GB／T 2423.10-2019标准规范下载简介

GB／T 2423.10-2019 环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc：振动(正弦)

大驱动力的方法（参见A.7）

为了研究样品在振动条件下的响应特性，有关规范可以要求在定义的频率范围进行振动响应检查。 般应按耐久性试验相同的条件进行一个以上扫频循环（见8.3）。如采用低于规定的振动幅值和扫频 速率，可以更精确地确定响应特性。但应避免使样品承受过长的时间和过应力（参见A.3.1） 对于带包装样品的振动响应检查中，对包装内部的样品无法安装测量装置时，对样品激励力的测量 可以检测包装内样品的共振频率，这是应该采取的一个重要程序。此时，对进行这样的测量或不对带包 装样品频率响应调查，需要进行权衡。 为了对“未确定类型”样品或包装件进行振动响应检查，有必要测量不同的信号，如驱动力或振动速 度等。有关规范若有规定，可以在试验前和试验后对样品的特性进行计算，如机械阻抗谱。 如果有关规范有要求，样品在振动响应检查期间应工作。若因样品工作而不能评价其机械振动特 性时，应将样品处于不工作状态进行附加的响应检查。 在振动响应检查期间，为了确定危险频率，应对样品的特性和振动响应数据进行检查。这些频率 幅值和样品的特性应记录在试验报告中（参见A.1）。有关规范应规定对此采取的措施。 若采用数字控制，在响应曲线的图表上确定危险频率时，应注意到每次扫频的数据采样点数或者控 制系统在显示屏分辨率都是有限的（参见A.3.1）。 在某种情况下，有关规范可以要求在耐久程序结束后再进行一次附加的振动响应检查，以使对试验 前后的危险频率进行比较。如果危险频率发生任何变化，有关规范应规定对此采取相应的措施。基本 要求是，试验前后的两次振动响应检查实际上应在相同的振幅下以相同的方式进行（见4.1.5.3，参见 A.3.1)

GTCC-048-2018 机车车辆总风软管连接器-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则有关规范应规定采用下列两种耐久程序中的哪一种

8.3.1扫频耐久试验

这种耐久程序应优先选用。 应按有关规范选择的频率范围、扫频速率、幅值和持续时间进行扫频（见5.3.1）。必要时可将频率 范围分成几段分别进行，但不能因此而减少样品所受的应力

8.3.2定频耐久试验

用下列两种频率之一进行耐久试验： a) 由8.2给出的振动响应检查得出的危险频率，用下列方法之一： 1）固定频率 中心共振频率。 施加的频率应始终保持在实际危险频率上。 2）近似固定频率 在有限的频率范围内扫描 如果实际危险频率不是很清晰，例如出现颤动或有多个独立的样品同时进行试验时，为保证充分激 动的效果，比较方便的是在危险频率0.8倍至1.2倍的频率范围内扫频。这种方法也可用于非线性共振 的情况（参见A.1）。 b）有关规范规定的预定频率 试验应按有关规范提供的振幅和持续时间进行（参见A.3.2）。

注：对装有减振器/带包装的样品，有关规范规定是否对装有减振器/带包装材料后的共振频率进行耐久试验（参见 A.5）

当有关规范有要求时，样品在条件试验期间应工作，并进行性能检测。其工作和检测时间按规定 间的百分比来确定（参见A.3.2和A.8）

当有关规范有要求时，在条件试验后最后检测前给出一段恢复时间，使样品处于与初始检 的条件，例如在温度方面。有关规范应为恢复规定确切的条件

有关规范可规定对样品进行外观、尺寸和功能检 有关规范应提供接收或拒收样品的判据（参见A

12有关规范应给出的规定

当有关规范采用本试验时，规范的编写者就应按下述各项提供材料，要特别注意有星号（ 项目，因为该项资料总是必不可少的

章条号 a) 检查点的选择 3.2.3 b) 控制点的选择 3.3.2 c) 横向运动 4.1.2.1 d) 旋转运动 4.1.2.2 e) 信号偏差 4.1.3 f) 振幅容差 4.1.4 g) 置信度 4.1.4 h) 单点或多点控制 4.1.4.1 i) 安装 4.3 j) 严酷等级，实际环境（如果已知） 第5章 k) 频率范围 5.1 1) 振动幅值 5.2 m) 特殊的交越频率 5.2 n) 耐久试验的持续时间 5.3,8.2 0) 预处理 第6章 p) 初始检测* 第7章 q) 振动的轴线 第8章 r) 力的限制 第8章 s) 进行试验的步骤和顺序 第8章，8 t) 功能和功能检查 8.2,第9重

13试验报告应给出的信息

试验报告至少应给出下列信息： ) 客户（名称和地址）； b) 实验室（名称和地址）； ) 试验报告标识（发布日期、唯一编号）； 试验日期； e) 试验类别（正弦）； ) 试验目的（研制试验、鉴定试验等）； g) 试验标准名称及版本号（相关的试验程序）； h) 试验样品描述（唯一性标识、图纸、照片、数量等）； 样品的安装方式（夹具标识，图纸，照片等）； ) 试验设备描述（横向运动等）； k） 控制和测量系统、传感器安置位置（描述、图纸、照片等）； ) 所用的滤波器（滤波器的类型和带宽）； m）测量系统不确定度（校准数据、上次校准日期和下次校准日期）； n) 控制策略（多点控制、多参考控制、最小或最大控制策略)； 0) 初始、中间或最终检查； p) 要求的严酷等级（根据试验规程）； q 文件中规定的试验严酷等级（检查点、试验谱）； r) 试验结果（受试样品状态的评价）； S) 试验情况记录； t) 试验总结； u） 试验负责人（签名)； 发放（报告发放清单）。 主1：试验期间做记录，内容包括如带试验参数的试验运行记录的时间列表、试验期问观察及实施情况和测 表。试验记录可作为试验报告的一部分 主2：参见ISO/IEC17025中5.10的相关要求

附录A 资料性附录 试验FC导则

在第3章中定义了两种主要类型的测量点，但必要时可能要测量样品内局部响应情况，以使证实这 些测量点上经受的振动不会引起损坏。在某些情况下，如在设计阶段，为了避免严重破坏样品，甚至需 要把这些测量点上的信号合并后输入到控制回路。应当指出，本部分不推荐这种技术，因为这是不可能 被标准化的（见3.2）

A.2.2信号偏差引起的误差

当信号偏差小于5%时，实际运动和基本运动没有明显的差异。 当小尺寸或低质心的样品装在大的振动台上时，通常不会因信号偏差而出现问题。实际上，即使振 动系统是新安装的，并具备信号偏差的原始测量值，试验人员应意识到因为装载大型样品可能会存在 问题。 当信号偏差大的情况下，测量系统将显示出不正确的振动量级，因为它包含了所需的频率和许多不 想要的频率。这就导致在所需频率上产生低于规定值的幅值。但其容差在4.1.3所规定的范围内是允 许的。然而当超过时，就需要把基频振级恢复到所要求的幅值。有许多方法可以做到这一点。推荐使 用跟踪滤波器。如果基频振级被恢复，则样品将在所需的频率下经受预定的应力。 在此条件下，不需要的频率也将随之增加，其结果导致对样品的某些附加应力。如果由此而产生不 切合实际的高应力，则放弃有关规范的信号偏差的要求更合适（见4.1.3）。 在数字控制系统中，未经滤波的宽带控制信号的附加信息可以通过将信号输人频谱分析仪获得， 在规定的频率范围内进行频谱分析，可以给出诸如由颤动和冲击产生的基频、谐波频率和其他噪声 分量。 注：下式给出了失真D和信号偏差T的关系：

式中D和T用百分比表示。 （当将信号偏差T=5代人上述公式，则结果失真D=32）

A.2.3控制信号的导出

A.2.4旋转运动（见4.1.2.2）

寸或高质心的样品会因为正弦激励而产生倾覆力矩，是因为刚性质量偏离振动台的推力轴线

大尺寸或高质心的样品会因为正弦激励而产生倾覆力矩，是因为刚性质量偏离振动台的推力轴线 14

形成惯性力偏矩以及惯性力之简互相作用引起的。此倾覆力矩可引起在任何与基本运动正交的平面上 黄向地围绕轴线旋转的运动。倾覆力矩会使样品承受附加的应力，甚至会给样品增加一个大到不符合 实际情况的应力。这样就应适当地减少旋转运动，或至少要知道它的量级。在试验前一般无法预知样 品的固有频率和相关模态，这些特性参数一般性的假设也是困难的。 通过考虑样品的质量m，振动台的活动部分加上夹具的质量m，，样品的质心与振动台延伸轴线的 距离d和样品质心到振动台水平推力轴线的高度h，可以得到一些有用的近似判据， 理论上刚性样品最大预计倾覆力矩M。可以用最大激励加速度A计算出： 带偏心质量的刚体：M。=mXdXA 水平激励下，高质心的刚体：M。=mXhXA 当样品处在规定的频率范围内共振时，上述公式同样是有效的。m是共振质量，A是预计加速度 响应的最天值。要注意上述二式中在使用时量纲的协调一致是很重要的。 电动的和液压振动试验设备有最大倾覆力矩的限制。就这两种型式的单个激振器而言，生产商都 会说明最大容许倾覆力矩，以免损坏激振器， 具有多个激振器的振动台应有一个平衡倾覆力矩的最大能力，还能抵御包括振动台的一些旋转运 动（倾斜或翻滚）。 可采用下列判据： 如果m/m，值小于0.2，不需检查。否则应进行下列检查。 对于单个振动试验设备（带或不带水平滑台)以及机械导向设备，倾覆力矩是由弹性元件或轴承来 平衡的。当样品倾覆力矩大于试验设备倾覆力矩最大允许的50%时才需要测量旋转运动。 对于多个激振器以及具有多自由度的试验设备，倾覆力矩是通过一个控制系统控制各个激振器来 平衡的。因此，只有当样品的倾覆力矩大于试验设备抗倾覆力矩的最大能力时，才需要测量旋转运动。

A.3.1振动响应检查

振动响应检查用于多种目的，特别是预知样品将经历诸如船、飞机和旋转机械等周期振动。当认为 考核样品动态性能以及评估疲劳强度重要时，振动响应检查也是有用的 在响应检查时，应仔细考虑与样品动态特性的线性相关的幅值，因为仅在试验某个量级上出现的工 作异常和颤振。 耐久性试验前后的振动响应检查可以用来确定共振频率和在某些响应频率所发生的变化。频率的 变化可能预示了疲劳或退化已经发生，这种变化可以认为样品不适合这个操作或运输环境。 当规定振动响应检查时，有关规范应明确规定试验期间以及试验所采取的措施： 动态放大值超过任何特定值时，应要求做扫频耐久试验； 频率变化试验； 不可接受的响应等级试验； 电噪声试验 重要的是在振动响应检查期间，为了探测样品内部部件所受到的影响而采取的任何措施，都不应明 显地改变整个样品的动态特性。应该记住，在非线性共振的情况下，样品可能随扫描方向改变而有不同 的响应。在正弦扫频的上升和下降部分确定危险频率，如果样品具有平稳（稳定）的结构可以在上升部 分被确定。 如果怀疑存在非线性环节软化或硬化现象，扫频起始频率应该由f。替代f1。用上扫和下扫所确 定的危险频率是有区别的

当采用数字控制时，为了足以描述每个共振峰，从而确定样品的每个危险频率，在于1到于2区间有 足够数量的数据点是很重要的。没有足够的数据点会使确定危险频率出现误差，特别当具有低阻尼比 的样品在低频区间时。通常情况下，共振点的一3dB带宽内，最少有3个（有条件时5个）数据点就足 够了。如果获得的数据不够充分时，但有存在着共振峰的显著迹象，响应检查就需要重复进行。在这种 情况下，也可能有必要在更窄的频率范围进行扫频。 当采用数据的图形表示法来确定危险频率时，会产生进一步的误差，因为有些系统能力有限，不能 精确地显示所有数据。因此，有必要在危险频率周围扩展图形以解决这一问题 当有关规范要求振动响应检查时，所用减振器的有效性是很重要的。如果样品装用减振器，初次检 查通常是在去除或锁住减振器情况下进行的，以便确定样品本身的危险频率。 再次检查应当在装上和去除减振器情况下，反复进行，以使确定减振器的影响， 在初次检查中，因为减振器没有使用，振动系统的传递特性由图A.1给出，其中应考虑不同振幅的 影响。 如果不装用减振器，见A.5.1

A.3.2耐久试验（见8.3）

A.4试验严酷等级（见第5章）

A.4.1试验严酷等级的选择

为了能包括各种应用情况，本部分所给出的频率和幅值已经过选择。如果已知一个设备仅作一种 用途时，最好根据实际怀境的振动特性来确定严酷等级。如果设备的实际环境下振动特性未知时，应从 附录C中选择合适的试验严酷等级。 当确定试验的严酷度时，规范的编写者应当考虑在IEC60721（见第5章）给出的信息。 由于位移幅值和相应的加速度幅值在交越频率上的振动量级是相同的。所以可在频率范围内连续 扫描，在交越频率时从定位移变到加速度或相交变化。本部分给出了8Hz到10Hz和58Hz到62Hz

两种交越频率。 若需要模拟已知的实际环境，可采用标准交越频率以外的交越频率。如果由此而引出高的交越频 率，则必须考虑到激振器的能力。重要的是所选择的位移幅值在低频区并不对应于能与振动系统本底 噪声电平相比较的加速度幅值。如果有必要可以用跟踪滤波器，所有试验都在低频率时，可在控制回路 中使用位移传感器克服这个问题（见5.2）

A.4.2元件试验严酷等级的选择

在许多情况下，由于不知道元件将要安装于何种设备内，也不知道要安装将经受何种应力，所以元 牛试验严酷等级的选择是复杂的。即使知道元件要用于某一设备的特定部位，也应该考虑到，由于结 构、设备、分装置等的动态响应。元件要经受的振动环境还可能不同于设备要经受的振动环境。因此在 选择与设备试验严酷等级有关的元件试验严酷等级时应谨慎并应对这些响应的影响留有余地。 当元件以防振方式安装在设备中时，采用设备的试验严酷等级和低于设备的试验严酷等级是合 适的。 选择元器件试验严酷等级的另一种途径是按规定的严酷等级对元件进行试验和分类。以便设备的 设计者可以选择他们适用的元件。 宜考虑附录B给出的在各种应用情况下试验严酷等级示例

扫频时，频率须随时间按数据规率变化，即：

式中： 一频率； f1 扫频下限频率； 决于扫频速率的因素； 时间。 对本试验，如果时间以分钟计算，扫频速率是每分钟一个位频程（见4.1.6），则k=1og。2=0.693 为了确定一个扫频循环的倍频程数，采用下列公式：

式中： X信频程数； ，一扫频的下限频率； f2——扫频的上限频率。 利用上式得出的数值列在表A.1中，并给出了与推荐的扫频循环数及频率范围内有关的整数时间 （见5.3.1）。 对于一个数字式系统，正弦波输出可以由外部模拟信号合成器产生或者在内部用一顿包含正弦信 号的数据产生。 第一种情况，产生的是连续的纯正弦波，这样模拟式系统与数字式系统没什么不同。 第二种情况，由D/A转换器产生的模拟驱动信号并不光滑，信号是由许多小的台阶组成，需要用平 滑滤波器将发出信号中的小台阶变得光滑，产生基本上纯净的正弦波形。重要的是顿与顿之间要连续 以产生光滑的正弦波

23.10—2019/IEC60068

表A.1每个轴向上的扫频循环数和相应的持续时间

注2：带下划线的数据是从附录B和附录C中得来的

可通过下列公式来计算应力循环数的估计值N，倍频程数X和一个扫频循环（f,→f?→f,）的持 续时间（T）：

式中： f2 扫频上限频率； fi 扫频下限频率； SR 扫频速率，单位为倍频程/min。 这种估算应力循环次数的方法对表B.1、表 C.1和表C.2也是有效的

A.4.4.1模拟滤波器

log.2XSR loge f. X（倍频程）= log.2 loge(f 1X2 T(分钟) X SR log.2XSR

可以是等带宽（CB)或等百分比带宽（CPB)，在每一种情况下响应时间（T）由下式给出：

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T，一一每一种情况下的响应时间，单位为秒(s)； BW—带宽，单位为赫兹(Hz)。 例如： 对于一个10Hz带宽的等带宽滤波器（CB)， 100ms并恒定覆盖全部调谐范围。 对于一个等百分比带宽滤波器，例如：设为10%调谐频率时， BW=0.1f ; T,=BW 10×调谐频率周期。 当控制回路使用了跟踪滤波器时，响应时间是非常重要的。较长的响应时间会降低总的控制响应 时间并可能导致不稳定，甚至失控。此外，响应时间可能会限制正弦扫频试验中的扫描速率，特别是等 百分比带宽滤波器（CPB)在低频段T，可以是数十秒（见4.1.3）。 因此许多跟踪滤波器要么在多个CB设置之间根据调谐频率自动切换，要么从低频到某个设定的 顿率区间内使用CB响应，高于这个频率时使用CPB响应。 在通常情况下，跟踪滤波器的响应至少应比控制器压缩速度快5倍，以避免相互间的影响和控制不 急定性。滤波器带宽总是小于工作调谐频率。 响应时间见表A.2和A.3。

表A.2CB响应时间

表A.3CPB响应时间

A.4.4.2数字滤波器

A.4.5控制信号测量

数字系统在将数据数字化前采用了抗混滤波器。这种滤波器像扫频过程一样沿频率范围逐步渐进 并有效地消除高频分量。其结果是，数字式系统看上去会有较低的均方根值，其结果在与一个等效的模 拟控制系统比较时，有数字系统控制的试验具有较高的量值。在数字式控制系统和模拟式控制系统中 使用跟踪滤波器就可以克服这个问题

A.5.1减振器的传递特性

图A.1减振器的一般传递特性曲线

应该指出，许多减振器包含有温度敏感材料。这些温度敏感材料也可以用于包装。 如果减振器上或包装内的样品的基本共振频率在试验频率范围内，应谨慎地确定所有耐久试验时 间长短。 在某些情况下采用连续激励而不准许恢复，这可能是不合理的。如果该基本共振频率激励的实际 时间分布已知，则应设法模拟它。如果实际的时间分布未知，则可通过工程判断的方法来限制激励周期 以避免过热，见5.3。

A.6.1基本概念（见5.3.1)

现行的许多规范都是根据持续时间来描述振动试验的扫频耐久状态。如果它们的试验频率范围不 同，就不可能把一个共振样品的性能和另一共振样品的性能联系起来，因为所受的共振激励次数不同， 列如，通常会认为在加速度和持续时间都相同的情况下，频率范围宽的比频率范围窄的更为严酷。但事 实却恰恰相反。作为耐久参数的扫频循环数概念可以解决这一问题，因为此时共振可按相同的次数被 傲励.面不考虑频率范围

如果试验仅用于证实一个样品在合适振幅下 受住振动和（或）在合适振幅下工作的能力，则该试 验需连续进行。其试验时间应长到足以证实在规定的频率范围内满足这种要求。如果要证实一个设备 经受振动累积效应的能力，例如疲劳和机械变形时，试验应有足够的持续时间以累积必需的应力循环。 为了证实无限疲劳寿命，通常认为总数为10”的应力循环是合适的

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如果适用，可在整个试验期间或试验过程中的适当阶段上，设备应按其典型的功能条件进行工作。 在耐久试验的适当阶段上及其试验结束前，建议对样品进行功能检查。 对振动可能影响其开关特性的样品（例如干扰继电器的工作），应反复试验这些功能，以验证样品在 式验频率内或可能引起干扰的频率上能满意地工作。 如果试验仅仅是为了验证样品能否经受住振动，则样品功能特性的评价应在耐久振动完成后进行 见8.3和第11章）

初始和最后检测的目的是为了比较特定的参数，以使评价振动对样品的影响。 除视觉检查外，检测应包括电气和（或）机械工作特性、尺寸等（见第7章和第11章）

附录B （资料性附录） 主要用于元件应用的严酷等级示例 在第5章中提供的严酷等级很多。为了简化使用，表B.1给出了从第5章所推荐的耐久参数中选 出来主要用于元件应用的严酷等级示例。其试验条件按本部分的规定，

表B.1扫频耐久高交越频率示例

估算应力循环数的方法见A.4.3。 固定频率的耐久性试验： 在每个危险频率每个轴向上典型的耐久性试验持续时间是10min、30min、90min和10h。 近固定频率见A.1。 在预定的频率点上，耐久性试验时间应将在每个频率和轴向上的组合都按施加10°应力循环作为 上限。当环境条件已知时，在固定频率上耐久性试验的持续时间可基于存在的自然寿命期间的应力彻 环的次数

估算应力循环数的方法见A.4.3。 固定频率的耐久性试验： 在每个危险频率每个轴向上典型的耐久性试验持续时间是10min、30min、90min和10h。 近固定频率见A.1。 在预定的频率点上，耐久性试验时间应将在每个频率和轴向上的组合都按施加10°应力循环作为 上限。当环境条件已知时，在固定频率上耐久性试验的持续时间可基于存在的自然寿命期间的应力循 环的次数

附录C （资料性附录） 主要用于设备应用的严酷等级示例

当设备实际所受到的严酷等级已知时，可选择本附录（见A.4.1）。当设备实际所受到的严酷等级 未知时，则需按本附录给出的应用示例，选择类似的通用严酷等级。 下面给出若干主要供设备和其他产品用的，由频率范围、振动幅值、耐久时间组合的严酷等级实例 （见表C.1和表C.2）。它们是从第5章为耐久性试验规定的推荐参数中选出来的，并认为已包括了振动 式验较一般的应用示例。本部分并不打算列出一个应有尽有的清单，因此，本附录示例未能包括的要 求，应从本部分推荐的其他严酷等级中选取，并应在有关规范中规定。 在某些应用中，采用扫频耐久也许不合实际，可能要在危险频率上进行试验。这种试验应根据本部 分的适用条文，并用本附录作为导则，由有关规范来规定。 表C.1不包括频率范围在10Hz以下的示例，所以在8Hz和10Hz之间没有交越频率。在应用 中，许多试验可能给出的起始频率5Hz.甚至1Hz，有关规范应有相关的规定

表C.1扫频耐久低交越频率示例

注：在一个频率范围内多于一个幅值时，只能用其中的一个

估算应力循环的方法见A.4.3

RBT 214-2017 检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求C.2固定频率的耐久性试验

在每个危险频率每个轴向上典型的耐久性试验持续时间是10min;30min;90min和10h。 近固定频率见A.1。 在预定的频率耐久性试验时间时，应将分配在每个频率和轴向上组合都按施加10°应力循环作为 上限。当环境条件已知时，在固定频率上耐久性试验的持续时间可基于存在的自然寿命期间的应力循 环的次数

表C.2扫频耐久一高交越频率示例

估算应力循环的方法见A.4.3

C.3固定频率的耐久性试验

在每个危险频率每个轴向上典型的耐久性试验持续时间是10min、30min、90min和10h 近固定频率见A.1。 在预定的频率耐久性试验时间时T／CBDA 21-2018 轨道交通车站标识设计规程，应将分配在每个频率和轴向上组合都按施加10°应力循环作为 上限。当环境条件已知时，在固定频率上耐久性试验的持续时间可基于存在的自然寿命期间的应力循 环的次数