TCVN 7699-3-8:2014
IEC 60068-3-8:2003
THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG PHẦN 3-8: TÀI LIỆU HỖ TRỢ VÀ HƯỚNG DẪN - LỰA CHỌN TRONG SỐ CÁC THỬ NGHIỆM RUNG
Environmental testing - Part 3-8: Supporting documentation and guidance - Selecting amongst vibration tests
Lời nói đầu
TCVN 7699-3-8:2014 hoàn toàn tương đương với IEC 60068-3-8:2003;
TCVN 7699-3-8:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG - PHẦN 3-8: TÀI LIỆU HỖ TRỢ VÀ HƯỚNG DẪN - LỰA CHỌN TRONG SỐ CÁC THỬ NGHIỆM RUNG
Environmental testing - Part 3-8: Supporting documentation and guidance - Selecting amongst vibration tests
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn cho việc lựa chọn rung hình sin Fc, rung ngẫu nhiên Fh và rung hỗn hợp F(x) trong số các phương pháp thử nghiệm rung cố định trong IEC 60068-2.Các phương pháp thử nghiệm xác lập khác nhau và mục đích của chúng được mô tả ngắn gọn ở Điều 4.Các phương pháp thử nghiệm quá độ không được đưa vào.
Đối với thử nghiệm rung, cần biết các điều kiện môi trường, đặc biệt các điều kiện động đối với mẫu thử. Tiêu chuẩn này giúp thu thập thông tin về các điều kiện môi trường (Điều 5), để ước lượng hoặc đo các điều kiện động (Điều 6) và đưa ra ví dụ để cho phép đưa ra các quyết định về phương pháp thử nghiệm rung môi trường có thể áp dụng được nhất. Phương pháp lựa chọn thử nghiệm thích hợp được đưa ra, bắt đầu từ điều kiện. Bởi vì các điều kiện rung thực tế bị chi phối bởi rung có bản chất ngẫu nhiên, nên thử nghiệm ngẫu nhiên là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, xem Bảng 1, Điều 7.
Các phương pháp được đưa vào dưới đây có thể được sử dụng để xem xét đáp ứng rung của mẫu thử đang được thử nghiệm trước, trong khi và sau thử nghiệm rung. Việc lựa chọn phương pháp kích thích thích hợp được mô tả ở Điều 8 và trình bày theo dạng bảng trong Bảng 2.
Trong quy định kỹ thuật tiêu chuẩn này, người viết sẽ tìm các thông tin liên quan đến các phương pháp thử nghiệm rung và hướng dẫn đối với việc lựa chọn. Đối với hướng dẫn về các tham số thử nghiệm, hoặc độ khắc nghiệt của một trong các phương pháp thử nghiệm này, cần tham khảo các tài liệu tiêu chuẩn viện dẫn.
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn.Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).
TCVN 7699-1 (IEC 60068-1), Thử nghiệm môi trường - Phần 1: Quy định chung và hướng dẫn
TCVN 7699-2-6 (IEC 60068-2-6), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-6: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Fc: Rung (hình sin)
TCVN 7699-2-64, (IEC 60068-2-64), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-64: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Fh: Rung, ngẫu nhiên băng tần rộng (điều khiển số) và hướng dẫn
TCVN 7699-2-80 (IEC 60068-2-80), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-80: Các thử nghiệm - Thử nghiệm F: Rung - Chế độ hỗn hợp
IEC 60721-3 (all parts), Classification of environmental conditions - Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities (Phân loại điều kiện môi trường - Phần 3: Phân theo nhóm tham số môi trường và độ khắc nghiệt của chúng)
IEC 60721-4 (all parts), Classification of environmental conditions - Part 4: Guidance for the correlation and transformation of environmental condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068-2 (Phân loại điều kiện môi trường - Phần 4: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các lớp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068-2)
IEC Guide 104:1997, The preparation of safety publications and the use of basic safety publications and group safety publications (Chuẩn bị các bản công bố về an toàn và sử dụng các công cố về an toàn cơ bản và các công bố về an toàn nhóm)
ISO 2041, Vibration and shock - Vocabulary (Rung và xóc - Từ vựng)
ISO 5348, Mechanical vibration and shock - Mechanical mounting of accelerometers (Rung và xóc cơ học - Lắp phần cơ các gia tốc kế)
3. Thuật ngữ và định nghĩa
Đối với mục đích của tiêu chuẩn này, các thuật ngữ và định nghĩa sử dụng được định nghĩa chung trong ISO 2041, trong TCVN 7699-1 (IEC 60068-1), TCVN 7699-2-6 (IEC 60068-2-6) TCVN 7699-2-64 (IEC 60068-2-64). Trường hợp, để thuận tiện cho người đọc, định nghĩa từ một trong các nguồn đó được đưa vào ở đây, nguồn gốc được chỉ ra và các sai khác so với các định nghĩa trong các nguồn đó cũng được chỉ ra.
3.1. Điều kiện động (dynamic conditions)
Tất cả các tham số mô tả môi trường rung đối với một mẫu thử
3.2. Rung tĩnh tại (stationary vibration)
Kiểu rung với tất cả các tham số liên quan đến rung (thống kê và phổ) đều không đổi theo thời gian
3.3. Quét tần số (frequency sweep)
Thay đổi tần số kích thích trong quá trình thử nghiệm hình sin
CHÚ THÍCH: Để có thêm các định nghĩa về thử nghiệm hình sin, xem TCVN 7699-2-6(IEC 60068-2-6).
3.4. Phổ tuyến tính (linear spectrum)
Kiểu phổ sử dụng cho các tín hiệu chu kỳ, thường được tính toán với các thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT), các đơn vị sử dụng là, ví dụ, m/s2 x s hoặc g/Hz hoặc g x s
[IES-RP-DET 012.1]
3.5. Mật độ phổ gia tốc (acceleration spectral density)
ASD
Kiểu phổ sử dụng cho các tín hiệu ngẫu nhiên cố định, thường được tính toán bằng cách sử dụng các phép biến đổi Fourier rời rạc bình phương (DFT): giá trị trung bình bình phương của phần tín hiệu gia tốc đi qua bộ lọc băng hẹp của một tần số trung tâm, trên một đơn vị băng thông, trong giới hạn khi băng thông tiến tới “0” và thời gian lấy trung bình tiến tới vô cùng, đôi khi được gọi là phổ tự động, đơn vị sử dụng là (m/s2)2/Hz hoặc gn2/Hz.
[ISO 2041, đã sửa đổi]
3.6. Tự tương quan (autocorrelation)
Đơn vị thống kê của mức độ một phần tín hiệu liên quan đến phần khác (dịch chuyển một thời gian đã cho) của cùng một tín hiệu
CHÚ THÍCH: Biến đổi Fourier của hàm tự tương quan cho ra ảnh phổ tự động hay ASD, đơn vị là hệ số từ -1 đến +1.
3.7. Cấp tự do thống kê (statistical degrees of freedom)
DOF
Để ước tính mật độ phổ gia tốc của dữ liệu ngẫu nhiên bằng kỹ thuật lấy trung bình theo thời gian, số cấp tự do thống kê hiệu quả suy ra từ độ phân giải tần số và thời gian lấy trung bình hiệu quả.
[IEC 60068-2-64, 4.3.5, ISO 2041, đã sửa đổi]
3.8. Tần số tới hạn (critical frequency)
Các tần số mà tại đó
- Việc mẫu thử hoạt động sai và/hoặc suy giảm tính năng, tùy thuộc vào sự rung, được biểu lộ ra, và/hoặc
- các cộng hưởng cơ học và/hoặc các hiệu ứng đáp ứng khác xảy ra, ví dụ như rung lắc
4. Mô tả các phương pháp thử nghiệm rung
4.1. Tổng quan
Thử nghiệm môi trường được sử dụng để mô phỏng trong phòng thí nghiệm các tác động của môi trường rung trong thực tế. Thử nghiệm rung sử dụng các tín hiệu đầu vào khác nhau để kích thích mẫu thử, ví dụ như trên bàn rung. Các phương pháp thử nghiệm được đặc trưng bởi các tín hiệu đầu vào đó.
4.2. Phương pháp thử nghiệm
Rung hình sin và rung ngẫu nhiên là các quá trình vật lí khác nhau và tạo ra các tác động khác nhau lên mẫu thử. Người viết quy định kỹ thuật cần nhận thức rằng, do các quá trình này khác nhau về bản chất vật lý nên không có một sự tương đương chính xác nào giữa thử nghiệm rung hình sin và thử nghiệm rung ngẫu nhiên. Hết sức khuyến cáo rằng không cố chuyển đổi các độ khắc nghiệt từ hình sin sang ngẫu nhiên, hoặc ngược lại.
Mô tả tóm tắt các phương pháp thử nghiệm rung khác nhau được đưa ra.
4.2.1. Thử nghiệm hình sin
Thử nghiệm hình sin (TCVN 7699-2-6 (IEC 60068-2-6)) sử dụng một tín hiệu hình sin với tần số và biên độ cố định hoặc thay đổi. Vào bất kỳ thời điểm nào, chỉ áp dụng một tần số duy nhất. Các điều kiện thử nghiệm bao gồm dải tần số (băng tần) hoặc các tần số cố định, biên độ rung và khoảng thời gian thử nghiệm.
Rung hình sin, nếu có, hiếm khi xảy ra trong môi trường thực như một sự rung động ở tần số duy nhất tách biệt. Đây có thể là trường hợp thậm chí khi đang đo gia tốc trực tiếp trên máy đang quay. Các dung sai hoặc khe hở thực, chẳng hạn như ở các bánh răng hoặc ổ trục, thường dẫn tới một thay đổi nhỏ về tần số. Một dạng rung ngẫu nhiên nào đó cũng được tạo ra bởi các thuộc tính ngẫu nhiên của máy đang quay.
Rung hình sin có thể được mô tả mang tính tất định. Nó tuân theo sau một mẫu hình đã được xác lập đến mức giá trị rung tại thời điểm bất kỳ trong tương lai hoàn toàn có thể tiên đoán được từ lịch sử trước đó.
Lĩnh vực mà loại thử nghiệm này có thể có lợi thế là xác định thời điểm sự cố trong một lần quét tần số, khi mà có thể kết hợp nó với một tần số cụ thể mà, nếu không, có thể không thực sự hiển nhiên nếu áp dụng một thử nghiệm ngẫu nhiên. Tuy nhiên, so sánh với rung ngẫu nhiên, rung hình sin có xu hướng mất nhiều thời gian hơn để gây ra hỏng bởi vì nó kích thích mỗi sự cộng hưởng chỉ trong thời gian ngắn trong một lần quét. Mặc dù chỉ một tần số được áp dụng ở một thời điểm bất kì, nó cho phép một sự cộng hưởng cụ thể của mẫu thử có khả năng tạo nên biên độ đầy đủ của nó, nếu tốc độ quét đủ thấp. Nó cũng có thể được sử dụng để thiết lập các cộng hưởng gây hư hại có thể có, nhất là trong quá trình thử nghiệm thiết kế/phát triển.
Một ứng dụng bổ sung của thử nghiệm rung hình sin có thể là “thử nghiệm giữ” tần số, ở
a) một tần số cưỡng bức đã biết, hoặc
b) ở các tần số cộng hưởng của mẫu thử.
BẢN GỐC
Đăng nhận xét