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振動/沖擊/落下試驗標準
目錄
1.0 可靠度試驗目的
振動試驗概述 沖擊試驗概述 落下試驗概述
2.0 試驗項目與試驗條件
2.1 試驗程序
振動軸向辨別
測試件擺放安置
加速規(guī)正確填貼固定方式
振動試驗條件
沖擊試驗條件
落下方式及順序要求
落下試驗條件
試驗完成檢查項目
試驗報告
3.0 試驗環(huán)境要求
二級實驗室環(huán)境要求ISO/IEC 17025(1999)
一般測試實驗室環(huán)境要求CNS
1.可靠度試驗目的
近年來由于工業(yè)之高度發(fā)展，技術不斷更新，各種產品系統(tǒng)結構日益復雜且更形精密，一系統(tǒng)往往由數千個零組件所組成，要是在使用中突然壞了一個零件，輕則導致系統(tǒng)功能不能盡善盡美的發(fā)揮，重則造成整個系統(tǒng)喪失功能，產生不可預期的后果。
因此產品必須經得起各種環(huán)境的考驗，并要保證產品于正式生產后能安全可靠且經久耐用的在客戶手中使用，就必須在研究發(fā)展期間將可靠度設計于產品質量中，所以試驗的工作是不可少的，試驗是評估系統(tǒng)可靠度的一種方法，也是zui重要的一個階段，利用過程中的各項數據及現象來評估可靠度相較于紙上談兵式的理論推導要準確許多，左證資料越多，對所估計的可靠度信心也就越大，但不作試驗或沒有試驗到某些程度以上的試驗，并不代表產品系統(tǒng)不可靠，而是根本不知道產品可靠度的程度。
1.1 振動試驗概述
振動測試的目的，在于實驗室中作一連串可控制的振動仿真，測試產品在壽命周期中，是否能承受運送或使用的振動環(huán)境的考驗，也能確定產品設計及功能的要求標準。振動測試的精義在于確認產品的可靠度及提前將不良品在出廠前篩檢出來，并評估其不良品的失效分析以其成為一個高水平、高可靠度的產品。
舉凡貨物、商品在送達客戶途中，都必須經過不同的搬運過程才會送達用戶手中。在此過程中將有不同狀態(tài)之振動產生，造成產品不同程度的損壞。對于產品有任何的損壞都不是廠商及客戶所愿意樂見，然而運送過程所發(fā)生的振動卻是難以避免的。若一味地提高包裝成本，必將帶來不必要之浪費，反之脆弱的包裝卻造成產品的高成本，喪失其市場競爭力。
1.2 沖擊試驗概述
沖擊試驗主要以仿真裝備及組件在使用與運輸過程中，可能遭遇的沖擊效應為主，并透過沖擊波于瞬間瞬時能量交換，分析產品承受外界沖擊環(huán)境之能力，試驗之目的在于了解其機械結構弱點及特定功能之退化情形，屬于破壞性實驗的一種,有助于了解產品的結構強度及外觀抗沖擊、跌落等特性,若另實施產品破壞性試驗，更能有效預估產品的可靠度及監(jiān)控生產線產品制造的一致性。
1.3 落下試驗概述
包裝落下試驗是針對包裝完成的產品，試驗其包裝材的防振、包覆保護能力及產品本身的抗跌落程度是否足夠，屆以判斷相關的包裝設計、材料選擇及改善要點，包裝落下試驗有助于消費者采購包裝材料時，依據所接受之包裝落下試驗項目判斷是否已合乎己用，并將未來會遭遇的環(huán)境應力一并考慮其中，進而要求包裝材料之所需強度依據。
2.0 試驗項目與試驗條件
本標準規(guī)定實施時，依規(guī)定類別施加各類不同振動模態(tài)于產品上，用以界定產品之可靠度價值及損壞邊界程度。
2.1 試驗程序
(1)外觀檢驗：
A.測試件以實際制品或試制品為之，若采用試制品時其尺度、質量、構造及功能必須與制品同等為準。
B.外觀不得有變形、刮傷、銹痕及污痕。
功能檢驗：
A.每件應至少測試一循環(huán)測試時間。
B.每一循環(huán)測試應包含測試程序及測試程序(test program) ；各測試單元不得有功能不符及超過許可差量的狀況，并依序測試各按鈕、旋鈕、開關、指示燈及調整器的功能。
(3)取樣件數：依據實際制品可提供之zui大測試數量進行，或依下列參考值進行測試件取樣，并注意取樣件數分配需以平均并隨機落點于各產線、班別、人員等方式進行，避免因取樣技術誤差失去試驗結果參考價值。
(4)試驗條件規(guī)格審查：依據規(guī)格書中所明定之試驗加速度、試驗嚴厲度、試驗時間、試驗軸向、夾治具的挾持方式…等相關條件進行審查，且須確認所使用之振動試驗設備是否足以達成該項試驗條件。
(5)前處理：A.確認振動試驗設備功能及相關設定是否合乎標準。B. 備妥相關測試過程中所需之各項數據記錄設施。
| 取樣件數 | 1 | 2 3 4 5 | 6 | 7 | 8
| 9 | 10 | 11 12 13 14 15 |
| 試驗信賴水平﹪ | 50.0
| 70.7 79.3 84.0 87.0 | 89.0
| 90.5 | 91.7
| 92.5
| 93.3 | 93.8 94.3 94.8 95.1 95.4 |
| 取樣件數 | 16 | 17 18 19 20 | 21 | 22 | 23
| 24 | 25 | 26 27 28 29 30 |
| 試驗信賴水平﹪ | 95.7
| 96.0 96.2 96.4 96.5 | 96.7
| 96.8 | 97.0 | 97.1
| 97.2
| 97.3 97.4 97.5 97.6 97.7 |
2.1.1 軸向辨別
A. 一般定義長邊為X 軸向，較短邊為Y 軸向，正常擺放上下為Z 軸向。
2.1.2 測試件擺放安置
A.固定壓桿之較長端應與振動方向同軸較為適當。
B.夾治具必須使用高剛性材料及構造，期能將能量毫無變化之下傳達于試件，通常可選用鋁材、硬質塑料、硬質木材等。
C. 為防止試件于試驗過程中跳起，采用固定壓板加以固定，壓板本身需加以妥善固定，以避免壓板本身重量施加于試件上。
圖2.......
2.1.3 加速規(guī)正確填貼固定方式
A. 加速規(guī)黏貼方向應與振動方向同軸，避免造成量測誤差。
B. 應保持加速規(guī)端面與測試平臺或測試對象接觸面平貼。
C. 訊號線應妥善填貼固定。
2.1.4 振動試驗條件
A.正弦波試驗(Sine Wave)— 研發(fā)、機構分析適用
| 頻率范圍 | 位移加速度 | 軸向
| 掃描速度次數時間 | 適用類別 | 執(zhí)行狀態(tài) |
| 10~500 Hz | 0.5~1.5 g | X、Y、Z
| 1 Oct/min. 1 sweep | 一般 | 配合共振駐留試驗執(zhí)行 |
| 共振頻率駐留 | 0.5~1.0 g | X、Y、Z | 15~60 min/axis | 一般 | |
| 5~55~5 Hz | 0.38 mm | X、Y、Z
| 7.5 min/cycle 15min/axis | 計算機及相關外圍產品 | |
| 2~200 Hz | 0.3 g
| X、Y、Z | 1 Oct/min ＞30 min/axis | 筆記型計算機 | |
| 10~500~10 Hz | 20 mm / 10g
| Z | 1 Oct/min ＞2 hrs/axis | 汽機車零組件 | |
| 16.6/33.3/66.7 Hz | 4.4g
| X、Y、Z
| 4 hrs/axis | 汽機車零組件 | |
| 10~2000~10 Hz | 1.5 mm / 10g
| X、Y、Z
| 1 Oct/min ＞2 hrs/axis | 電子零件 | |
| 10~2000~10 Hz | 1.52 mm / 20g
| X、Y、Z
| 20 min/cycle 12 cycle | 電子零件 |
B.隨機波試驗(Random Wave)— 品保、產線部門適用
| 功率頻譜密度P.S.D | 時間
| 軸向 | 適用類別 | 執(zhí)行狀態(tài) | |
| 10 Hz 40 Hz 100 Hz 200 Hz | 0.0001 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz | 30 分鐘10 分鐘10 分鐘10 分鐘 | +Z –Z X Y | 路運、空運 | ASTM
|
| 5 Hz 17 Hz 40 Hz 80 Hz 200 Hz | 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.00001 g2/Hz | 30 分鐘 |
| 路運~0.5 grms | |
| 1.25 Hz 3 Hz 17 Hz 40 Hz 80 Hz 200 Hz | 0.00008 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.001 g2/Hz 0.00001 g2/Hz | 30 分鐘
|
| 卡車運輸~0.53 grms | |
| 2 Hz 10 Hz 100 Hz 300 Hz | 0.00025 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.01 g2/Hz 0.00001 g2/Hz | 30 分鐘
|
| 空運~1.0 grms | |
| 5 Hz 55 Hz 100 Hz 200 Hz | 0.0011g2/Hz 0.0011g2/Hz 0.0004 g2/Hz 0.00001 g2/Hz | 30 分鐘
|
| 鐵運~0.3 grms | |
| 20 Hz 80 Hz 350 Hz 2000 Hz | +3 dB/oct 0.04 g2/Hz 0.04 g2/Hz -3 dB/oct | 10 分鐘
|
| 軍用運輸~6.0 grms | MIL-STD NAVMAT P-9492
|
2.1.5 沖擊試驗條件
A.半正弦波試驗(HalfSine Wave)— 外觀強度適用
B.高加速沖擊試驗
C.方波試驗(Square Wave)— 結構強度適用
D.鋸齒波試驗(Sawtooth Wave)
| 加速度 | 作動時間 | 軸向 | 次數 | 適用類別
| 執(zhí)行狀態(tài)
|
| 50 g | 11 mS | ±X、±Y、±Z | 1~3 次 / 軸 | 一般 | |
| 100 g | 6 mS
| ±X、±Y、±Z | 1~3 次 / 軸 | 一般 | |
| 100 g
| < 3mS | ±X、±Y、±Z | 1~3 次 / 軸 | 一般
| |
| 200 g
| < 3mS
| ±X、±Y、±Z
| 1 次 / 軸 | 電子零件 | |
| 240 g | 2mS | ±X、±Y、±Z
| 1 次 / 軸 | LCD |
| 500 g
| 1.0 mS
| ±X、±Y、±Z
| 1 次 / 軸
| 脆性材料
| MIL-STD 883 |
| 1500 g
| 0.5 mS
| ±X、±Y、±Z | 1 次 / 軸
| 脆性材料
| MIL-STD 883 |
| 3000 g | 0.3 mS
| ±X、±Y、±Z | 1 次 / 軸 | 脆性材料 | MIL-STD 883 |
| 5000 g | 0.3 mS
| ±X、±Y、±Z | 1 次 / 軸
| 脆性材料
| MIL-STD 883 |
| 8700 g | 0.3 mS | ±X、±Y、±Z | 1 次 / 軸 | 脆性材料 | MIL-STD 883
|
| 10000 g
| 0.2 mS
| ±X、±Y、±Z
| 1 次 / 軸 | 脆性材料 | MIL-STD 883
|
| 20000 g | 0.2 mS | ±X、±Y、±Z
| 1 次 / 軸
| 脆性材料
| MIL-STD 883 |
| 30000 g | 0.2 mS | ±X、±Y、±Z | 1 次 / 軸
| 脆性材料 | MIL-STD 883
|
| 加速度 | 作動時間 | 軸向
| 次數 | 適用類別 | 執(zhí)行狀態(tài) |
| 40 g
| 166 in/sec
| ±X、±Y、±Z
| 1~3 次 / 軸 | 一般
| |
| 50 g | 11 mS | ±X、±Y、±Z
| 1~3 次 / 軸 | 一般
| |
| 30~80 g
| 1/共振頻率
| ±X、±Y、±Z | 1~3 次 / 軸 | 一般
| 產品破壞試驗 |
| 50 g | 266 in/sec
| ±X、±Y、±Z
| 3 次 / 軸 |
|
| 加速度
| 作動時間
| 軸向
| 次數 | 適用類別
| 執(zhí)行狀態(tài) |
| 40~100 g | 6 mS
| ±X、±Y、±Z | 1~3 次 / 軸 | 一般
|
2.1.6 落下方式及順序要求
2.1.6.1 產品已包裝項目
包裝接縫處
| 1
| 包裝箱接縫端之zui脆弱角；2-3-5角 | 角
|
| 2
| 相鄰測試角之zui短邊 | 菱 |
| 3 | 相鄰測試角之次長邊 | 菱 |
| 4 | 相鄰測試角之zui長邊 | 菱
|
| 5
| 相鄰測試角之zui小面 | 面
|
| 6 | 相對zui小面 | 面
|
| 7 | 相鄰測試角之次小面 | 面 |
| 8 | 相對次小面 | 面
|
| 9 | 相鄰測試角之zui大面 | 面
|
| 10
| 相對zui大面 | 面
|
2.1.6.2 產品未包裝項目：
| 1
| 下 | 面
|
| 2 | 左 | 面 |
| 3 | 上 | 面 |
| 4
| 右 | 面 |
| 5
| 前 | 面 |
| 6 | 后 | 面 |
2.1.7 落下試驗條件
| 包裝試件重量 | 1A | 2A
| 試驗要求 |
| 0.45kg~9.52kg | 76.2cm
| 96.5 cm
| 外觀無損壞、功能正常 |
| 9.53kg~18.59kg | 61.0cm
| 81.3 cm
| 外觀無損壞、功能正常 |
| 18.62kg~27.66kg | 45.7cm |
| 外觀無損壞、功能正常 |
| 27.67kg~45.36kg | 30.5cm
|
| 外觀無損壞、功能正常 |
| 未包裝試件 | 1A
| 2A | 試驗要求
|
| 行動
| 170cm
|
| 不斷電、功能正常
|
| PDA | 100cm | 120cm
| 不斷電、功能正常 |
| 筆記型計算機
| 70cm |
| 不斷電、功能正常
|
環(huán)境要求：落下接觸地面一般以鋼材及水泥地面為主，接觸平面須平坦且大于試件zui大尺寸，若有其它特殊環(huán)境要求時，須依實際需求設定地面材質及硬度要求，并詳載于試驗報告。
3.0 試驗完成檢查項目
測試件外觀及其附件不得變形或受損。
(2)測試件內部構造不得變形、受損、或脫落。
(3)測試件必須符合其性能要求。
4.0 試驗報告測試報告應包括下列各點：
(1) 標題。
(2) 實驗室名稱與地址。
(3) 測試報告序號、日期、頁碼。
(4) 測試件之描述、狀態(tài)及明確識別。
(5) 測試結果。
(6) 測試人員及報告簽署人員姓名、職務與簽名等識別。
(7) 其它聲明。
(8) 輔助數據如圖表、照片等。
5.0 試驗室環(huán)境要求
二級(國家)實驗室環(huán)境要求ISO/IEC 17025(1999)
5.2 一般測試實驗室環(huán)境要求CNS
(1) 標準試驗環(huán)境：溫度20 ±2℃，相對濕度60%∼70%，大氣壓力960 ±100 mbar 。
(2) 一般試驗環(huán)境：溫度20 ±10℃，相對濕度45%∼85%，大氣壓力960 ±100 mbar 。
| 環(huán)境要項
| 需求條件 | 備注 |
| 溫度 | 23 ±2℃ | |
| 相對濕度 | 50 ±10﹪RH | |
| 噪音 | ≦NC60 | 67dBA |
| 含塵量 | ＞1.0μm 之塵粒少于4×107/m3 | 粒徑不得大于50μm |
| 電磁干擾 | ≦100μV/m | |
| 壓差 | ＞10Pa | |
| 罩度 | ≧800lx | |
| 振動量 | ＜0.25μm 振幅(0.1Hz~30Hz) ＜0.001g(30Hz~200Hz) | |
| 電壓穩(wěn)壓率及諧波失真率 | V.R.＜1﹪ 失真度＜5﹪ | |
| 接地電阻 | 直流接地電阻≦2Ω 交流接地電阻≦5Ω |