SJ Z 9001.23-1987 基本环境试验规程 第2部分：各种试验 试验ea：冲击.pdf

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1、一一一1 目的中华人民共和国电子工业推荐性部标准基本环境试验规程试验Ea:冲击Basic environmental testing procedures Part 2, T巳stsTest Ea: Shock SJ/Z 9001.23 87 IEC 68一227(1972)确定元器件和设备在使用过程中承受非重复性机械冲击作用的适应性以及(或)评定其结构的完整性。2 棚述这种冲击试验的目的是模拟设备和元器件在使用或运输过程中可能经受到的比较少见的非重复性冲击的影响。至于连续J性的重复冲击和颠震(簸)的模拟包括在其它试验中。此外，就试验样品的结构完整性来说，这种冲击试验也可以作为确定试验样品设计

2、是否良好的一种手段。有关规范应明确指出，无论是设备还是元器件(以下统称试验样品)在冲击条件下必须工作、还是仅要求经受住冲击条件。在两种情况下，有关规范均应规完试验样品在性能上合格与否的容差范围以资抉择。本试验主要适用于无包装试验样品以及当包装箱可看作试验样品的一部分时的带运输包装箱的试验样品。为了进行本试验，试验样品在整个条件试验过程中应始终紧困在冲击试验讥_L考虑到目前的冲击试验技术，本文是以规远带有容主的规定脉冲i1史形方式选行JIll述的。因为可以了贡计;在不久的将来可能采用冲击频讲米规立冲击试验的妥求。)所开以在附录A中;提j足是供了本标准所涉及的几丰科种I中1Jl脉j应主扣讪i引叫冲

3、1吁中i卡1iJ议支7形虽的冲击j坝草坝月刊甘谐?f作F为参考资草料J斗;半正3弦i立脉jl叶冲I吁巾i卡I、后峰据齿J1O.2的频率范围内，在波纹频率点上都将出现峰值，而且对于一个恒寇的波纹幅值来说，其却随频率的增高而增大。剩余冲击谱总是比初始冲击谱受到更大的影响。对于具有短促上升时间的梯形脉冲，其初始冲击谱只对高频波坟敏感，而后峰锯齿脉冲的初始冲击语对整个中频和高频范围内的波纹都非常敏感。由于波纹受到的阻尼很小，所以它在所需标称脉冲结束后还能保持一段很长的时间，因此，波纹对剩余冲击谱的影响是很大的。在出现太大的波纹时，尽管其影响只集中在波纹频率点的周围，但其冲击试验结果和波纹限制在本标准所

4、规寇的容差范围内的冲击试验结果相比还是有着显著的差别。标称脉冲波形周围的公差带，是用来限制可允许的波纹及其它波形失真的。A5 用单一脉冲来再现各种冲击胁;中的影响这里推荐的冲击脉冲并不是用来模拟实际情况中所遇到的那些冲击，而盐14乙可能通过暴露相同的损坏和故障来重现真实环挠所能起引的影响。所以为了使冲击试验准确，适当考虑真实环境的冲击谱是必要的，然而，这种资料一般是不可多得的，而且往往局限于对峰值加速度的一个统计分布情况或者只局限于对设计水平的某种估计。考虑到实际冲击类型是很广泛地、有必要研究采用一种简单脉冲来再现具有给立峰值和不同脉冲持续时间的若干种不同冲击的影响的可能性。图12在曲线给出了

5、一系列半正弦脉冲所组成的冲击谱与单一后峰锯齿脉冲冲击谱的比较。可以看出，一系列的半正弦脉冲的冲击谱在相当大的程度上被较高峰值的后峰锯齿脉冲的冲击i普所重迭。所以对于初始谱来说，后峰锯齿脉冲可用作某些过载试验。8 SJZ 9001.23 87 一一一革111、。JIP毅短时间 Dz标称脉冲的持续时间(标称脉冲的宽度)A:标称脉冲的咋值加速度因8后峰锯齿波冲击脉冲的波形及容差甲一一一一-标称脉冲线一一容差范围线1.2A A 。.Ji -D 2:,_4D_1 -1 1 1 I ，、唱.。曾-翩恒叫国畸 检测脉冲的最强对同Di标称脉冲的持续时间(标称脉冲的宽度)Az标称脉冲的路值加速度梯形波冲击脉冲的

6、改形及容主主因4-一一一-标称脉冲线容差e范围线-四团团-配-四刷，、1 f川一mJkX2 k.: fp yt 冲击滋r:10 以共振频率f1、f2、f3为例的振荡框架或盒子图5质量弹怯系数相对某一吕定坐标系统的25多衍Zh x 一.-_ . c-;. Rj C+R) 时陪.C-R, 画画R) Q. (-J?) a嗣(-R) SJ/Z 9001.23 87 苟黠棕皮dt=。 dtl hT A-a 。因6c出无限数频率组成的冲击谱I1、12、18为连续曲线上的有限点c+ 1) Q. (- J) 11、12、13的响应0. (_/, 0.(+ f, z dl 。，Q , ，-、, 1/ h h F

7、a 图6b田二0. 图6a 激励脉冲力日脉;中i鼓励口i中的加速度激励脉冲的持续时间响应加极速度的限值2初始响应负初始响应正残余响应负残余响应-A . hmE?!可一pih 一11 amax -R A D A +R a +1 -1 51/Z 9001.23 87 国7有阻甩多自由度系统的框架J 时的li1大响哎,-E 口is誓加这Jlra 自2tzi主l立ALj t l ,J I!il!i 。.2il斗扩jUJ JI I I ! -f -I J队d占-1 eo /) u. U 11 i矿JEit份O. Qa 0.饰自二10.2 o. S 国8后峰锯齿脉冲的冲击2 1画t也 I一初始响应谱R-残

8、余响应谱Ai 问-ft:.n徽火璃1也A =5(1)111/.的自1)9加这!显。mjs 2.0 1.9 1.6 1.4 1, 2 1.0 饰他却连lAl中波ji;.主asO. O. C-Gi IGl!z. D C. 0 11 Iftlif.J!统弘I !() 叫百，1.2 i (=u 嘈.，-。、也3二1C.: Q.S a lCl E卜-ft约fET4fs甲，-回町唱-革.，.呵哥.，.? . . 1=开始的R=剩余的图9一个对称半jf弦波脉冲的冲击谱12 SJ/Z 900123 87 睛一-_.峙，._一一-二】._，一一，十一一-、.-，一. ;!.4 电2. 1.0 O. 13 0.0

9、2 7;3()t 明白-俨. , . ,. . ，.啕呻. 帽哼-.呵.r-. -咛-0.05 O 1 0.2 C.:) 1 .1. 图10对称式梯形脉冲的jili击谱, 二A巴iL部挥部&曲I初始响应谱R-残余响应诺，宁T 0.5 ?丁可lllO tJ:二骂:尸li lt;f f寸寸it-Z E! lJ 带有波纹的半正弦脉冲的冲击本1护A巳OQm!，D=l1民S铺位=ioc，俨, DG. 0 1三吕;在j-4江泊FE卒f?I一初始EiFJ应谱R一残余ELjS:进SJ/Z 9001，23一37一一一一一一一一一一一二十iL传广-611E 2.Zz 1.民i. 9 4元.、耳1.2 1, 0,

10、o. 0.E 0.0 1 .-一一申、yr d r M 5、1，- ，崎v-rJtK f ;二! 严?J?T呵。.OS0 1 I寸-d一y一.。，20.5 1 . J3化的A =300m/s2 归一化频率fD最大响应A =200m/s2 时的最大彭响D= 0.018 10 20 4自笛形M:剖的图12300m/S2、18mS后锯齿波脉冲的冲-击谐与200m/2及持续时间为3mS，8ms, 20ms半正弦脉冲的冲击谱的比较1 -初始的响应谱H一残余的响应谱w-一后峰锯齿注300m/s2 18m S x一一半王弦200m/S 220m S y-一半E弦200m/S,2 8 m S z一一半E弦20

11、0m/sz3mS 一14 SJ/Z 9001.23 87 ,. 一一牛一附录B贝。B1 目的在使用、装卸和运输期间很多设备易于受到冲击的影响，而这些冲击的强度变化很大，且具有复杂的特性。.冲击试验为确立试验样品经受这些非重复性冲击条件的能力提供了合适适的方法，对于重复性的冲击，试验EL碰撞SJ/Z9001.24-87(I E C68-2-29)被认为是更为合适的(见B2条)。本规范给出了通常使用的三种冲击脉冲破形，根据试验目的可采用三种脉冲中的一种。半正弦脉冲用于模拟线性响应系统的冲击或减速引起的冲击影响(例如z弹性结构的撞击，包装P品受到的冲击)。梯形脉冲在较宽频i苦范围上可使试验样品产生比

12、半正弦脉冲更高的晌应。当试验是为了再现实际梯形冲击环境(例如=爆炸冲击、飞行器的发射)产生的影响时，应使用梯形脉冲。后峰锯齿脉冲较半正弦和梯形脉冲的频谱更为均匀。与这些脉冲有关的冲击响应谱的资料在SJ/Z9001.23 87 ( 1 E C682 -27 )的附录A中给出。在某些情况下，要求模拟本试验给出的图2、3和4中的标称脉冲快形以外的冲击影响，例如:水下爆炸、空投瞬间诱发的冲击等等。在这些情况下，有关规范需要规立相应的试验要求。;11 ;击试验也适用于那些试验样品，即经设计将组件封装进充满气体、液体或j民状物的外无内或真空外壳内，可能需妥进行内强度试验的试验样品。但对充满固体填料或热固性

13、树脂而无内部空腔的封装试验样品通常不需豆进行此试验。B2 有关试验试验Eb:碰撞SJ/Z 9001 24一87C ( IE C68一2- 29 ) 试验Ec:顷跌与翻倒SJjZ9001 25 - 87 ( 1 E C 68 - 2 - 31 ) 试验Ed:重复自由跌落SJ/Z9001.26-87方法1(1 E C 68 - 2 -32方法1) 15 该试验用于模拟元器件和设备在运输期间或安装在各类车辆时可能遇到的重复性冲击的影响。该试验是一种主要用于评价设备型试验样品在工作台或长凳上维修操作期间或粗率攒动时，可能经受到的敲击或撞击影响的简单试验。这是一种用来评价由于粗率装卸可能经受到的跌落影响

14、的简单试验。该试验也适用于验证强度等级。5J/2 9001.23 87 一c_，.-.- .-. - . -一一一一一一一-.-_._V2一且一一一试验Eciz重复白白识落5J/1:9001.26 87方法2( 1 E C 68 2 32方法2) 试验E巳z弹跳(IE C 68 2 x x) (考虑中)该试验是用来重现某些元器件型试验样品，例如使用中的连接器，可能经受到的重复性忡击的22响。该试验是周末直到作为散装货物装在轮式车辆上，在不平的路面上运输时。可能经受到的随机冲击条件的影E肉。冲击和碰撞试验是将试验样品固定在试验台上边行试验。阳;跌与商倒、自由跌落、重复自由跌落和弹跳试验是用试验样

15、品的自由状态进行试验。B3 胁;中注形和试验严酷等级的选择CSJ/Z 9001.23 87 4条、5.2条和6奈的f和g ( 1 E C 68 2 27 4条、5.2条租S条的f和g，) J 准备规定这一试验的规范锦写者应参照SJ/Z9001.23 87 ( 1 E C 68 2 27)的第6条)，以确保上述内容均包括在有关规范中。只妥可能，施加於试验样品的试验严酷等级和冲击脉冲波?在应与试验样品在运输或使用期间注受到的实际环境条件租一致。如果试验的目的是评价结构完好性就要与设计要求相一致。应当注意运输环垣往往比工作环境更为严酷，在这种情况下，选取的试验严酷等级应考虑运输环境。试验样品可能仅需

16、去经去住运输环境，但在工作环境下通常要求性能，因此试验样品可能需妥进行两种条件下的冲高试验llP运输环挠试验后进行参数测量和工作环境试验期间进行性能检查。确定施加的试验严酷等级时，应考虑到工作/运输环境和试验严酷等级之间允许的足够安全余量。当工作/运输环境的冲击响应谱己却1时，应参照5J/Z9001.23 87 (I E C 68一227) 的图8，-12选取最接近于那一环境的冲击响应谱。对于包装产品来说，装卸和运输期间遇到的冲击往往具有简单的特性。使得有可能使用扒观察到的速度变化中获得的半正弦脉冲进行试验。当实际工作/运输环境未知时，应由用户提供所需资料。如果没有这方面的资料时，应由规范编写

17、者从表1中选取适用严酷等级，表1列出了产品在预期的各类运输和工作环境的试验严酷等级，同时还应参考SJ/Z9001.23 87 ( 1 E C 68 2 27)附录人的A3条。B4 试验样品的安装试验样品的安装方法己规寇在5J/2 9001.23 87 ( 1 E C 68一2一27)的3.3条中。注:z请读者注志参考SJ/Z9001.41 87 I EC 68-2 47) 16 SJZ 9001.23 87 一一一一一一一一一B5 容差(SJZ 9001.23 87C 1 E C 68一227 J3.1条和3.2条和图2、3、4) 当基本脉冲形波、速度变化、横向运动的容主要求被满足时，该试验具

18、有高的再现性，当要求高再现性时，尤其对鉴立或验收试验在所有情况下都应保持这些容差要求。关于容差要求的例外情况在本试验的3.1条中给出，这些例外情况用于质量大和/或体税大的试验样品它们具有高的电抗负载，因而不能满足规定的容差要求，在这种情况下，有关规范应规寇由用户同意的较宽容差。另方面，有关规范可以妥求将试验期间的实际情况记录在试验报告中。当试验某些类型设备时，由于试验样品的质量和动态晌应会影响冲击机的性能，为了检查这些特性，需要进行予冲击调试。对于复杂的设备在试验样品仅有一个或数量有限的情况下，在正式试验之前由于反复施加冲击可能引起过试验或非典型性累积损伤。在这种情况下，如果可能，建议使用个代

19、表性的设备(例如拒收设备)进行检查。当没有这种设备时，有必要使用一个具有合适质量和重心的立体模型检查。然而，应当指出的是立体模型与实际设备在实际动态晌应上不可能相同。用下述方法中的任一种可以确定速度变化za. 根据冲击脉冲(不包括回跳运动)的冲撞速度。b. 使用自由跌落装置时，则用跌落和回跳高度。C. 用加速度/时间曲线积分。当规定积分方法时，除非另有规定，实际速度变化应用脉冲开始前的0.4D到脉冲后的O.lD区间内的积分来确定。这里D是标耽脉冲持续时间。应当注意，使用积分法确完速度变化可能是困难的，尤具对SJZ9001.23 87(IEC 68 2 27)的3.1.2条要求的容差更是如此，同

20、时该方法可能需要采用精密的装置，在采用这种方法之前应考虑成本。表l冲击试验严酷等级的各种型典应用示例 严酷等级( 4 , 5.阳门6条的f、g|脉冲应用一一峰值加速度l持在时间|波形m s I -一-一-一-元器件说备m/ s 2. 口值放等! 装卸和运输的基本强度试! 验，永久固定的地面设备和在抗冲击包装中仅用公路、铁路或飞机运输的设备147 15 11 后峰锯齿，半正弦或梯形波17 5J/Z 9001.23 87 一-一表一，咱，.-.-.- 级等酷严用应冲脉(4. S.2条和6条的f、g点形波度速值2日峰备设牛一兀ms 等放值gnm/sl 安装设备的结构完好性，安后峰锯18 3 294

21、机中装在一般公齿，半的设备或以固定状态用上述工具正弦或的设备。梯形波安装在满载越野车辆上或以牢固包装的元后降锯11 SO 490 的设牢固状态用这种车辆运和安装在一般齿，半备，散装在一般公路或铁路车辆公路或铁路上行驶正弦或.土长途运输的设备。在工业区使的轮式车辆或亚音梯形被装置冲击的用并经受到械速，超音速运输设备。机，商船以及小型设备用元器件或经这些工具运输的元器件。安装在重工业设备上的元器件。在公路或铁路运输中受到的严重装卸冲击的设备。受到由于牢固包装并由车辆运输载越齿，半6 100 981 火箭(空间运载工具)的点火，的元器件，或安装正弦或以及级间分离，空气动力的在这种车辆上的注梯形泣空间

22、运载工具返回大气层等引起备中的元器件。或18 的高强度冲击的设备。散装在任何形式的飞900L22 87 SJ/Z 一.-表山叶剧院甲一.- 一、一一一一一一用:主由?问1，、圾飞r二飞自台r ( 4 , 形、.，.iJX,_ 各l_ 以川川叫川旦汀Y乙便携式设备。公路或铁路牢辆上月12时间度速力J值飞俨haJF hu 口lSm/s% 1 1长途运输的便提式设备上的元器罚，卢了。安若在亚音速或超Ef速飞机上的t 设备中元器件。;也西、水上、空中设备受到半导体器件、主I主7L1+， -1-二t22i罢炸激励冲击的影响。集成电路、棋?在电和后峰1 500 4900 路的结构完好性试毛15齿验i 半正弦i 半导体导队1 0.5 i; , i 汶!-集戎电路军口做形也i l ! : | 峰削的结向忧完好七阳;l ; i 坠出。! 本表是非强制性的，但所列的严53等圾是各种应用的典型示例。必须记住，将会有使用中经受的实际严酷等级不同于表中列出的严险等级的情况。一固定在枪炮上的设备。一一一5.2条早日6条的f、g点): 1500 19 14700