運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)

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1、運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)北京西科遠(yuǎn)洋機(jī)電設(shè)備有限公司一、振動(dòng)試驗(yàn)的目的包裝件在運(yùn)輸過(guò)程中，無(wú)論是公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸，還是空運(yùn)與海運(yùn)，都存在因運(yùn)輸工具本身及其與運(yùn)輸環(huán)境之間的作用而引起振動(dòng)。除了使產(chǎn)品或容器表面磨損，漆或鍍膜脫落外，還會(huì)發(fā)生內(nèi)部部件因反復(fù)施加作用力而脫落及螺釘松動(dòng)，部件變形、彎曲、產(chǎn)生裂紋、斷裂、造成部件間的相互碰撞等。特別當(dāng)激振的頻率與包裝件的固有頻率相接近時(shí)，會(huì)引起共振現(xiàn)象而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。由于激勵(lì)的多樣性和影響因素的隨機(jī)性，實(shí)際上包裝件的振動(dòng)屬于復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)。但是為了使試驗(yàn)簡(jiǎn)單，振動(dòng)試驗(yàn)一般用于模擬振動(dòng)環(huán)境的破壞效果，并不要求再現(xiàn)客觀的振動(dòng)環(huán)境，因此，振動(dòng)試驗(yàn)常用最容易產(chǎn)生、又

2、最容易測(cè)量的正弦振動(dòng)來(lái)代替。正弦振動(dòng)試驗(yàn)分為定頻和變頻的兩種。定頻振動(dòng)試驗(yàn)的頻率較低，主要考核貨物的耐振性能；用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦定頻振動(dòng)情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。變頻振動(dòng)試驗(yàn)主要用來(lái)掃描確定貨物的固有頻率；用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦變頻振動(dòng)或共振情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。值得注意的是，前述兩種振動(dòng)試驗(yàn)方法具有一定實(shí)用性，但它們都很難將實(shí)際過(guò)程的振動(dòng)情況在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)樵趯?shí)際的運(yùn)輸環(huán)境中，運(yùn)輸包裝件不可能長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)受某一固定頻率的振動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間在共振頻率上振動(dòng)，而且振動(dòng)波形也不只是正弦形式，包裝件所接受的振動(dòng)完全是以隨機(jī)形式體現(xiàn)的。運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，由于

3、能模擬現(xiàn)實(shí)的振動(dòng)情況，已在發(fā)達(dá)國(guó)家內(nèi)得到了普遍地認(rèn)同和使用。美國(guó)的ASTM（材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）在1991年就制定了運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，1995年又進(jìn)行了修訂。2001年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也制定了運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而一些大型的國(guó)際化公司早在1994年就開始要求我國(guó)進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)，所以運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)值得我們重視。2003年我國(guó)也制定了“運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。限于篇幅，本書將不涉及運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)的試驗(yàn)方法，感性趣者可參考GB/T4857.23-2003、ASTMD4728-1995和ISO13355-2001等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。二、試驗(yàn)原理對(duì)于正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn)，在

4、預(yù)定的溫濕度條件、試載荷驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、最大加速度、試驗(yàn)樣品放置狀態(tài)及固定方包裝件法等條件狀態(tài)下，將試驗(yàn)樣品置于振動(dòng)臺(tái)上經(jīng)受振動(dòng)。對(duì)于正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn)，按預(yù)定狀態(tài)將試驗(yàn)樣品置于振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)按規(guī)定的加速度值及掃頻速率在3?100Hz之間來(lái)回掃描。隨后可在3?100Hz振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)之間的主共振頻率左右偏離10%范圍內(nèi)經(jīng)受預(yù)定時(shí)間的振動(dòng)。圖7.5振動(dòng)試驗(yàn)原理圖必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加一定載荷，以模擬運(yùn)輸包裝件處于堆碼底部條件下經(jīng)受正弦振動(dòng)環(huán)境的情況（見(jiàn)圖7.5）。三、試驗(yàn)儀器設(shè)備（1）振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)是進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)的最主要設(shè)備，是運(yùn)輸包裝件振動(dòng)的輸入設(shè)備。振動(dòng)臺(tái)應(yīng)具有充分大的尺寸、足夠的

5、強(qiáng)度、剛度和承載能力。將其架在一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)上，該結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面在振動(dòng)時(shí)保持水平狀態(tài)。臺(tái)面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的水平高度差不得超過(guò)10mm。振動(dòng)臺(tái)上可配備：低圍框：用以防止試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)中向兩端和兩側(cè)移動(dòng)；高圍框或其他裝置：用以防止加在試驗(yàn)樣品上的載荷在振動(dòng)時(shí)移位；以及用以模擬運(yùn)輸中包裝件的固定方法的裝置。此外，還要根據(jù)包裝件的重量、運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)特性，使振動(dòng)臺(tái)具有合適的工作頻率范圍、合適的臺(tái)面額定位移和額定試驗(yàn)負(fù)荷。定頻振動(dòng)試驗(yàn)具體要求如下：振動(dòng)頻率在3~4.6Hz之間，其最大加速度為5~11m/s2。振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)最大位移要求要大，它與最大加速度的關(guān)系如下：2a?(2?f)A（7.

6、6）式中：a—振動(dòng)加速度，m/s2；f—振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率，Hz；A—振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)的振幅，mm。例如，當(dāng)振動(dòng)頻率在3Hz，最大加速度為11m/s2時(shí)，振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)最大位移為：a11A???0.03099(m)?31mm22224?f4?3.14?3變頻振動(dòng)試驗(yàn)具體要求如下：頻率范圍為3~100Hz，振動(dòng)臺(tái)最大加速度為2.5~7.5?1m/s2。掃頻應(yīng)是連續(xù)的，頻率按指數(shù)規(guī)律變化，掃頻速度為每分鐘1/2個(gè)倍頻程。常用振動(dòng)臺(tái)的類型主要有電動(dòng)、機(jī)械、液壓三大類振動(dòng)臺(tái)。國(guó)產(chǎn)品牌如北京西科遠(yuǎn)洋機(jī)電設(shè)備有限公司；進(jìn)口品牌美國(guó)LANSMONT公司；美國(guó)DataPhysics公司，各設(shè)備特點(diǎn)如下：液壓振動(dòng)臺(tái)：原

7、理：電信號(hào)轉(zhuǎn)為油缸活塞運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：可模擬正弦，隨機(jī)，沖擊，路譜等復(fù)雜模式的振動(dòng).配合水平滑臺(tái)可分別完成三個(gè)方向振動(dòng).優(yōu)點(diǎn)：與電磁振動(dòng)臺(tái)相比，低頻特性好，推力大，臺(tái)面大，無(wú)漏磁，抗偏載能力強(qiáng)，噪聲小。工作環(huán)境要求不高，可在高溫，低溫，潮濕和有害氣體環(huán)境下使用,低維護(hù)。不足：頻率低（典型值1~500Hz）,技術(shù)難度大,國(guó)產(chǎn)技術(shù)不可靠.典型應(yīng)用：產(chǎn)品運(yùn)輸，汽車，路譜等頻率低，或產(chǎn)品大，或產(chǎn)品重，或大行程等應(yīng)用場(chǎng)合。美國(guó)LANS