压缩。改变设计结构就能改变弹簧的弹性进而实现改变脉冲持续时间和加速度峰值。这种弹簧能重复使用，不需要补充液体。柔韧的弹肢体也是准液体弹簧，它能像液体弹簧那样工作。A. 1.5 气体弹簧(可变力)气体弹簧类的脉冲形成

32、装置是一种弹性脉冲形成装置，它可以用来产生某些可变形状的对称脉冲波形，要改变各种形状的对称脉冲波形取决于弹簧初始的预加压力、初始体积和冲击过程中体积的变化。通常在预充气压力低、体积显著减小(相对于初始体积而言)的情况下会产生尖脉冲。常用的气体为氮气。A.2 矩形和梯形脉冲形成装置A. 2.1 概述矩形和梯形脉冲要求脉冲形成装置能施加一个不随时间(和变形)而变的恒定力。这样的装置可能是弹性的也可能是非弹性的。9 GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 A.2.2 模铸的各种铅型模铸的小铅球和各种形状的铅块，用于制作可压扁的矩形脉冲形成装置。这些装置只限于产生较短的冲击脉冲

33、。每次试验后，这些铅球或铅块要更换，但铅可以回炉熔化和重新铸型。A.2.3 蜂窝型蜂窝类的脉冲形成装置是属于非弹性的脉冲形成装置。该装置能够用金属材料或纤维材料做的薄壁盒制成，这些薄壁盒在受载时被压坏并产生永久变形。这类脉冲形成装置可以做成能产生可控制上升时间的梯形脉冲波形。每次试验后都要更换蜂窝。变截面的预充气气缸与准弹性材料串接使用能够提供恒定或加强弹簧刚度装置与输出力快速衰减装置的综合系统。脉冲上升时间部分由准弹性材料控制，而最大加速度幅值和下降时间则由气缸控制。10 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 附录B(资料性附录)冲击晌应谱、冲击合成与分析B.1 概述,

34、b) d) 注1:有时计算和均衡过程是结合一起进行的。11 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 注2:参见GB/T2423.57 0 振荡器的最大响应值并不能代表振动发生器工作台面时间历程曲线中的最大加速度值。宜取冲击响应谱的高频渐进值作为时间历程曲线中的最大加速度值，并称为规定冲击响应谱的零周期加速度。由这些比较高级的冲击控制器提供的输入脉冲波形，一般能使规定的振动发生器产生的输出冲击响应谱要比由与经典的冲击脉冲波形相似的输入信号产生的输出冲击响应谱大许多倍。实际上，通过合成冲击方法在试件产生规定的冲击响应谱，与使用常规冲击机相比，所需要的输入力相当小。这是因为试件承受

35、的是瞬态振荡而不是单脉冲。B.3 冲击分析为了有效地计算初始冲击响应谱，可基于二阶微分方程见公式(B.2月进行离散模拟，并按下列步骤进行，见参考文献口1JI): Ym =boxm + bjxm-j + b 2 X m-2 - CjYm-j - C2Ym-2 ( B.2 ) 式中:Ym、Ym一1、Ym-2一一单自由度系统响应加速度时序列(在量化区间Td内的瞬时值hXm、Xm-l、Xm-2一一输入的加速度时序列规定激励冲击a(t)的采样值J;b。、bj、b2、Cj、C2一一单自由度系统Z传递函数的离散模拟系数，其值分别按公式(B.3) (B. 7) 计算zbo =1-E于(B.3 ) 仇=2E(于

36、一sK)b2 =E(E一手)( B.4 ) .( B.5 ) Cj =-2EcosK ( B.6 ) C2 =E2 .( B.7 ) 上述公式中E或K为附加系数，分别按公式(B.的和公式(B.的计算:E二exp(-2e:fnTd)( B. 8 ) K=-2e:fn Td句在_e:2.(B.川式中zfn 单自由度系统的元阻尼固有频率PE 阻尼比;Td 量化间隔。在一个振荡周期内，通过将人的值限定到五个离散值其解的准确度和健壮性都可以实现。如果阻尼比不为零，但数据块的长度足够长，则也能够获得全部的冲击响应谱。如果系统的阻尼可忽略不计，通常在剩余期间能获得系统对复合冲击的最大响应。这种情况下，剩余冲

37、击响应谱最有效的计算方法就是通过对冲击激励过程进行快速傅里叶变换，并将角频率值的傅里叶系数逐一相乘。宜通过带有已知的冲击响应理论解的检测信号对冲击响应谱的算法进行验证。对应适宜作为检测信号的矩形脉冲输入能够求出最大误差。对于冲击机在某些频率下产生的带有随机振幅和相位的复合冲击，宜使用多个集合的平均值。还要提出对计算结果修匀的建议。如果高频分量占的份额比较大，最好以对数坐标来表示计算结果。1) ISO 8568: 2007原文引用的参考文献编号为8J有误，本标准改正为口口。12 GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 叠加振荡比是冲击机产生冲击的重要特性之一。该比值宜在检

38、验程序的过程中进行规定和检验。为了应用冲击加速度时间历程曲线，可按公式(B.10)计算叠加振荡比:n-H rso =在;三I(A. - A.-I ) I . . . ( B. 10 ) 式中:r，a一一叠加振荡比;A p -修匀后的加速度峰值;Ai -冲击加速度时间历程曲线中的最大值(i为奇数)或最小值(i为偶数hn一一在冲击加速度时间历程曲线极值点的个数。13 GB/T 14123-2012/ISO 8568: 2007 附录C(资料性附录)产生冲击脉冲的振动发生器系统的应用使用可产生重复冲击的电动振动发生器系统能够产生特定的加速度/时间波形。采用计算机控制的控制器能够准确并重复地模拟不同类

39、型的经典脉冲波形(例如，半正弦波、锯齿披和梯形波)。为能在试验负载下获得半正弦加速度脉冲波形，应控制振动发生器的力、加速度、速度和位移不超过其额定值。在产生满足要求的前沿脉冲和后沿脉冲加速度波形时，出现的主要问题是对振动发生器动圈的定位，以能提供最满意的加速度波形。为简便起见，若假设理论加速度脉冲波形是带有矩形前沿和后沿的半正弦脉冲波形(见图c.1)，则对应给定的位移范围R，最大允许加速度峰值Ap随相对反向加速度而变化，一般变化值不超过20%。说明2a一一冲击加速度zu一一冲击速度;d 冲击位移zt 时间。a 。飞3。d 。 r z (1 图C.1对应带有调制矩形波的半正弦脉冲的加速度、速度和

40、位移时间历程曲线14 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 设振动台体的质量为mb运动部件加上负载的质量为叭，考虑到振动台体与运动部件的相对运动，应降低加速度峰值Ap的额定值。此外，还宜考虑最大力的额定值和给定系统的速度。通常，能够使用的额定力是振动系统额定值的两倍。速度变化量受限于驱动振动台的功率放大器的最大输出电压，最大输出电压取决于振动台和功率放大器的设计。对于带有矩形前沿和后沿半正弦脉冲，公式(C.1)和公式CC.2)的关系式成立z.v = 2Ap X t2 v=-一一一一一 . ( C.1 ) 21(2R X P mb -一一一一一一一一一 c C.2 ) t (

41、1十乙P) mb 十m.式中:.v一一由冲击引起的速度变化;Ap一一峰值加速度;t2 脉冲持续时间;R一一位移范围;P一一相对反向加速度与峰值加速度比;mb 振动台体的质量;m. 运动部件与负载的总质量。表C.1中的数据是在假设振动台具有51mm(2. 0英寸)峰-峰值位移范围和反向加速度比值P等于o.1的条件下，按公式CC.1)和公式(C.2)计算出来的。对应10%的负加速度CP=O.1)，表C.1列出了以标准重力加速度gn表示(gn=9.806 65 m/s2)加速度峰值Ap的典型值和脉冲持续时间t2C单位为毫秒)。以上推论仅作为一般的应用指南，因为前沿和后沿脉冲波形通常并不是矩形的(见图

42、C.2)。这将给计算值带来小的差异。表c.1 峰值加速度Ap脉冲持续时间t2gn 口1S5 30 10 16 15 11 25 6 30 11 40 11 50 11 75 11 15 GB/T 14123-2012月SO8568: 2007 a 。飞，。d 。说明za一一冲击加速度;v 冲击速度;d 冲击位移;t 时间。11 12 t l 图C.2对应经过最佳调制的半正弦脉冲的加速度、速度和位移时间历程曲线为了分析振动发生器系统对输入的随机冲击信号的动态响应，推荐使用下述方法获得其传递函数za) 用相同峰值电压的矩形输入信号代替施加在振动发生器系统放大器上的正弦输入信号叫b) 获取振动发生器

43、系统相对时间的响应信号a，调整输入信号的周期和振幅，以得到振动发生器系统全时元削波的响应信号(见图c.3); c) 获得并分析振动发生器系统相对时间的低频响应(见图C.4); d) 获得并分析振动发生器系统相对时间的中频响应(见图C.5); d 获得并分析振动发生器系统相对时间的高频响应(见图C.6); f) 应用获得的数据求出振动发生器系统的近似相对传递函数或脉冲传递函数;g) 使用获得的脉冲传递函数如其卷积那样计算振动发生器系统对随机冲击输入信号的响应。16 GB/T 14123-2012/ISO 8568 :2007 a -5 u(t) ./ 4 二0.5 0.4 0.3 r 3 0.2

44、 2 1 L 同-崎. 。飞/二:杠二-1 飞飞、飞飞-2 t -， 三些兰雪一3、二、-4 矿丘二0.1 。-0. 1 -0.2 -0.3 -0.4 之主斗I/J! /i t 时间，单位为秒。/ -/ / / ;ujuj-i?对时0.15 4 O. 10 /乒乒/ 3 0.05 a(t) ,7/2 / 。0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 说明za 输出加速度;u 输入电压pt一-时间，单位为秒(妙。圄C.4振动发生器系统相对时间的低频响应17 GB/T 14123-20 12/ISO 8568:2007 a o. 5 0.4 0.3 0.2 0.1 。-0. 1 0.2 。说

45、明za一一输出加速度pu-一一输入电压pt 时间，单位为秒(s)。a o. 5 0.4 0.3 0.2 0.1 u (1) 0.001 0.002 0.003 0.004 图C.5振动发生器系统相对时间的中频晌应4二u(t) 正乙L企/a(l) 11主/ 。i I I . I v-0.1 0.2 。0.00005 0.00015 说明za一一输出加速度pu 输入电压;t 时间，单位为秒(s)。图C.6振动发生器系统相对时间的高频晌应18 u 5 4 3 2 。1 2 0.005 u 5 4 3 2 1 。唱、-1 -2 0.00025 GB/T 14123-20 12/ISO 8568 : 2

46、007 附录D(规范性附录)冲击机工作台面加速度均匀度与横向运动比的测定D.1 冲击机工作台面加速度均匀度的测定式中zc-一一立方体所用材料中声音传播速度，单位为米每秒(m/s);L一一立方体的边长，单位为米(m); t一一最短的脉冲持续时间，单位为秒(s)。.( D.3 ) 19 GB/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 附录E(规范性附录)杂散磁场制造者应说明在空载条件下冲击机工作台面的杂散磁场。沿轴线方向的杂散磁场的磁感应强度是臣中心距离的函数。对于整个工作台面，还应说明工作台面螺纹衬套平面上方，距离最大安装螺栓圆周直径四分之一处整个平面上的杂散磁场。给出的值应是所

47、考虑区域的磁场的磁感应强度的最大值。20 附录NA(资料性附录)G/T 14123-20 12/ISO 8568: 2007 与规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准清单GB/T 242 1. 1-2008 电工电子产品环境试验概述和指南(IEC60068-1: 1988 , IDT) GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击。EC60068-2-27: 1987 ,IDT) GB/T 2423. 57一2008电工电子产品环境试验第2-81部分:试验方法试验曰:冲击冲击响应谱合成CIEC60068-2-81: 2003 , IDT) GB/T 13823.4-1992 振动与冲击传感器的校准方法磁灵敏度测试(neqISO 5347-19 :1 993) GB/T 13823.5-1992 振动与冲击传感器的校准方法安装力矩灵敏度测试(neqISO 5347-16: 1993) GB/T 13823. 6 1992 振动与冲击传感器的校准方法基座应变灵敏度测试(neqISO 5347-13: 1993) GB/T 13823.7-1994振动与冲击传感器的校准方法相位比较法振动校准(neqISO 534