IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引：正弦振動

IEC 68-2-6 Test Fc and guidance：Vibration sinusoidal


前言

本试验法之目的在提供一标准之正弦振动试验程序，以确定试件遭遇简谐(harmonic)振动的机械弱点所在，及特定功能退化情形。本试验法亦可用于决定试件结构整体性及(或)动态特性研究。

范围

本试验法适用于运输或使用过程中遭遇简谐振动之组件、装备或其它产品。
本试验法包括正弦扫描耐久(endurance by sine sweeping)及固定频率耐久(endurance at fixed frequency)试验。
限制

本试验法不适用于使用过程遭遇随机振动(random vibration)之试件。

测试步骤

试件于试验前应依相关规范之规定执行目视检查、电性及机械检验。
按规格执行试验，且须在完成一轴向所有试验工作后，才能进行另一轴向之试验（轴向定义及试验位准(test level)、时间均详列于相关规范中）。
若相关规范有所规定，则应于试验中执行功能测试及各项量测工作。
试验终止。
俟试件回复至试验前相同之状态后，应执行目视检查、电性及机械检验。
测试条件

试验位准
本试验相关之频率范围、位移、振幅与加速度值，请参考表1～表3及图1所示。

试验时间
正弦扫描耐久试验

以扫描循环数表示，建议值：1, 2, 5, 10, 20, 50, 100循环，在不降低试验应力之前题下，可分段执行。

关键频率耐久(endurance at critical frequency)试验
10分 ±0.5分

30分 ±1分

90分 ±1分

10时 ±5分

预定频率耐久(endurance at predetermined frequency)试验
预期考虑试件在操作历程中所遭遇振动之总时间，而以107次往复为上限。

试验容差
振幅

参考点(reference point)

参考点控制信号：±15％。

相关规范应说明采用单点或多点控制。

多点控制者应说明上述容差限制对象是多点之平均值或特定单点值。

检查点(check point)

任一检查点试验方向之容差：

500Hz以下 ±25％

500Hz以上 ±50％

未能符合上述规定者，宜于相关文件上指明采用容差或替代方法。

任一检查点非试验方向之容差：

检查点之侧向(垂直试验轴向)振幅，在频率低于500Hz时不得大于试验轴向50％，高于500Hz时不得大于100％。相关规范有特别需求者得限制为25％。

未能符合上述规定者应于相关规范指明采用「标示不符规定部份并登录文件」或「侧向运动不予监测」何项要求。

频率

参考点

0.25Hz以下 ±0.05Hz

0.25Hz～5Hz ±20％

5Hz～50Hz ±1Hz

50Hz以上 ±2％

振动响应调查之频率容差

0.5Hz以下 ±0.05Hz

0.5Hz～5Hz ±10％

5Hz～100Hz ±0.5Hz

100Hz以上 ±0.5％

扫描速率

扫描速率每分钟一倍频1oct/min±10％。

畸变量(distortion)

在参考点监测加速度畸变量，应涵盖至5000Hz或驱动频率之五倍，取大者。

畸变量不得超出25％，但为控制基本频率(fundamental frequency)加速度振幅之信号维持在规定值的情况下，允许暂时性之超出25％。

未能符合上述规定者，畸变量应标示且登录于文件中。

试验设置

试件应依IEC 68-2-47规定固定于试验平台。夹持点、控制点皆应依相关规范之规定装置。装有振动隔离器之试件请参考7.(3)说明。

其它

名词定义：

有关之名词请参考ISO Standard 2041："振动及冲击词汇"，然其中两名词在本标准另具特定意义：

扫描循环(sweep cycle)
在任一轴向上扫描历经之频率范围。如从10Hz至150Hz再回至10Hz。

畸变量(distortion)
   
a1 ：某驱动频率加速度均方根值(root mean square)  
atot：振动机输出之总加速度均方根值(包括 a1)  



在ISO Standard 2041中未定义之名词如下述：

夹持点(fixing point)
试件与夹具或振动台接合之点位，此点位为常态使用时固定试件之位置。若有取用试件实际固定结构之部份为夹具者，夹持点为此部份结构之夹持点位，而非试件与固定结构之接合点位。

量测点(measuring point)
进行试验时，应于指定点位搜集数据。所谓指定点位主要有二类，但以评估动态行为为目的之试件内部量测点，不属本文所称之量测点。

检查点
夹具上、振动平台或试件上，很靠近夹持点之坚固位置 检查点用以确保试验满足需求。夹持点少于四点时每一点皆为检查点。夹持点多于四点时，应于相关规范中定义具代表性之四个点位为检查点。特殊情形，如大型试 件或复合试件，若有非接近夹持点之检查点者，应明定于相关之规范中。若单一夹具接合许多试件或小试件而具众多夹持点者，且夹具之最低共振频率远大于试验之 最高频率时，可选用单一检查点(即参考点)为振动控制之用。

参考点
检查点中作为振动控制用之点位，须符合本标准之需求。

控制点(control point)
单点控制

利用参考点上转能器(transducer)信号达成保持此点在既定之振动位准。

多点控制

利用每一检查点上转能器信号达成振动控制之目的。多点信号依相关规范规定为持续之算术平均或为权衡比较。

g：地球表之标准重力加速度值。

振动响应调查(vibration response investigation)
因振动造成试件功能不良、退化、引起机械共振或其它响应效应(如颤震)时，应搜寻关键频率。利用正弦扫描耐久试验方式执行，唯扫描速率及振幅皆较低。特定情况下可要求耐久试验后之振动响应调查与试验前之调查结果作比对，比对结果频率若有变异，相关规范中应订定后续措施。

装有振动隔离器之试件
通则
通常应连同振动隔离器进行耐久试验，若实务上无法连同振动隔离器进行试验时，得考虑隔离器之传输比特性，另定单独试件之规范。对试件本体结构最小接收耐震之验证则以单独试件为之。

固定频率耐久试验
规范应明述含振动隔离器试件之共振频率是否引用为试验频率。

振动响应调查分两阶段实施
无振动隔离器之作用，调查确认单独试件之关键频率。

调查振动隔离器对试件之效用，隔离器传输比特性。

表1：建议之频率范围(Hz)  
1.0  ～  35.0  
1.0  ～  100.0  
10.0  ～  55.0  
10.0  ～  150.0  
10.0  ～  500.0  
10.0  [1]～  2000.0  
10.0  [1]～  5000.0  
55.0  [1]～  500.0  
55.0  [1]～  2000.0  
55.0  [1]～  5000.0  
100.0  [1]～  2000.0  



表2：建议之位移(频率范围10Hz以下)
mm  in  
10.0  0.4  
35  1.4  
75  3.0  
100  4.0