在實際選型的過程中,沖擊激振動力與額定正弦激振力之間,標稱最大速度與沖擊試驗的速度變化量之間這幾個關(guān)系要需要注意;另外關(guān)于速度變化量的計算可以通過查表法、公式計算的方法,或者通過控制儀軟件模擬的方法來驗證。紅色文本為此次更新內(nèi)容。
GB/T 2423.5新舊版本的描述略有差異:
1) 1995舊版
2 一般說明
……
本試驗的目的是用來揭露機械弱點和(或)性能下降的情況,并且利用這些資料,結(jié)合有關(guān)規(guī)范,來決定樣品是否可以接收。在某些情況下,本沖擊試驗也可用來確定樣品的結(jié)構(gòu)完好性,或作為質(zhì)量控制的手段(A2章)。
……
本標準的沖擊不是用來模擬實際所遭受到的沖擊。可能的話,加于樣品的試驗嚴酷等級和沖擊脈沖波形應(yīng)能模擬樣品將要經(jīng)受到的實際運輸和工作環(huán)境的效應(yīng)。或者,如果試驗的目的是為了評價結(jié)構(gòu)完好性,則應(yīng)滿足設(shè)計要求(A2和A4章)。
GB/T 2423.5-1995 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊
2) 2019 新版
本試驗的目的是用來暴露機械薄弱環(huán)節(jié)和/或性能下降和沖擊引起的累計操作和退化情況,并且利用這些資料,結(jié)合有關(guān)規(guī)范,來決定樣品是否以接收。在些情況下,本沖擊試驗也可以用來確定樣品的結(jié)構(gòu)完好性,或作為質(zhì)量控制的手段(見A.2)。
……
如有可能,施加于樣品的試驗嚴酷等級和沖擊脈沖波形盡可能模擬樣品將要經(jīng)受到的實際運輸或工作環(huán)境的效果;而試驗的目的是為了評價結(jié)構(gòu)完整性,是否符合設(shè)計要求(見A.2和A.4)。
GB/T 2423.5-2019 環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊
2、基本脈沖波形:
新標準分為三種脈沖波形:半正弦波、后峰鋸齒波和梯形波。
舊版本稱之為:后峰鋸齒波形脈沖、半正弦形脈沖、梯形脈沖。


新版本給出了選用波形的優(yōu)先順序,舊版本說“它們的排列順序并不表示在前面的脈沖優(yōu)先”。
舊版本《附錄 A》中提到:
A3 脈沖波形(2章)
本標準規(guī)定了常用的三種沖擊脈沖波形,根據(jù)試驗的目的,可選用其中的任一種(也可見4.1.1和本標準的表1)。
半正弦形脈沖適用于模擬線性系統(tǒng)的撞擊或線性系統(tǒng)的減速所引起的沖擊效應(yīng),例如彈性結(jié)構(gòu)的撞擊。
梯形脈沖能在較寬的頻譜上比半正弦形脈沖產(chǎn)生更高的響應(yīng)。如果試驗的目的是為了模擬諸如空間探測器或衛(wèi)星發(fā)射階段爆炸螺栓所引起的沖擊環(huán)境的效應(yīng),便可采用這種沖擊波形。
注:最常用的是半正弦形脈沖,梯形脈沖基本上不用于元器件型樣品。后峰鋸齒形脈沖和梯形脈沖相比,具有更均勻的響應(yīng)譜。
GB/T 2423.5-1995 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊
新版本同樣在《附錄 A》中提到:
A.3 脈沖波形(見第1章)
……
半正弦形脈沖適用于模擬線性系統(tǒng)的撞擊或線性系統(tǒng)的減速所引起的沖擊效應(yīng),例如彈性結(jié)構(gòu)的撞擊。
后峰鋸齒形脈沖具有比半正弦脈沖和后峰鋸形脈沖更均勻的響應(yīng)譜。
梯形脈沖能在較寬的頻譜上比半正弦形脈沖產(chǎn)生更高的響應(yīng)。如果試驗的目的是為了模擬諸如空間探測器或衛(wèi)星發(fā)射階段爆炸螺栓所引起的沖擊環(huán)境的效應(yīng),便可采用這種沖擊波形。
注:最常用的是半正弦形脈沖,梯形脈沖基本上不用于元器件型樣品。
GB/T 2423.5-2019 環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊
之所以把新舊版本的這些內(nèi)容都摘錄在這里,是因為覺得兩相比較,可以發(fā)現(xiàn)有一些比較有趣的東西。
3、機械沖擊的嚴酷等級
(1)脈沖波類型
(2)峰值加速度
(3)標稱脈沖持續(xù)時間
還有速度變化量,即表1中的△V,這三種經(jīng)典沖擊波形都提供了詳細的計算公式或者對應(yīng)的值。把相關(guān)參數(shù)的值代入公式或者通表1速查確認,一般系統(tǒng)的速度約是正弦速度的1.5倍,選型的時候也得注意,如果確認推力、加速度等都滿足,但是這個速度滿足不了的話,一樣會選型失敗。
新舊標準都為這些項目提供了一個速查表:
舊標準的表比較簡單:
新標準的表1 除名稱不同外,內(nèi)容也作了擴充,更加詳細:
4、電動振動臺相關(guān)技術(shù)指標(實際視具體廠商、型號而定,此處所列的內(nèi)容僅供參考)
(1)最大位移p-p(一般為25/40/51/60/76/100mm)
(2)最大沖擊激振力(一般以額定隨機/正弦激振力的2倍計,20噸以上的設(shè)備有廠家以3倍計,當然也有其它不同的經(jīng)驗值的說法,最保守的值應(yīng)該不小于最大正弦激振力。現(xiàn)在有的廠家中小推力的設(shè)備現(xiàn)在沖擊激振力也有標3倍推力的,但是個人認為這不是值得提倡的,雖然使用振動臺做沖擊比較方便,但是畢竟有其局限性,很多條件的沖擊試驗還是需要專業(yè)的設(shè)備去搞。)
(3)最大速度(振動臺的最大速度一般為2m/s,部分2.5m/s,而在進行經(jīng)典沖擊時,系統(tǒng)的速度約是正弦速度的1.5倍,這一關(guān)系或者可以作為選型過程中一個比較重要的參考點。)
(4)最大加速度
(一般為250/350/500/730/750/800/850/900/1000m/s^2)
(5)支持脈沖波形(一般都能滿足上述三種經(jīng)典沖擊脈沖波形,其它功能一般都是選購的項目,需要跟廠商進行確認。)
5、評估現(xiàn)有振動臺能否滿足給定沖擊試驗條件:
沖擊試驗條件一般會給出:脈沖波類型、峰值加速度、脈寬(脈沖持續(xù)時間)等。
通常可以根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)進行速查比對,大致可以評估出是否滿足。如果給出的試驗條件表里面沒有,這個表同時提供各波形的計算式,把相關(guān)的值代入,即可算出。
表1 中的速度變化量計算公式:
• 半正弦波:ΔV=2/πAD×10-3
• 梯形波:ΔV=0.5AD×10-3
• 后峰鋸齒波:ΔV=0.9AD×10-3
如果比較表1和電動振動臺正常技術(shù)能力,300m/s^2(30g)以上峰值加速度,3m/s以上速度的沖擊試驗,基本上就不能考慮使用振動臺來做了,同時還應(yīng)考慮標稱脈沖的峰值加速度20%的上允差,系統(tǒng)自身的保險系數(shù),為了保護設(shè)備,建議還是保守一點,留有足夠的裕量。
6、常見沖擊試驗標準
GB/T 2423.5-1995 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊
GB/T 2423.5-2019 環(huán)境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊(IEC 60068-2-27:2008)
GB/T 21563-2018 軌道交通 機車車輛設(shè)備 沖擊和振動試驗(IEC 61373:1999)
GB/T 25119-2010 軌道交通 機車車輛電子裝置(IEC60571:2006)
GB/T 28046.3-2011 道路車輛 電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗 第 3 部分:機械負荷(ISO 16750-3:2007)
IEC 61373:2010 軌道交通 機車車輛設(shè)備 沖擊和振動試驗
EN 50155:2017 軌道交通 機車車輛電子裝置
GB/T6587-2012 電子測量儀器通用規(guī)范
GB/T 9813.1-2016 計算機通用規(guī)范 第 1 部分:臺式微型計算機
GB/T 9813.2-2016 計算機通用規(guī)范 第 2 部分:便攜式微型計算機
CGC/GF 037:2014 光伏匯流設(shè)備技術(shù)規(guī)范
GB/T 11287-2000 電氣繼電器 第 21 部分:量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗 第 1 篇:振動試驗(正弦) (IEC 60255-21-1:1988)
GJB 150.18A-2009 裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第 18 部分:沖擊試驗
GJB 367A-2001通信設(shè)備通用規(guī)范
GJB 3947A-2009 電子測試設(shè)備通用規(guī)范
GJB 360B-2009 電子及電氣元件試驗方法
GJB 4.9-1983 艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗 沖擊試驗
