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产品运输试验中振动原因分析及计算公式

发布时间:2021-06-23 热度:

运输包装试验就是模拟产品的运输过程,通过试验找出产品的设计缺陷,可能存在的风险。提前预见产品在运输过程中的损失,且实现产品设计成本合理化,也是进行产品运输问题事故仲裁的有效手段。

 

振动的危害

 

振动是运输包装试验项主要组成部分之一,在运输过程中,产品会因振动发生表面擦伤、漆膜或镀膜脱落等问题,内部部件还会因反复施加作用力发生螺钉松动、部件变形弯曲、产生裂纹、断裂、脱落等现象。

 

振动的由来

 

产品运输所受的振动危害主要来自运输环境和运输工具。运输工具主要包括:公路运输、铁路运输、空运和海运。在汽车运输过程中,公路路面的起伏不平、汽车发动机的固有振动、轮胎的充气程度和减震弹簧的性能等因素都会使产品发生任意方向的振动;在火车运输过程中,受牵引机车和铁轨接缝的影响,产品也会发生周期性的振动;在海运过程中,产品除了受到发动机的振动影响外,还因水面风浪的颠簸发生低频振动;在空运过程中,产品不但受到发动机高频激振的影响,还会受气流作用产生低频振动以及周期性的上下和左右摇摆。

 

运输工具对比

 

在国内外的一些研究中,四大运输环境中,船舶的随机振动量很小,火车和飞机的随机振动功率谱密度值比汽车小得多,汽车运输的机械条件最差。

 

振动试验发展过程

 

运输包装振动试验的类型是从正弦定频→正弦扫频→随机振动发展而来的。正弦定频振动试验可以在选定的一个或数个频率(通常选试件的共振频率)下对试件进行振动试验,由于不可能测出试件所有的共振频率对产品的影响。同时,共振频率本身在试验过程中也是变化的,于是就发展了正弦扫频振动试验,该试验过程中对试件所能碰到的所有共振频率都能进行衡量。那为什么又要进行随机振动试验呢?这是因为在进行正弦扫频振动试验时,试件在各共振频率下依次发生共振,而随机振动试验时,试件各共振频率同时发生共振。

 

振动的量值

 

产品的振动试验分为正弦定频振动试验、正弦变频振动试验和随机振动试验三种。振动试验中需要确定的量值很多。三种振动试验中需要确定的量值如表所示。

image.png

三种振动的力学量值公式(重点)

 

1:正弦定频振动

   正弦定频振动试验方法有两种:

1) 定加速度法

   具体测试方法《GB/T 4857.7-2005》中有介绍,这里只介绍一个力学条件量值公式,因为振动频率、振动加速度和振幅三者之间存在着固定的数学关系,用振动状态方程式表示为:

相关标准:

1.GB/T 4857.10-2005 包装 运输包装件基本试验 第10 部分:正弦变频振动试验方法

2.GB/T 4857.7-2005 包装 运输包装件基本试验 第7 部分:正弦定频振动试验方法

3.GB/T 4857.23-2012 包装 运输包装件基本试验 第23 部分:随机振动试验方法

4.ISTA 1A、ISTA 1B、ISTA 3E、ISTA 3H

5.ASTM D4728-06《运输包装箱随机振动测试》

6.ASTM D4169-08《运输包装箱和系统性能测试标准规范》

7.ASTM D999


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