GB T 2424.25-2000 电工电子产品环境试验 第3部分 试验导则 地震试验方法.pdf

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1、G/T 2424.25-.2000 前占1日本标准等问采用国际电工委员会标准IEC68- :)-3: 1991 (环境试验第3部分:试验导则设备地震试验方法X第一版)制定的。本标准详细叙述r如核电站设备、建筑设备和电工电子产品的地震试验方法，肉为这些改备和电工电子产品(下文称样品)在其使用期间可能会经受到短持续时间的非平稳随机形式的动态力的作用.其典).1日的例子是由于地震在样品中所产生的应力。这些应力的特性和样品的阻厄使样品的振动响应达不到稳态条件。当相关规范规定设备鉴定要傲地震试验时，本标准提供了J系列能用来鉴定其性能的试验方法。本标准的附录A是标准的附录。本标准由中华人民共和同信息产业部

2、提出。本标准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归口q本标准起草单位信息产业部电子第五研究所。本标准宅要起草人张友兰、阳)11、纪春阳、王树荣、徐忠根。ti :1 ;) GB/T 2424.25-2000 IEC前言1)国际电工委员会(IEC)关于技术问题的正式决议或协议，是由所有对该问题特别关注的同家委员会派代表参加的技术委员会制定的，它们尽可能表达r国际上对所涉及问题的一致意见。2)这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用，在这种意义上为各国家委员会所接受。3)为了促进国际上的统，国际电工委员会希望所有国家委员会在制定国家标准时，只要国家具体条件许可，应采用国际电工委员会

3、的推荐标准内容来制定他们自己的国家标准，国际电工委员会的推荐标准和国家标准之间的任何不同之处应尽可能在国家标准中明确地指出e本标准是由国际电工委员会第50技术委员会(环境试验)50A分技术委员会(冲击、振动与其他动力学试验)制定的。本标准内容以下列文件为基础:六月法文件表决报告50A(COl179 50A(COl182 本标准表决通过的详细资料可在上表指明的表决报告中查到。636 引言中华人民共和国国家标准电工电子产晶环境试验第3部分:试验导则地震试验方法Environmental testing for electric and electronic products Part 3: Tes

4、t guidance Seismic test methods GB/T 2424.25- 2000 idt IEC 68- 3-3: 1991 本标准规定了两类三种试验方法，导则包括在每一种试验方法中，本标准的导则可直接用于选择合适的试验方法，并在地震试验中应用。本标准结合GB/T2421一起使用。引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 2298一1991机械振动与冲击术语(neq1SO 2041: 1990) GB/T 2421 1999 电工电子

5、产品环境试验第1部分2总则CidtIEC 68-1:1988) GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第二部分试验方法试验Fc和导则:振动(jf弦)(idt1EC 68-2-6:1982) GB/T 2423.43-1995 电工电子产品环编试验第二部分=试验方法元件、设备和其他产品在冲击CEa)、碰撞CEb)、振动(Fc和Fdl和稳态加速度(Ga)等动力学试验巾的安装要求和导则Cidt1EC 68-2-47 :1 982) GB/T 2423. 48-1997 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ff振动一时间历程法(idt1EC 68-2-57: 1989) GB/T

6、 2423.49-1997 电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Fez振动一-jf弦拍频法(idtIEC 68-2-59: 1990) 第一篇概述1 目的本标准主要适用于电工电子产品，也可用于其他设备和部件。设备地震试验的目的是证明设备经受地震产生的应力和位移时，或经受此应力和位移后完成其要求所需要功能的能力。可采用分析法或试验分析综合法验证设备性能，但它超出本标准讨论范围5本标准只限于完全以动力学试验数据为基础的验证。国家质量技术监督局2000-10-17批准2001- 06-01实施637 GB/T 2424. 25-2000 本标准只讨论能在振动台上进行试验的全尺寸设备的地震试验。当

7、有关规范规定以地震试验为鉴定目标时，本标准提供试验方法的分级。tt超出本标准范围的，通常所说的脆性试验不考虑，因为丰标准民给出地震试验的般应用指南.主要是给出GB/T 2423革列标准试验方法的使用指南E可根据本标准的原则，选择试验方法，并且这些试验方法本身是以GB/T2423系列标准为基础的古本标准可供生产厂家用来证实设备性能，或供用户评估和验证设备的性能。2 一般说明地震试验通常分两个震级2般震级和特定震级。不能认为哪一震级比另震级更需要。两个震级之间的差别在于确定地震环境特征的有效性和(或)准确性。对用于特定环境的高可靠安全设备.譬如核电站的安全设备，应采用特定震级，而不是般震级。附录A

8、给出选择试验类型(一般震级或特定震级)的流程图和本标准讨论的四个独立试验流程图(A1A)。要从本标准中得到最大助援.建议先彻底研究这些流程图。2. 1 一般震级一般震级适用于不专门考虑地区特征、支承结构或建筑特征影响的地震运动的设备。就承受这一震级的设备而言，地震运动一般用地雨峰值加速度这样一个数据来表征。从有关地域的地震资料中可得到这一峰值加速度。当设备不安装在地面时，应考虑建筑物和(或)支承结构的传递率。2.2 特定震级这一震级适用于专门考虑地区特征、支承结构或建筑特征影响的地震运动的设备。对承受这一J震级的设备而言，地震运动由响应谱(可由不同阻尼比计算)或时间历程确定。3 定义本标准术语

9、的定义见GB/T2298、GB/T2421、GB/T2423. 10、GB/T2423.州、GB/T2423.49。这些标准中没有的定义或不同于这些标准定义的，在此处给出。3. 1 组件assembly 指有同一安装或共同支承结构的两个或两个以上的元器件。3. 2 3分贝通带bandpass at 3 dB 由大于或等于特性曲线最大值的J/2倍的点所确定的频率区间(见图1)。3. 3 基本响应谱basic response spectrum 由建筑物特性及其地板、阻尼比等确定的不变响应谱，并可从特定的地面运动中获得(见图1)。注:地板的基本响应谱一般是窄带型。3.4 宽带响应谱broad-ba

10、nd respons巳spectrum描绘存在许多互相作用的频率而又必须作为整体对待的运动的响应谱(见图2c)。注:带宽一般大于一个倍频程。3. 5 危险频率critical frequency (技术上等效于GI3/T2423. 10一1995的8.1) 样品出现故障和(或)性能下降的振动频率，或产生机械共振和(或)其他效应(如颤震)的振动频率。3.6 交越频率crossover frequency (技术上等效于GB/T2298) 振动特征量从一种关系变为另一种关系的频率。注:例如，交越频率可以是这样的频率，在这一频率上，振动幅值从随频率等位移变为随频率等加速度值。3. 7 阻尼dampi

11、ng(不同于GB/T2298) 阻尼是表征系统中许多能量耗散推理的通用术语。实际仁.11.尼取决于向多参数，诸如结构、振砸、应变、作用力、速度、材料、连接滑移等。G3H GB/T 2424.25-2000 3. 7. 1 临界阻尼critical damping 允许一个有位移的系统元振荡地回到初始位置的最小粘性阻尼。3. J. 2 阳尼ttdamping ratio 在今个粘性阻尼系统中，实际阻尼与临界阻尼之比。3. 8 方向系数direction factor 指地震产牛的地平面水平加速度和垂直加速度之间，通常存在的数值差别系数。3. 9 地板加速度floor acceleration 由

12、己知地震的地面运动导致的特定建筑物地板(或安装地板)上的加速度。注:实际上，地板加速度可分解为水平和垂直分量。3. 10几何系数目eonletrcfactor 单轴试验中需要考虑多轴同时输入振动设备的不同轴线之间相互作用的系数。J 11 重力加速度品由地球重力而引起的标准加速度.它随海拔高度和地球纬度的不同而变化。注:在本标准巾.值取整数为10m/s2 0 3. 12 地面加速度ground acceleration 由己知地震运动产生的地面加速度。注实际上地而加速度可分解为水平和垂直分量。3.13 横向频率lateral frequency 根据整体共振频率按3dB响应确定的两个频率(见图1

13、)。3. 14 故障malfunction 设备启功能力或维持所需功能的丧失，或对安全性产生有害结果的误动作。注2故障将由有关规范确寇3.15 窄带响应谱narrow-band response spectrum 单频激振占优势的响应谱(见图2a)。注I 带宽A般等于或小于1/3倍频程频带。2 当存在几个界限分明宽间隔的频率时，如果认为合适，它们的每-响应可分别处理为嘻带响应谱(见阁部)。3. 16 固有频率natural frequency 只取决于结构本身物理特性(质量、同rJ度和阻尼)的自由振动频率。3. 17 整体共振频率overall responce 指整个结构增强激励运动的共振频

14、率。注在1Hz- 35 Hz频率范围内，整体共振一般对应于一阶振动模态.当黯体共振频率在要求响应谱强部之内时.考虑整体共振频率是重要的见3.27)。3. 18 间歇pause 相邻两试验波之间的时间间隔(如正弦拍频)。注间歇不应导致样品响应运动的有效叠加。3. 19 优选试验轴线preferred testing axes 相应于样品最易损坏的轴线的三条正交轴线。3. 20 所需PIJ，if.谱required response spectrum 用户规定的响应谱(见图1、图2、图3)。3. 21 共振频率responce frequency 共振频率是这样的频率，以其作受迫振荡时，激励频率的

15、变化会降低系统的响应巴注1 J飞振顺卒取决r被坦变量。对于给定的模态、位移、速度和加速度的共振频率将依次增加.对于通常的阻尼比，这639 GB/T 2424.25-2000 些共振颇率之间的差别并不大。2 在地震试验中，通常假定响应传递率大于2时，共振频率才有意义。3.22 响应谱response spectrunl (不同于GB/T2298) 一系列有一定阻尼比的单自由度系统对规定输入运动的最大响应曲线(见图1、图2、图3)3.23 Sl地震Sl-earthquake 设备运行寿命期间可能出现的地震，为此，有关安全的设备要设计成能无故障连续工作。注，SI地震相当于核电站中的运行基础地震(OR

16、E3- 24 S2地震S2-earthquake 对S2地震，某些结构、系统和元件要设计成产生最大地面振动的地震时能从根本上保证总系统的jE常功能、结构完整和安全。注S2地震相当于核电站中的安全停堆地震(SSEl。3- 25 正弦拍频sine beat 由较低频率正弦波调制的单频连续i正弦波。一个正弦拍频的持续时间是其调制频率的半周期。注:本标准中，把正弦拍频视为单频波。3.26 时间历程强部.s trong part of time -history 从时间历程曲线最初达到25%最大值起至最后降低到25%最大值为止的时间历程部分(见图5), 3. 27 响应谱强部strong part of

17、 the response spectrum 响应谱的响应加速度高于所需响应谱一3dB通带的部分(见图1)。注:响应谱强部般位于1/3频带内。3.28 超高系数superelevation factor 考虑建筑及结构传递率引起对地板加速度变化的系数。3. 29 合成时间历程synthesized timc-history 人工产生的时间历程，其响应谱包含所需响应谱。3. 30 试验量值test level 试验波形的最大峰值。注:地震试验巾，加速度是常用参数。3. 31 试验频率test frequency 由有关规范规定的危险频率和预定频率。3.32 试验响应谱test response

18、spectrum 从振动台的实际运动中通过分析得出的或用频谱分析设备导出的响应谱(见图1、图2c)、阁2d)。3. 33 时间历程time-history (不同于GB/T2298) 由某一运动产生的加速度，位移或速度等的时间变化函数记录。3.34 零周期加速度zero period acceleration 响应谱加速度的高频渐近值(示例见图1)。注:零周期加速度具有实际意义，因为在一个时间历程中，它代表最大的峰值加速度，这种零周期加速度不可与响应谐的峰值川速度相I!滑。4 鉴定需考虑的事项相关规范应包含4.1、4.2和4.3中论及问题的有关数据资料。4. 1 使用条件样品试验时应尽可能重现

19、实际使用条件.尤其是试验应力综合作用而影响设备的工作或完整性的那些(电、机械及热压力等的)使用条件。试验中不考虑这些使用条件时，应说明其忽略的正当理由4.2 故障判据已知或已选定使用条件和使用功能时，相关规范要规定验收和(或)故障判掘的!3 ! ) GB/T 2424.25-2000 注:当设备的最终使用条件或受民样品的使用条件未知时不能准确确定故障判据，因而在没有II当理由情况rj， 行假定.例如，在缺少更合适的资料时，通常假定电路故障持续时闯为，)nlS C 4. 3 鉴定标准可采用如下鉴别等级，特定设备允许标明鉴别等级符吁0级:地震试验中或地震试验后未出现故障的设备。1级:地震试验中出现

20、故障而试验后恢复其I正常状态的设备。2级地震试验中出现故障而完成试验后前要复i或调整但无需更挽元件或修理的设备r5 试验程序般震级试验根据第6章第10章，特定震级试验根据第11章第15章进行。5. 1 安装应按照GB/T2423.43中的规定安装样品。注.通常对于带隔振辑使用的样品、其更详细指南见Gll!T24 21.10-1990第A5章。安装样品时应考虑接线、电缆、管道等的影响占地震试验也应包括样品正常使用的安装结构，除非说明正当理由。应规定样品试验时的方位和安装，这是样品合格鉴定的唯4条件，除非有正当理由按兔试条件鉴定(例如，如果能证明重力不影响样品的工作性能人5.2 测量应根据GB/T

21、2123.10、GB/T2423.48和GB/T242;，.49的规定进行测量。5. 2. 1 振动台上的振动测量应在振动台上进行振动测量，以保证在需要测量的位置上施加正确的振动等级。应规定持久记录的参数(位移、速度、加速度)、使用的设备和每个传感器的功能(基准、测虽)。5.2.2 在样品上进行振动测量除振动台测量外，可在样品上进行振动测量，以进一步提供试验中的样品性能资料。这些测量不属振动试验的要求部分。5. 2. 3 在样品上进行功能监测对需要进行功能评价的样品，应监测其在试验前、试验中和试验后的性能c设街的相关规范应给出需持久记录的性能。5.3 频率范围地震时主频率一般在1Hz-35 H

22、z。这一频率范阴足以确定样品的危险频率并进行试验。tl:某些情况下，根据存在的危险频率.1Hz-35Hz的试验频率范罔呵扩大或缩小，但应说明其IE当则由。第二篇一般震级本篇介绍适用于一般震级样品的推荐的地震试验方法.对这峡样品而言，不知道或不准确知道其地震环境。6 状态6. 1 试验类型的选择要证明样品经受地震的能力，表1中几种类型的试验叮供考虑。般震级巾，优先选择单轴正弦拍频试验或单轴正弦扫描试验.其用自如下:a)正弦拍频，其波形相似于呈现单J共振波形的简单结构地板的水平地震波形，b) 11弦扫描，容易实现.fS.比之实际地板地震波其仿真性较差。虽然牛般不推荐多轴试验，但当样品兰个优边试验轴

23、之间有显著桐合或不希唱使用几MF:i 11 ;j税( 1 GB/T 2424. 25-2000 时，可用多轴(双轴或三轴)试验。若用多轴试验，应谨慎使用单频波，如正弦拍频、正弦扫描和定频正弦.因为不同轴的地震加速度峰值通常是不同相的。因此应该用像时间历程那样的复频波。试验波正弦扫描正弦拍频时间历程定频正弦注:a:推荐Ib ，合适;C:一般不推荐B6.2 试验方法选择有两种试验方法:a)标准幅值常规试验表l试验类型选择单轴试验a a b b 用于设备使用条件未知的情况(见第7章hM计算幅值试验z试验类型用于已知设备使用条件足以确定其不同试验参数的情况(见第8章)。7 标准幅值常规试验方法7. 1

24、 应用多轴试验C C a C 常规试验有三个性能等级，常称为鉴定等级(见表幻，设备使用条件未知时，推荐用此常规试验。样品用户应确定样品已经试验的鉴定等级是否适合应用。设备达到某一规定鉴定等级后，倘若满足所有其他要求，可要求对设备进行高于或等于该等级的鉴定。表2性能等级地板加速度a，性能等级水平分量垂直分量m/sZ m/s 6 3 E 9 4.5 E 15 1. 0 特交越频率高于1.6 Hz时，可用这些等级。1.6 Hz至日.8Hz，用速度幅值。低于O.8 Hz.用位移幅值，见图7a)。7.2 试验条件标准幅值常规试验方法只用于单轴试验。不同轴线可-个一个地施加激振。试验加速度可根据性能等级(

25、见7.2.1)、波形系数(见9.2. 1)、几何系数(见9.2.2)确定。7. 2. 1 性能等级(标准幅值常规试验)标准幅值常规试验方法中，地板加速度(ar)直接从表2给出的性能等级中选取。7.2.2 试验波形推荐试验波形是5周正弦拍频或芷弦扫描。但若有充足理由，允讲用其他波形。选择等级的激励加速度最大值时应用波形系数(见9.2. 1)和几何系数(见9.2. 2)修正。8 计算幅值试验方法8. 1 应用如有足够可用的样品特性和安装场地资料，则推荐采用计算幅值试验方法，因为与标准幅值常规!试6.12 GB/T 2424.25-2000 验方法(见第7章)比较，它能更准确地估算试验等级。8.2

26、试验条件原则上，这是单轴试验，试验中，不同轴线司A个一个地施加激励。例如，该试验方法适合于不同轴线间相互作用小或相互作用能用几何系数考虑的情况。8. 2. 1 性能等级(计算幅值试验)试验严酷等级由下列参数值确定，设备的相关规范应规定如下参数za)试验波形(见日.2. 2); bl样品阻尼(见8.2.3);c)越高系数(见吕.2.5);d)方向系数(见8.2.6);的试验持续时间(见9.1) ; f)试验波幅值(见9.2)。8.2.2 试验彼形选择当样品阻尼值与5%7.0 N 1)近似统一建筑代码区(国际建筑学会儿2) MSK(相对于修正麦氏烈度表)囚注从图7b)能看到与速度等锢的交越频率在1

27、.6 Hz.与位移等帽的交越频率在0.8Hz。8.2.5 超高系数(Kl由建筑物和结构的振动特性产生的地面加速度放大系数可用超高系数K来计算。表t中给出了推荐值，但如果知道场地情况，相关规范可规定其他值已系数K1. 0 1. G 2. 0 3. 0 表4推荐超高系数K应用安装在刚度基础或刚性结构上的样品与建筑物刚性连接的装置与建筑物同1)性连接的硬结构上的装置与建筑物连接的低刚性结构上的装置地震烈度MSK回II-IX 民() 1 :- GB/T 2424. 25-2000 8.2.6 方向系数(D)两个水-jL轴线的地震运动般都大于垂直轴线的地震运动。如果规定f样品安装状况，应根据优选的水平试

28、验轴义和y用100%试验值，而垂直轴z只用50%试验值来进行试验n未定安装位置的试样，在所有三个优选试验轴都要进行全值试验，除非相关规范另有说明。方向系数列于表50表5方向系数(D)振动轴系数LJ限制说明卓平轴线I1-. 1 Jj(平轴线1J，lJ. -1 垂直轴线D，l =0. S 民用于规定的垂直位置垂直轴线D，D，一1安装位置丰规定时普安装位置未规定和重力妓应不影响样品性能肘，须进行二次试验。样品一个主轴线中的每个轴线依次在垂直平商上进行试验。每一试验情况的方向系数为:D，=l.Dv=l.以=0.5。8.2.7 地板加速度(a，) 计算幅值试验方法中，优点是利用更多的数据资料，地面加速度

29、(a，)已知或已由相关规范规定。因此地板加速度(a，)jjJ由下述公式确定:a, -8KD 式中:Ug 地面加速度01.8. 2. 4) , K 超高系数(见8.2.5)，D一一一方向系数(见8.2.6)。9 试验参触9. 1 试验持续时间地震试验持续时间应相当于地震时间历程强部的持续时间(见图5)。按10.2.1用正弦拍频波进行试验，其试验持续时间取决于规定的试验频率、拍频数和间歇。接10.2.2用正弦扫描时，其试验持续时间取决于所需频率范围、扫描速率、扫描循环次数和所包含的试价方向数目。对定频正弦试验，其试验持续时间至少应足以达到5周波最大加速度幅值(见图的。9.2 试验加速度问)试验波幅

30、且可规定为加速度、速度或位移波的最大值，只有加速度是参照地震的特性。标准幅值常规试验法(见7.2. 1)或计算幅债试验法(见8.2. 7)的试验加速度(a，)用地板加速度(a，)确定。然后按使用的试验i设和安装位置轴线间任何相互作用来调整地板加速度(向)。用波形系数()和几何系数(C)来调整地板加速度(a，)。因此a，值就代表要施加到样品的阳速度最级，并由以下公式计算:a，二a，.G 式中:a地板加速度(见7.2. 1及8.2.7)， 波形系数(见9.2.)，G一一几何系数(见9.2.2)，9. 2. 1 波形系数()不同类型试验波形的产生，取决于设备阻尼的不同严酷等级。用i皮形放入系数考虑这

31、-效应.x.j 周正弦拍频波形其值为1.5周正弦拍频试验放形相似于经插人结构滤放后的实际地震的地扳波形。 l I G8/T 2424. 25- 2000 其他试验波的波形系数值通常由5%的阻尼比未确定。表6给出不同阻尼比的连续正弦或iE弦扫描的波形系数俏。这)JOI;值可由图6计算求得，阁6也可用来求取每拍不同周泼数1正弦拍频初阻!己比的波形系数。样:14.4中的表7给出了设备阻尼值的实例表6波形系数设备阻范(临界阻见的百分比只)5周/正弦拍频连续正弦和E弦扫描(1o(t /mm) t三:2%1 O. 3 2纠lO% 1 O. 8 9.2.2 几何系数(C)如果关于样品安装场地的激励情况资料小

32、足，几何系数G取为21 一与其他轴线元相互作用的单轴激励，1. 5 与其他轴线有相互作用的单轴激励。10试验程序10. 1 振动响应检查试验振动响应检查试验提供危险频率数据。它也能用来提供应尼比和能进行单轴或多铀试验选择的数据。此试验常用单轴正弦激励，在1Hz35 Hz频率范围内进行个循环对数扫描，上下扫描速率低到足以显示危险频率，但不超过1oct/min 0 振动响应检查试验过程中施加的振动幅值不应大到产生与试验本身放应可相比拟的程度。但试验振幅应该大到足以考虑取决于振幅的危险频率和阻尼的非线性。注:常用2m/:/的振动帽值，在剧烈共振的情况下.此值可降至1m/s2戎更低些E应该注意到由于实

33、际情况的复杂性或接触关键部件(如封装继电器等)的限制，这些振动响应检奇试验不能揭示出所有危险频率。也由于非线性，高量级共振响应的频率和阻尼可不同于低量级共振响应的频率和阻尼，某些共振低激励时可能不明显。因此，低量级检查试验的结果不可能总是提供关于设备动力学的完整数据资料。10.2 试验类型10. 2. 1 正弦拍频试验如果有关规范元另外规定，根据GB/T2423. 49(见图4和附录A)，试验是单轴型，试验波也一列h个正弦拍频组成。施加到振动台的加速度由7.2.1或8.2. 1中性能等级魄定。试验在5.3中所规定的频率范围内进行。a)元危阶频率的设备以不大于112oct为步进级，施加试验频率必

34、须是5.3所规定的频率范围，还必须施加未包括在内的任何预定试验频率。少用这些频率进行的试验应该说明理由。b)有危除频率的设备试验频率应是相关规范规定的危险频率和预定试验频率。少用这些频率进行的试验则应说明现由c10. 2.2 正弦扫描试验本试验为单轴型。施加到振动行的加速度由7.2. 1或R.2. 1中的性能等级确定。推荐对数扫描速率为1oct/min，频率范围按5.3巾的规定。10. 2. 3 其他试验波形如用其他波j巴.譬如用时间历程，应该说明相关的试验程序是合理的。b斗口GB!T 2424.25-2000 第三篇特定震级11 状态件)。当如下参数确定且适用时，建议样品按特定震级所述程序i

35、ilh试验:a)所需响应谱和地震持续时间(适用时); b)所需时间历程。对这种震级，通常应指明要模拟效应的Sl和切地震次数以及要二号虑的负荷条件(而不是地震条对特定震级试验，根据标准推荐如下试验波形:正弦扫描(主要用于振动响应检查，GB!T2423. 10) 正弦拍频(GBjT2423. 49) 时间历程(GB/T2423.48) 定频止弦(在GB/T2423. 10剧定频率上的持续时间)12 试验波形的选择本章内容应与第14章结合起来理解。试验波形的选择应考虑样品处于安装位置时和在规定地震影响下的预期特征。无论采用哪种波形，测量的试验响应i苦应包含所需响应谱，总的试验持续时间至少应等于地震强

36、部的持续时间(见第11章)。对本标准来说，试验汲型分为两类:a)复频波21)时间历程(自然波、综合波或随机波); z)其他波(要说明理由); b)单频波:3)正弦扫描;4)正弦拍频;5)定频正弦(图9)，6)其他波(要说明理由)。12. 1 复频波振动谱是宽带时，试验波一般成该是复频疲。但若有正当理由(见12.们，允许某4比例外。12.2 单频波在特定震级试验中-般不采用正弦扫描试验。如果地面振动经其中一个结构模态滤波，自u产生的地板运动可思示为主频。这相当于窄带所需响应谱.在这种情况下，单频振动可以是满意的激振。单频试验响应谱不应误认为是每一试验频率得到试验响应谐的包络。相当于每年试验频率的

37、试验响应陆应大于或等于基本响应谱(见图1)的强部门dB通带)。对应每一试验频率的试验响应谱的包络应大于或等于所需响应谱(见13. 2)。通常只有用人为地加宽响应谱的方法去考虑诸如场地变化、结构轴或设计的不定因素。在这种情况下，而且又无地板地震运动是窄带响应谐的其他证据，根据这加宽响应谱，应该假定激振是复频的。单频试验可用来鉴定如下情况的设备:a)无相互作用的共振频率(间隔大于1/1oct时.可认为属于这种情况hM设备的共振频率在所需响应谱强部之外，c)有正当理由的特殊情况。6.1- 6 13试验波形13. 1 概述13. 1. 1 试验波形的技术要求使用的试验波应该是:GB/T 2424.25

38、 2000 a)产生的试验响应谱大于或等于所需响应谱;b)具有的最大峰值加速度至少等于零周期加速度gc)有安全余度地再现所需地震的效应(13.1.2) I d)理论k不包括大于35Hz的任何频率，但如果试验波中存在这样的频率，在评价试验响应谱时不应考虑它们。13. 1. 2 具有安全余度的地震级应模拟在评估特定场地的地震风险时，需要考虑设备安装寿命期间估计可能经受的51和白地震的次数。般假定SI地震五次和S2地震一次，除非认为其他次数是合理的。但是，为了有较大的安全余度.设备町经受相当于52地震级的两次试验。SI试验后至少应该有一次S2试验。每一试验的持续时间至少应等于用来确定所需响应谱的时间

39、历程强部的持续时间(见14.5)。换句话说，试验至少应模拟样品经受SI地震和白地震时的疲劳强度。因此，每一试验都应以相同安全余度来模拟地震效应。由于应力强度的增加，抗疲劳强度就降低，因此，若选择的次数合理，SI试验可由产生相同的总的疲劳累计损伤效应的S2试验来代替。为f提供按相关规范规定的功能检查，施加到设备上的S1和S2试验的持续时间和次数可以超过要求值。在这种情况下，施加的试验波与需要的一样多，但疲劳失效的可能性却增加了。模拟SI和52地震的试验波可作为波列来施加见图4)。在这种情况下，各试验波之间必须有足够的间隔(至少2叫，以选免它们的效应在设备上叠加。13. 2 复频试验应根据13.1

40、中的推荐进行复频波试验。尤其应该通过合适的分析进行检查，以证明试验响应谱包含所需响成谱。进行适当分析的推荐值是:阻厄为2%10%时至少用1/60ct，阻尼为2%或更低时则用1/120Clo如果阻尼大于或等于10%，合适的分析值用1/3Qct是足够的。13. 2. 1 时间历程试验对样品施加时间历程(见3.33)进行试验以模拟样品可能受到的激振。应该证明试验响应谱等于或大于所需响应谱(见阁2c)。试验波的持续时间至少应等于地震强部的持续时间。这个值一般在5slO s之间。13. 2.2 叠加正弦拍频的时间历程试验为得到合适的试验响应谱而又不用不合理的高峰值输入，其他波形，譬如正弦拍频可以加到时间

41、历程上。因此，不必用实际上大于所需响应谱零周期加速度的输入，而调整输入去满足所需响应语是允许的。为了提供大于或等于包括样品共振频率上至35Hz频率范围内的全部所需响应谱的试验响应谱，输入应叠加1-.个或更多的正弦拍频(见图2川、2b)、2c)、2d)和图3)。如果频谱带宽需要不只一个频率的正弦拍频，它们可以同时引进。但是.如果所需响应谱己人为地加宽来考虑建筑物响应或设备方向等不定因素，正弦拍频可按顺序施加或按13.3.2的方法施加。这些试验技术上的改变应该有正当的理由。13.3 单频试验以个频率和帽值施加单频波致使试验响应i曹大于或等于基本响应谱(见图1)的最大部分。如果试验响应谱不覆盖3 d

42、R遇带.要说明理由。具有相似隔值的基本响应谱一般将表现不同的频率，这取决于土质，建筑物高度或设备位宵的主GB!T 2424.25 2000 别p在这种情况下，施加单频波的频率是出现频谱强部的设备危险频率和任何预先规定的频率，除非说明理由(见12.2)，以不大于1/20cl为级逐级施加频率(见图2d).试扮频率在53所规定的频率范围内。这可预防通常用正弦扫描进行的振动响应检查时漏检某些危险频率的可能性。如若适用，试验应以横向顿率及样品的整体共振频率进行。考虑试验波的放火和阻尼比514时某卒向!ti苦的特性illi线.计算施加到振动台的输入量i在试验波的最大值至少应该等I一所需响应谱的零周期加速度

43、u当设备具有低于2纠或高于10 ;.;，阻尼比的频陆强部的危险频率时啕输入址安参考与设备阻厄比相符的基本响应谱特性曲线来确定n沿样品比轴线的所有试验完成后.要注意样品机械特性的变化。;在这种情况F.1:&证明通过重复振动响应检杏试验所记录到的新的危险频率是保持在初始横向频率确定的频率r:IJ内。13. 3. 1 正弦扫描试验在等于或大F设备鉴定的频率范围t.以小岛过1oct/min的速度.用连续低量级对数频率扫描循环进行Jl:.弦扫描试验必须用升高和降低频率米完成扫描周期。13- 3. 2 正弦拍频试验调整每拍的周波数以使试验响应谱包含基本响应谐的3 d通带(见图l)。拍的加速度峰值至少应该等

44、于所需响应谱的零周期加速度的峰值(低频时所需响应谱变为低于零周期加速度的情况除外.见图2a)。对给定正弦拍频加速度峰值.试验的安舍余度随周波数增加。对大于或等于基本响应诺3 dB通带的试验响应谱，每一-正弦拍频常用510周波。这些正弦拍频响应谱的包络应该包含所需响应谱。应该用5.3规定频率范围内的试验频率和以不大于1/20Cl为一级逐级施加一列五个正弦拍频(或定频正弦)。试验幅值应该和对应于Sl地震零周期加速度量级相当.随后的E弦拍频如t述由对应于S2地震的零周期加速度量级来确定。正弦拍频响应谐的包络应该包含所需响应诺s13. 3. 3 定频正弦试验对每试验频率，定频正弦运动施加到样品时，要使

45、其试验响应i茜主少在规定频率范围内(基本响应谱3dB通带)(见图1)包络所需的响应i曹.具有量级至少等1所需响应谱的零周期加速度U输入信号应该有足够的持续时间，使相当于零周期加座度的最大幅值有五周波(见图的。13- 4 其他试验波形根据13.1的建议，如说明正当理由，就能采用其他波形。14 试验条件14. 1号lifj本章指出的程序推荐用于设计能经受地震的样品试验币通过使祥品以某安全余度经受模拟地震运动的振动来进行地震试验，安全余度由所需响jJLi昔或时间加程来确定。这种试验程序的理论基础不属于本标准范围，但能容易地从有关技术文献中资得。如第12章所述，着手确定样品鉴定试验时的?困难问题是选择

46、合适的试验波许多闪紊应该考虑，譬如样品的类型、样品的位置、预期地震的特性3更进B步还需要确定样品是否为特定应用或通用。前一种情况下.地震运动可能要作严密规定，然后根据这些规定条件选择试验。而后一种情况下，试验的设tf是针对未来的应用对设备样品进行鉴定，对其未来的所用所规定的是更一般的所需响应谱。在编写相关规范时，通常要给出所需响应谱。a般是加宽最大增幅丽积以包括未知或变化因素的效应，未知或变化因素是指诸如不准确知道建筑物结构的固有频率和设备在建筑物内的位置。这J宽最大增幅面积的响庇谱称为宽带所需响应谱(见图1) (二由相关规范规定响应谱加宽的程度组要考虑的另A因素是地麓的多向性巴样品试验要考虑

47、这此效顷，在第15章中阐述这问题U要考虑分离元件(纳电器、电动机、传感器等)或身11控制柜这样复杂组件进行试验时会出现的困难。前一情况ri:t.保证元件经受实际地震试验，即施加或模拟其工作条件.在试验期间检查它的功能。但在.(il仅GB/T 2424. 25-2000 在第二种情况下，即复杂祥品的情况中，要这样做是不实际的，因为复杂样品可曲儿个系统部件的许多元件组成，而且包括连接到结构内许多位置上的其他设备的许多元件。如果不可能试验处于工作状态的样品.可以采用下列替换方法z第一种方法，每一元件分别试验，模拟它的工作条件，以确定设备性能允许的最大加速度值。然后装上元件而不工作，或不装元件而用模拟

48、其动态特性的器件代替，将样品经受振动试验.以证明每一元件位置的加速度谱等于或小于专用元件己经鉴定的加速度谱。第二种方法是把相当于所需响应谱的输入振动施加到兀件不工作或其元件具有模拟动态特性的设备。然后测量元件安装位置的加速度，并将这加速度作为单独鉴定工作状态元件的输入加速度。安装不工作元件的目的是保证样品具有正常运行时一样的动态特性。例如.只要有可能，控制柜呵当作完整设备处理，而它的元件可分别单独试验。14.2 振动响应检查试验振动响应检查试验提供危险试验频率数据。它也能用来提供阻尼比和做单轴或多轴试验选择的数据。振动响应检查通常采用单轴正弦激励试验，在1Hz35 Hz频率范围内进行周对数扫描

49、循环，.t 下扫描速率低到足以显示危险频率，但不超过1oct/min。振动响应检查试验过程中施加的振动幅值不应大到产生与试验本身效应可相比拟的程度。但试验振幅应该大到足以考虑取决于振幅的危险频率和阻尼的非线性。注2常用2m/s2的摄动幡值。在剧烈共振的情况下，此值可降至1m/s2或更低些。应该注意到由于实际情况的复杂性或接触关键部件(如密封继电器等)的限制，这些振动响应检查试验不能检测出所有危险频率。也由于非线性，高量级共振响应的频率和阻尼可不同于低共振响应的频率和阻尼，某些共振低激励时可能不明显。因此，低量级检查试验的结果不可能总是提供关于样品动态特性的完整数据资料。为此，若未发现危险频率，试验应根据14.3. 1的推荐进行。14. 3 试验方法14.3. 1 元危险频率的样品试验方法在14.2中己指出，即使振动响应检查试验没有检查出危险频率，也不保证在高量级激励时就不出现危险频率。这可能是由于下列原因引