振动/冲击/落下试验标准

目录

 1.0 可靠度试验目的
  振动试验概述  冲击试验概述  落下试验概述

2.0 试验项目与试验条件

2.1 试验程序

振动轴向辨别
测试件摆放安置
加速规正确填贴固定方式
振动试验条件
冲击试验条件
落下方式及顺序要求
落下试验条件
试验完成检查项目
试验报告

3.0 试验环境要求
二级实验室环境要求ISO/IEC 17025(1999)
一般测试实验室环境要求CNS

1.可靠度试验目的

近年来由于工业之高度发展，技术不断更新，各种产品系统结构日益复杂且更形精密，一系统往往由数千个零组件所组成，要是在使用中突然坏了一个零件，轻则导致系统功能不能尽善尽美的发挥，重则造成整个系统丧失功能，产生不可预期的后果。

因此产品必须经得起各种环境的考验，并要保证产品于正式生产后能安全可靠且经久耐用的在客户手中使用，就必须在研究发展期间将可靠度设计于产品质量中，所以试验的工作是不可少的，试验是评估系统可靠度的一种方法，也是zui重要的一个阶段，利用过程中的各项数据及现象来评估可靠度相较于纸上谈兵式的理论推导要准确许多，左证资料越多，对所估计的可靠度信心也就越大，但不作试验或没有试验到某些程度以上的试验，并不代表产品系统不可靠，而是根本不知道产品可靠度的程度。

 

1.1 振动试验概述

振动测试的目的，在于实验室中作一连串可控制的振动仿真，测试产品在寿命周期中，是否能承受运送或使用的振动环境的考验，也能确定产品设计及功能的要求标准。振动测试的精义在于确认产品的可靠度及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析以其成为一个高水平、高可靠度的产品。

举凡货物、商品在送达客户途中，都必须经过不同的搬运过程才会送达用户手中。在此过程中将有不同状态之振动产生，造成产品不同程度的损坏。对于产品有任何的损坏都不是厂商及客户所愿意乐见，然而运送过程所发生的振动却是难以避免的。若一味地提高包装成本，必将带来不必要之浪费，反之脆弱的包装却造成产品的高成本，丧失其市场竞争力。

1.2 冲击试验概述

冲击试验主要以仿真装备及组件在使用与运输过程中，可能遭遇的冲击效应为主，并透过冲击波于瞬间瞬时能量交换，分析产品承受外界冲击环境之能力，试验之目的在于了解其机械结构弱点及特定功能之退化情形，属于破坏性实验的一种,有助于了解产品的结构强度及外观抗冲击、跌落等特性,若另实施产品破坏性试验，更能有效预估产品的可靠度及监控生产线产品制造的一致性。
 

1.3 落下试验概述

包装落下试验是针对包装完成的产品，试验其包装材的防振、包覆保护能力及产品本身的抗跌落程度是否足够，届以判断相关的包装设计、材料选择及改善要点，包装落下试验有助于消费者采购包装材料时，依据所接受之包装落下试验项目判断是否已合乎己用，并将未来会遭遇的环境应力一并考虑其中，进而要求包装材料之所需强度依据。

2.0 试验项目与试验条件

本标准规定实施时，依规定类别施加各类不同振动模态于产品上，用以界定产品之可靠度价值及损坏边界程度。

2.1 试验程序

(1)外观检验：
A.测试件以实际制品或试制品为之，若采用试制品时其尺度、质量、构造及功能必须与制品同等为准。
B.外观不得有变形、刮伤、锈痕及污痕。

功能检验：
A.每件应至少测试一循环测试时间。
B.每一循环测试应包含测试程序及测试程序(test program) ；各测试单元不得有功能不符及超过许可差量的状况，并依序测试各按钮、旋钮、开关、指示灯及调整器的功能。
(3)取样件数：依据实际制品可提供之zui大测试数量进行，或依下列参考值进行测试件取样，并注意取样件数分配需以平均并随机落点于各产线、班别、人员等方式进行，避免因取样技术误差失去试验结果参考价值。

 

(4)试验条件规格审查：依据规格书中所明定之试验加速度、试验严厉度、试验时间、试验轴向、夹治具的挟持方式…等相关条件进行审查，且须确认所使用之振动试验设备是否足以达成该项试验条件。

(5)前处理：A.确认振动试验设备功能及相关设定是否合乎标准。B. 备妥相关测试过程中所需之各项数据记录设施。

取样件数	1	2 3 4 5	6	7	8	9	10	11 12 13 14 15
试验信赖水平﹪	50.0	70.7 79.3 84.0 87.0	89.0	90.5	91.7	92.5	93.3	93.8 94.3 94.8 95.1 95.4
取样件数	16	17 18 19 20	21	22	23	24	25	26 27 28 29 30
试验信赖水平﹪	95.7	96.0 96.2 96.4 96.5	96.7	96.8	97.0	97.1	97.2	97.3 97.4 97.5 97.6 97.7

2.1.1 轴向辨别
  A. 一般定义长边为X 轴向，较短边为Y 轴向，正常摆放上下为Z 轴向。
2.1.2 测试件摆放安置

               

A.固定压杆之较长端应与振动方向同轴较为适当。
B.夹治具必须使用高刚性材料及构造，期能将能量毫无变化之下传达于试件，通常可选用铝材、硬质塑料、硬质木材等。
C. 为防止试件于试验过程中跳起，采用固定压板加以固定，压板本身需加以妥善固定，以避免压板本身重量施加于试件上。

   图2.......

2.1.3 加速规正确填贴固定方式

A. 加速规黏贴方向应与振动方向同轴，避免造成量测误差。
B. 应保持加速规端面与测试平台或测试对象接触面平贴。
C. 讯号线应妥善填贴固定。


         
2.1.4 振动试验条件
A.正弦波试验(Sine Wave)— 研发、机构分析适用

频率范围	位移加速度	轴向	扫描速度次数时间	适用类别	执行状态
10~500 Hz	0.5~1.5 g	X、Y、Z	1 Oct/min. 1 sweep	一般	配合共振驻留试验执行
共振频率驻留	0.5~1.0 g	X、Y、Z	15~60 min/axis	一般
5~55~5 Hz	0.38 mm	X、Y、Z	7.5 min/cycle 15min/axis	计算机及相关外围产品
2~200 Hz	0.3 g	X、Y、Z	1 Oct/min ＞30 min/axis	笔记型计算机
10~500~10 Hz	20 mm / 10g	Z	1 Oct/min ＞2 hrs/axis	汽机车零组件
16.6/33.3/66.7 Hz	4.4g	X、Y、Z	4 hrs/axis	汽机车零组件
10~2000~10 Hz	1.5 mm / 10g	X、Y、Z	1 Oct/min ＞2 hrs/axis	电子零件
10~2000~10 Hz	1.52 mm / 20g	X、Y、Z	20 min/cycle 12 cycle	电子零件

B.随机波试验(Random Wave)— 品保、产线部门适用

	功率频谱密度P.S.D	时间	轴向	适用类别	执行状态
10 Hz 40 Hz 100 Hz 200 Hz	0.0001 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz	30 分钟10 分钟10 分钟10 分钟	+Z –Z X Y	路运、空运	ASTM
5 Hz 17 Hz 40 Hz 80 Hz 200 Hz	0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.00001 g2/Hz	30 分钟	X、Y、Z	路运~0.5 grms
1.25 Hz 3 Hz 17 Hz 40 Hz 80 Hz 200 Hz	0.00008 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.00001 g2/Hz	30 分钟	X、Y、Z	卡车运输~0.53 grms
2 Hz 10 Hz 100 Hz 300 Hz	0.00025 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.00001 g2/Hz	30 分钟	X、Y、Z	空运~1.0 grms
5 Hz 55 Hz 100 Hz 200 Hz	0.0011g2/Hz 0.0011g2/Hz 0.0004 g2/Hz 0.00001 g2/Hz	30 分钟	X、Y、Z	铁运~0.3 grms
20 Hz 80 Hz 350 Hz 2000 Hz	+3 dB/oct 0.04 g2/Hz 0.04 g2/Hz -3 dB/oct	10 分钟	X、Y、Z	军用运输~6.0 grms	MIL-STD NAVMAT P-9492

2.1.5 冲击试验条件

A.半正弦波试验(HalfSine Wave)— 外观强度适用

B.高加速冲击试验

C.方波试验(Square Wave)— 结构强度适用

D.锯齿波试验(Sawtooth Wave)

加速度	作动时间	轴向	次数	适用类别	执行状态
50 g	11 mS	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般
100 g	6 mS	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般
100 g	< 3mS	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般
200 g	< 3mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	电子零件
240 g	2mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	LCD

500 g	1.0 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
1500 g	0.5 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
3000 g	0.3 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
5000 g	0.3 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
8700 g	0.3 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
10000 g	0.2 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
20000 g	0.2 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883
30000 g	0.2 mS	±X、±Y、±Z	1 次 / 轴	脆性材料	MIL-STD 883

加速度	作动时间	轴向	次数	适用类别	执行状态
40 g	166 in/sec	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般
50 g	11 mS	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般
30~80 g	1/共振频率	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般	产品破坏试验
50 g	266 in/sec	±X、±Y、±Z	3 次 / 轴	HP 系列产品

加速度	作动时间	轴向	次数	适用类别	执行状态
40~100 g	6 mS	±X、±Y、±Z	1~3 次 / 轴	一般

2.1.6 落下方式及顺序要求
2.1.6.1 产品已包装项目


 


包装接缝处

1	包装箱接缝端之zui脆弱角；2-3-5角	角
2	相邻测试角之zui短边	菱
3	相邻测试角之次长边	菱
4	相邻测试角之zui长边	菱
5	相邻测试角之zui小面	面
6	相对zui小面	面
7	相邻测试角之次小面	面
8	相对次小面	面
9	相邻测试角之zui大面	面
10	相对zui大面	面

2.1.6.2 产品未包装项目：

1	下	面
2	左	面
3	上	面
4	右	面
5	前	面
6	后	面

2.1.7 落下试验条件

包装试件重量	1A	2A	试验要求
0.45kg~9.52kg	76.2cm	96.5 cm	外观无损坏、功能正常
9.53kg~18.59kg	61.0cm	81.3 cm	外观无损坏、功能正常
18.62kg~27.66kg	45.7cm	61.0 cm	外观无损坏、功能正常
27.67kg~45.36kg	30.5cm	50.8 cm	外观无损坏、功能正常

 

环境要求：落下接触地面一般以钢材及水泥地面为主，接触平面须平坦且大于试件zui大尺寸，若有其它特殊环境要求时，须依实际需求设定地面材质及硬度要求，并详载于试验报告。
3.0 试验完成检查项目
测试件外观及其附件不得变形或受损。
(2)测试件内部构造不得变形、受损、或脱落。
(3)测试件必须符合其性能要求。

4.0 试验报告测试报告应包括下列各点：
(1) 标题。
(2) 实验室名称与地址。
(3) 测试报告序号、日期、页码。
(4) 测试件之描述、状态及明确识别。
(5) 测试结果。
(6) 测试人员及报告签署人员姓名、职务与签名等识别。
(7) 其它声明。
(8) 辅助数据如图表、照片等。

5.0 试验室环境要求
二级(国家)实验室环境要求ISO/IEC 17025(1999)

5.2 一般测试实验室环境要求CNS
(1) 标准试验环境：温度20 ±2℃，相对湿度60%∼70%，大气压力960 ±100 mbar 。
(2) 一般试验环境：温度20 ±10℃，相对湿度45%∼85%，大气压力960 ±100 mbar 。

 

环境要项	需求条件	备注
温度	23 ±2℃
相对湿度	50 ±10﹪RH
噪音	≦NC60	67dBA
含尘量	＞1.0μm 之尘粒少于4×107/m3	粒径不得大于50μm
电磁干扰	≦100μV/m
压差	＞10Pa
罩度	≧800lx
振动量	＜0.25μm 振幅(0.1Hz~30Hz) ＜0.001g(30Hz~200Hz)
电压稳压率及谐波失真率	V.R.＜1﹪ 失真度＜5﹪
接地电阻	直流接地电阻≦2Ω 交流接地电阻≦5Ω