ASTM-D 999-01貨運(yùn)集裝箱振動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法
1目的
1.1 這些方法包括了裝滿了貨運(yùn)箱的振動(dòng)測(cè)試。這些測(cè)試用來評(píng)估一個(gè)貨運(yùn)箱在實(shí)際運(yùn)輸過程中受到的振動(dòng)時(shí)的承受性能(包括它的內(nèi)包裝,封箱方法,以及箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和它提供給產(chǎn)品的保護(hù)能力)。這些程序適合任何樣式、材料、種類、內(nèi)包裝設(shè)計(jì)、封裝方法及尺寸、重量的貨運(yùn)箱。這些程序不是用來評(píng)定測(cè)試時(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中預(yù)期振箱響應(yīng)目的,也不是用來測(cè)試產(chǎn)品的運(yùn)作結(jié)構(gòu)是否更適合程序的?
1.2 方法
A1重復(fù)振動(dòng)(垂直運(yùn)動(dòng))測(cè)試
A2重復(fù)振動(dòng)(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))測(cè)試
B單個(gè)貨運(yùn)箱共振(垂直運(yùn)動(dòng))測(cè)試
C水平負(fù)載、復(fù)合負(fù)載、垂直負(fù)載共振測(cè)試
1.3這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不會(huì)列出所有安全關(guān)系,除非,是關(guān)聯(lián)到標(biāo)準(zhǔn)的使用。標(biāo)準(zhǔn)使用者的責(zé)任是:確保適當(dāng)安全和健康操作及監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)使用前預(yù)先調(diào)整界限的適用性。預(yù)防說明見第6部分。
1.4這些方法符合ISO8318和ISO2247
2.相關(guān)文件
3.術(shù)語
Doubleamplitude:雙重振幅-正弦曲線輸入地zui大值。
Octave:信頻程-兩個(gè)有一定比率的頻率的時(shí)間間隔
PSD:功率譜密度-
3.1.4重復(fù)振動(dòng):由于擺動(dòng)輸入使放在測(cè)試平面上的樣辦與平面重復(fù)撞擊。
3.1.5共振:
4.意義和使用
4.1在運(yùn)輸過程產(chǎn)生的振動(dòng)中,貨運(yùn)箱受到復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的壓力。要求貨運(yùn)箱受到運(yùn)輸中可能受到振動(dòng),從而模擬產(chǎn)生近似真實(shí)的損壞或沒有損壞。
4.2運(yùn)輸過程的共振響應(yīng)是劇烈的,可能會(huì)導(dǎo)致包裝或產(chǎn)品失效。確認(rèn)臨界頻率和包裝受到的壓力種類,會(huì)令到這種失效減到zui低程度。
4.3振動(dòng)測(cè)試要基于典型測(cè)試場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)??赡艿脑?,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際場(chǎng)地的相比較一下,以提高我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的信心。
4.4振動(dòng)擺放方位會(huì)影響到貨運(yùn)箱、它的內(nèi)包裝、封裝和內(nèi)在產(chǎn)品。測(cè)試允許分析這些部件的相互作用。更改其中一個(gè)或多個(gè)部件的設(shè)計(jì),使貨運(yùn)箱性能符合運(yùn)輸環(huán)境的要求。
4.5方法A1和方法A2,重復(fù)振動(dòng)測(cè)試,適合放在運(yùn)輸車?yán)餂]有受到任何限制的單個(gè)貨運(yùn)箱及因單個(gè)負(fù)載或堆放負(fù)載的放大振動(dòng)而受到重復(fù)振動(dòng)的貨運(yùn)箱。
備注1:方法A1和方法A2產(chǎn)生不同的振動(dòng)運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生不同的力導(dǎo)致不同的損壞類型和強(qiáng)度。兩種測(cè)試方法的測(cè)試結(jié)果不能相互關(guān)聯(lián)。
4.6B方法B,單個(gè)貨運(yùn)箱共振測(cè)試,測(cè)試或評(píng)估單個(gè)貨運(yùn)箱承受振動(dòng)能力和它的內(nèi)包裝在運(yùn)輸中保護(hù)產(chǎn)品的能力,尤其是貨運(yùn)箱和產(chǎn)品有表現(xiàn)出共振響應(yīng)時(shí)。
備注2:?jiǎn)蝹€(gè)的碼垛堆集的產(chǎn)品用方法C來測(cè)試。
4.7方法C,碼垛堆集,復(fù)合堆放或垂直堆放的共振測(cè)試,包括評(píng)估負(fù)載平行堆放或復(fù)合堆放時(shí)共振的存在和影響,以及貨運(yùn)箱的強(qiáng)度是否足夠承受動(dòng)態(tài)負(fù)載的堆放。
4.8這些測(cè)試方法的使用,由適當(dāng)?shù)牟僮饕螅òy(cè)試強(qiáng)度、頻率范圍、測(cè)試周期)來確定。雖然這些測(cè)試沒有模擬到運(yùn)輸環(huán)境,它們是用來創(chuàng)造運(yùn)輸環(huán)境損壞產(chǎn)生潛在能力。這些測(cè)試的結(jié)果是相互不同的。
5.儀器
5.1方法A1-重復(fù)振動(dòng)測(cè)試(垂直運(yùn)動(dòng)):
5.1.1振動(dòng)測(cè)試設(shè)備,附帶一個(gè)足夠有力和堅(jiān)硬的水平臺(tái)面,因而在負(fù)載測(cè)試樣辦時(shí),確保要求的振動(dòng)在整個(gè)測(cè)試臺(tái)面上是均衡的。平面由一個(gè)可以使臺(tái)面振動(dòng)令到平面的運(yùn)動(dòng)曲線類似垂直正弦輸入(平面旋轉(zhuǎn)振動(dòng)是不接受的)的設(shè)備支撐。振動(dòng)的雙幅位移應(yīng)該符合或控制到1”(25mm),而頻率可以是范圍在2到5Hz內(nèi)的變量(每秒周期)。測(cè)試設(shè)備要裝備護(hù)欄,以確保測(cè)試樣辦不會(huì)從平面上掉下去,但不能限制樣辦垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
5.2方法A2-重復(fù)振動(dòng)測(cè)試(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)):
5.2.1振動(dòng)測(cè)試設(shè)備,附帶一個(gè)足夠有力和堅(jiān)硬的水平臺(tái)面,因而在負(fù)載測(cè)試樣辦時(shí),確保要求的振動(dòng)在整個(gè)測(cè)試臺(tái)面上是均衡的。平面由一個(gè)可以使臺(tái)面旋轉(zhuǎn)振動(dòng)(垂直方向的運(yùn)動(dòng)曲線類似垂直正弦輸入)的設(shè)備支撐。振動(dòng)的雙幅位移應(yīng)該符合1”(25mm),而頻率可以是范圍在2到5Hz內(nèi)的變量(每秒周期)。測(cè)試設(shè)備要裝備護(hù)欄,以確保測(cè)試樣辦不會(huì)從平面上掉下去,但不能限制樣辦垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
5.3方法B和方法C-共振測(cè)試:
5.3.1振動(dòng)測(cè)試設(shè)備,附帶一個(gè)足夠有力和堅(jiān)硬的水平臺(tái)面,因而在負(fù)載測(cè)試樣辦時(shí),確保要求的振動(dòng)在整個(gè)測(cè)試臺(tái)面上是均衡的。平面由一個(gè)可以使平面振動(dòng)的設(shè)備支撐,該設(shè)備具備有通過控制加速度或位移或兩者(通過一個(gè)頻率變量范圍的連續(xù)控制)在垂直直線面上產(chǎn)生振動(dòng)的能力。(平面旋轉(zhuǎn)振動(dòng)是不接受的)。方法B中,適當(dāng)?shù)膬x器和附加位置必須被牢牢的放在測(cè)試樣辦上。而方法C中,必須提供設(shè)備限制測(cè)試貨運(yùn)箱的水平運(yùn)動(dòng),但不能限制樣辦垂直方向的運(yùn)動(dòng)。
5.4使用儀器-方法B和方法C中,需要用到加速計(jì),信號(hào)調(diào)節(jié)器和數(shù)據(jù)顯示或儲(chǔ)存器來測(cè)量和控制測(cè)試臺(tái)面的加速度。使用儀器同時(shí)要能監(jiān)控貨運(yùn)箱或包裝物的響應(yīng)。要求儀器系統(tǒng)的到測(cè)試要求范圍的±5%。加速計(jì)的體積和重量要盡可能小,以致不會(huì)影響到被測(cè)量樣辦的響應(yīng)及測(cè)試結(jié)果。使用儀器的詳細(xì)資料見 Shock andVibrationHandbook.(Harris,C.M.,ShockVibrationHandbook,McGraw-Hilll,NewYork,NY,1988,Chapter16.)
5.5環(huán)境儀器-提供適當(dāng)?shù)模ㄈ缈梢哉{(diào)節(jié)濕度和溫度)的設(shè)備在測(cè)試前或測(cè)試過程中使樣辦測(cè)試環(huán)境達(dá)到要求。
6.安全防范
6.1這個(gè)測(cè)試方法會(huì)在測(cè)試樣辦上產(chǎn)生劇烈的機(jī)械反應(yīng)。因比,測(cè)試設(shè)備的護(hù)欄必須足夠牢固和安全。操作者要對(duì)潛在的危險(xiǎn)保持警惕和自身的安全有足夠的保護(hù)意識(shí)。如果測(cè)試出現(xiàn)危險(xiǎn)情況,馬上停止測(cè)試
7.測(cè)試樣辦
7.1測(cè)試樣辦為實(shí)際用于運(yùn)輸?shù)呢涍\(yùn)箱(實(shí)際填裝的內(nèi)包裝和產(chǎn)品),可以用次品和不合格產(chǎn)品來測(cè)試(但要測(cè)試前記錄下次品問題)。模擬樣辦可以用發(fā)展階段的測(cè)試,但不可以用在zui后的接受性測(cè)試。
備注3:當(dāng)測(cè)試時(shí)不能使用實(shí)際產(chǎn)品(例如危險(xiǎn)產(chǎn)品)時(shí),可用代用品來測(cè)試。
7.2傳感器要能感應(yīng)到樣辦在測(cè)試中盡可能小的變更,獲得數(shù)據(jù)。如果有需要觀察測(cè)試過程中樣辦產(chǎn)品的變化,可在貨運(yùn)箱的臨界位置開孔。
7.3當(dāng)有足夠的貨運(yùn)箱和產(chǎn)品時(shí),要求測(cè)試5次或更多次數(shù)來提高統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性。(見操作E122)
8.環(huán)境
8.1在測(cè)試前或測(cè)試過程中使樣辦測(cè)試環(huán)境達(dá)到要求。如果沒有環(huán)境要求,而貨運(yùn)箱材料容易受到環(huán)境影響,則推薦使用空調(diào)。(標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境要求見操作D4332)
9.程序
9.1方法A1和方法A2-重復(fù)振動(dòng)測(cè)試:
9.1.1將測(cè)試樣辦按正常運(yùn)輸放置位置放在測(cè)試平臺(tái)上,附加裝置以限制樣辦從測(cè)試平面上掉下來和防止樣辦的過分?jǐn)[動(dòng),但不能限制樣辦垂直方向的移動(dòng)。調(diào)整限制裝置,使得測(cè)試樣辦的水平周邊有且只有大約10mm(0.4in)的空間。
9.1.2用大概2Hz的頻率啟動(dòng)平臺(tái)振動(dòng),穩(wěn)定的增加測(cè)試頻率,直測(cè)試樣辦的某些位置重復(fù)跳離測(cè)試平臺(tái)。為了確保測(cè)試樣辦是受到連續(xù)的重復(fù)振動(dòng),當(dāng)樣辦跳離測(cè)試平臺(tái)時(shí),用一塊厚1.6mm(1/26 in),寬50mm (2.0in)的墊片塞到樣辦下,zui少可以塞入100 mm(4.0 in和)長(zhǎng),墊片并能間隙地沿著某個(gè)樣辦的底面長(zhǎng)度移動(dòng)。使用足夠長(zhǎng)的墊片以確保操作者的安全,并注意保持墊片平直地放在測(cè)試臺(tái)面上。
9.1.3在這個(gè)振動(dòng)頻率下,連續(xù)測(cè)試達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的時(shí)間或預(yù)定的周期或觀察到預(yù)定數(shù)目的損壞出現(xiàn)。即時(shí)停止測(cè)試,檢查損壞。
9.1.4如果貨運(yùn)箱在運(yùn)輸過程可能會(huì)以其它方向擺放,則每個(gè)可能方向zui少測(cè)試一箱。
備注4:如果測(cè)試周期沒有要求,推薦測(cè)試一個(gè)小時(shí),也可以參考操作D4169。
9.1.5檢查貨運(yùn)箱和內(nèi)在產(chǎn)品,并記錄測(cè)試中出現(xiàn)的損壞或變差結(jié)果。
9.2方法B-單個(gè)貨運(yùn)箱的共振測(cè)試:
9.2.1按樣辦正常運(yùn)輸放置位置將樣辦安全地固定在測(cè)試臺(tái)面上,以便要求的振動(dòng)條件可以傳到測(cè)試樣辦的外部。將加速計(jì)放在臺(tái)面的頂部或底部,盡可能靠近測(cè)試樣辦(但要確保不會(huì)被樣辦碰壞),或者某個(gè)能夠產(chǎn)生具有代表意義數(shù)據(jù)的臺(tái)面的位置。監(jiān)測(cè)臺(tái)面達(dá)到的振幅和頻率以確保要求的條件已經(jīng)產(chǎn)生。
9.2.2用其中一個(gè)方法可以測(cè)定共振頻率:正弦掃蕩輸入或任意輸入。
9.2.2.1用正弦掃蕩進(jìn)行共振搜索-調(diào)節(jié)振動(dòng)測(cè)試儀器以達(dá)到要求的常量加速度振幅(0到峰值),直到達(dá)到要求的頻率范圍。在一個(gè)連續(xù)的每分鐘為0.5到1.0信頻程的對(duì)數(shù)比率下,從zui低頻率開始,掃蕩到頻率上限,再回到頻率下限。重復(fù)這個(gè)循環(huán)兩次,記錄樣辦的共振響應(yīng)。這些共振頻率可以用不同的方法監(jiān)測(cè)到,包括聽覺(聽響應(yīng)),視覺(一個(gè)頻閃觀測(cè)儀或視頻系統(tǒng)),或一個(gè)加速度計(jì)。
備注5:響應(yīng)頻率在掃蕩上限和掃蕩下限是不同的,而測(cè)試樣辦的實(shí)際響應(yīng)頻率會(huì)是在兩個(gè)頻率(上限共振頻率和下限共振頻率)的中間。
備注6:如果測(cè)試精度沒有要求,則一個(gè)加速度為0.25g’s 到0.5g’s(2.45m/s2到4.9m/s2)的振幅(由0到峰值),使頻率范圍達(dá)到3到100HZ,已經(jīng)足夠刺激到產(chǎn)生響應(yīng)。(測(cè)試水平和周期推薦參考操作D4169)
9.2.2.2用任意輸入進(jìn)行共振搜索-和用正弦掃蕩比較,用任意輸入確認(rèn)產(chǎn)品的共振頻率會(huì)更快(用寬頻輸入同步刺激測(cè)試樣辦的真實(shí)頻率)。見測(cè)試方法D3580。要用這個(gè)方法,則需要在測(cè)試樣辦上裝加速計(jì)來監(jiān)測(cè)zui大的響應(yīng)頻率。同時(shí)測(cè)試臺(tái)面上也要裝加速計(jì),以確保臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)是要求的PSD的輸入頻譜。在振臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置傳感器以確認(rèn)產(chǎn)品的共振頻率。
9.2.2.3在zui小的功率譜密度為0.005g2/Hz(0.049(m/s2)2/Hz)或*的適當(dāng)?shù)念l譜下,zui小頻率范圍為3到100Hz。注意,這個(gè)范圍并不代表任何特別的真實(shí)環(huán)境,僅僅是用來確認(rèn)在運(yùn)輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)的強(qiáng)制頻率范圍下樣辦的的自然頻率。啟動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng),啟動(dòng)過程中PSD水平不能超過要求的范圍。在低于整個(gè)水平的zui少6dB時(shí)開始測(cè)試,然后慢慢增加一個(gè)或多個(gè)并發(fā)的步驟來達(dá)到整個(gè)測(cè)試范圍。允許控制系統(tǒng)足夠穩(wěn)定可以描述到一個(gè)穩(wěn)定的頻譜形狀和水平。比較輸入和響應(yīng)。記錄測(cè)試樣辦的共振響應(yīng)。
備注7:*,現(xiàn)有的一些振動(dòng)測(cè)試設(shè)備只有有限的頻率范圍,必需附加設(shè)備以滿足推薦的頻率范圍要求。
9.2.3在9.2.2.1每次的共振頻率測(cè)定中要保持要求的時(shí)間長(zhǎng)度(限于4個(gè)zui強(qiáng)共振響應(yīng)的zui大值),或直到貨運(yùn)箱出現(xiàn)損壞。如有需要,調(diào)整振動(dòng)頻率以保持共振。
備注8:如沒有保持時(shí)間長(zhǎng)度要求,則一般zui小保持15分鐘,也可以參考操作D4169。
9.2.4模擬運(yùn)輸過程中樣辦可能會(huì)被放置的方向,重復(fù)步驟9.2.1,9.2.2.1和9.2.3。
9.2.5檢查貨運(yùn)箱和內(nèi)在產(chǎn)品,并記錄測(cè)試中出現(xiàn)的損壞或變差結(jié)果。
9.3方法C-碼垛堆集,復(fù)合負(fù)載或垂直堆放的共振測(cè)試:
9.3.1將帶有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的復(fù)合或碼垛堆集的測(cè)試樣辦放在測(cè)試臺(tái)面上,堆放高度等同實(shí)際高度。能測(cè)試真實(shí)用于正常運(yùn)輸?shù)呢?fù)載,如伸縮膜,條帶,堆放結(jié)構(gòu),等等。如果運(yùn)輸過程中會(huì)用到垂直堆放,要測(cè)試貨運(yùn)箱的單獨(dú)垂直列負(fù)載時(shí)的共振。附加限制裝置以限制樣辦水平方向離開測(cè)試臺(tái)面,防止樣辦傾倒和過分?jǐn)[動(dòng)。調(diào)整限制裝置,使得測(cè)試樣辦的水平周邊有且只有大約10mm(0.4in)的空間。將加速計(jì)放在測(cè)試臺(tái)面盡可能靠近測(cè)試樣辦的位置(但要確保不會(huì)被接觸)
9.3.2用其中一個(gè)方法可以測(cè)定共振點(diǎn):正弦掃蕩輸入或任意輸入。
9.3.2.1用正弦掃蕩進(jìn)行共振搜索-調(diào)節(jié)振動(dòng)測(cè)試儀器,產(chǎn)生達(dá)到要求常量加速度振幅(0到峰值),直到達(dá)到要求的頻率范圍。在一個(gè)連續(xù)的每分鐘為0.5到1.0信頻程的對(duì)數(shù)比率下,從zui低頻率開始,掃蕩到頻率上限,再回到頻率下限。重復(fù)這個(gè)循環(huán)兩次,記錄樣辦的所有的共振響應(yīng)。這些共振頻率可以用不同的方法監(jiān)測(cè)到,包括聽覺(聽響應(yīng)),視覺(一個(gè)頻閃觀測(cè)儀或視頻系統(tǒng)),或裝一個(gè)加速度計(jì)在樣辦堆放負(fù)載的zui高處。
備注9:有多個(gè)單負(fù)載的樣辦會(huì)出現(xiàn)劇烈的響應(yīng)。
備注10:響應(yīng)頻率在掃蕩上限和掃蕩下限是不同的,而測(cè)試樣辦的實(shí)際頻率會(huì)是在兩個(gè)頻率(上限共振頻率和下限共振頻率)的中間。
備注11:如果測(cè)試精度沒有要求,推薦用一個(gè)加速度為0.25g(2.5m/s 2)的振幅(由0到峰值),使頻率范圍達(dá)到2到100HZ。(測(cè)試水平推薦參考操作D4169)
9.3.2.2用任意輸入進(jìn)行共振搜索-和用正弦掃蕩比較,用任意輸入確認(rèn)帶有碼垛堆集,復(fù)合負(fù)載或垂直堆放負(fù)載的產(chǎn)品的共振頻率會(huì)更快(用寬頻輸入同步地刺激測(cè)試樣辦所有的真實(shí)頻率)。見測(cè)試方法D3580。要用這個(gè)方法,則需要在測(cè)試樣辦zui高負(fù)載的頂部上裝加速計(jì)來監(jiān)測(cè)zui大的響應(yīng)頻率。這個(gè)傳感器要設(shè)置在樣辦外部,相對(duì)于內(nèi)在的獨(dú)立的包裝的共振信息,來捕獲負(fù)載的共振頻率,同時(shí)測(cè)試臺(tái)面上也要裝加速計(jì),以確保臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)是代表要求的PSD的輸入頻譜。
9.3.2.3在zui小的功率譜密度為0.005g2/Hz(0.049(m/s2)2/Hz)或*的適當(dāng)?shù)念l譜下,zui小頻率范圍為3到100Hz。注意,這個(gè)范圍并不代表任何特別的真實(shí)環(huán)境,僅僅是用來確認(rèn)在運(yùn)輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)的強(qiáng)制頻率范圍下有堆放負(fù)載樣辦的自然頻率。啟動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng),啟動(dòng)過程中PSD水平不能超過要求的范圍。在低于整個(gè)水平下的zui少6dB時(shí)開始測(cè)試,然后慢慢增加一個(gè)或多個(gè)并發(fā)的步驟來達(dá)到整個(gè)測(cè)試范圍。允許控制系統(tǒng)足夠穩(wěn)定可以描述到一個(gè)穩(wěn)定的頻譜形狀和水平。比較輸入和響應(yīng)。記錄測(cè)試樣辦的共振響應(yīng)。
9.3.3在步驟9.3.2中,每次的共振頻率測(cè)定中要保持要求的時(shí)間長(zhǎng)度(限于4個(gè)zui強(qiáng)共振響應(yīng)的zui大值),或直到貨運(yùn)箱出現(xiàn)損壞。如有需要,調(diào)整振動(dòng)頻率以保持共振。
備注12:如沒有保持時(shí)間長(zhǎng)度要求,則一般zui少保持15分鐘,也可以參考操作D4169。
9.3.4檢查貨運(yùn)箱和內(nèi)在產(chǎn)品,并記錄測(cè)試中出現(xiàn)的損壞或變差結(jié)果。
10.報(bào)告
振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)相關(guān)參考資料: