IEC 68-2-6 試驗方法Fc及指引：正弦振動

IEC 68-2-6 Test Fc and guidance：Vibration sinusoidal


前言

本試驗法之目的在提供一標準之正弦振動試驗程序，以確定試件遭遇簡諧(harmonic)振動的機械弱點所在，及特定功能退化情形。本試驗法亦可用於決定試件結構整體性及(或)動態特性研究。

範圍

本試驗法適用於運輸或使用過程中遭遇簡諧振動之元件、裝備或其他產品。 
本試驗法包括正弦掃描耐久(endurance by sine sweeping)及固定頻率耐久(endurance at fixed frequency)試驗。 
限制

本試驗法不適用於使用過程遭遇隨機振動(random vibration)之試件。

測試步驟

試件於試驗前應依相關規範之規定執行目視檢查、電性及機械檢驗。 
按規格執行試驗，且須在完成一軸向所有試驗工作後，才能進行另一軸向之試驗（軸向定義及試驗位準(test level)、時間均詳列於相關規範中）。 
若相關規範有所規定，則應於試驗中執行功能測試及各項量測工作。 
試驗終止。 
俟試件回復至試驗前相同之狀態後，應執行目視檢查、電性及機械檢驗。 
測試條件

試驗位準 
本試驗相關之頻率範圍、位移、振幅與加速度值，請參考表1～表3及圖1所示。 

試驗時間 
正弦掃描耐久試驗

以掃描循環數表示，建議值：1, 2, 5, 10, 20, 50, 100循環，在不降低試驗應力之前題下，可分段執行。

關鍵頻率耐久(endurance at critical frequency)試驗 
10分 ±0.5分

30分 ±1分

90分 ±1分

10時 ±5分

預定頻率耐久(endurance at predetermined frequency)試驗 
預期考量試件在操作歷程中所遭遇振動之總時間，而以107次往復為上限。

試驗容差 
振幅

參考點(reference point)

參考點控制信號：±15％。

相關規範應說明採用單點或多點控制。

多點控制者應說明上述容差限制對象是多點之平均值或特定單點值。

檢查點(check point)

任一檢查點試驗方向之容差：

500Hz以下 ±25％

500Hz以上 ±50％

未能符合上述規定者，宜於相關文件上指明採用容差或替代方法。

任一檢查點非試驗方向之容差：

檢查點之側向(垂直試驗軸向)振幅，在頻率低於500Hz時不得大於試驗軸向50％，高於500Hz時不得大於100％。相關規範有特別需求者得限制為25％。

未能符合上述規定者應於相關規範指明採用「標示不符規定部份並登錄文件」或「側向運動不予監測」何項要求。

頻率

參考點

0.25Hz以下 ±0.05Hz

0.25Hz～5Hz ±20％

5Hz～50Hz ±1Hz

50Hz以上 ±2％

振動響應調查之頻率容差

0.5Hz以下 ±0.05Hz

0.5Hz～5Hz ±10％

5Hz～100Hz ±0.5Hz

100Hz以上 ±0.5％

掃描速率

掃描速率每分鐘一倍頻1oct/min±10％。

畸變量(distortion)

在參考點監測加速度畸變量，應涵蓋至5000Hz或驅動頻率之五倍，取大者。

畸變量不得超出25％，但為控制基本頻率(fundamental frequency)加速度振幅之信號維持在規定值的情況下，允許暫時性之超出25％。

未能符合上述規定者，畸變量應標示且登錄於文件中。

試驗設置

試件應依IEC 68-2-47規定固定於試驗平臺。夾持點、控制點皆應依相關規範之規定裝置。裝有振動隔離器之試件請參考7.(3)說明。

其他

名詞定義：

有關之名詞請參考ISO Standard 2041："振動及衝擊詞彙"，然其中兩名詞在本標準另具特定意義：

掃描循環(sweep cycle) 
在任一軸向上掃描歷經之頻率範圍。如從10Hz至150Hz再回至10Hz。

畸變量(distortion) 
　   
　 a1 ：某驅動頻率加速度均方根值(root mean square)  
　 atot：振動機輸出之總加速度均方根值(包括 a1)  



在ISO Standard 2041中未定義之名詞如下述：

夾持點(fixing point) 
試件與夾具或振動臺接合之點位，此點位為常態使用時固定試件之位置。若有取用試件實際固定結構之部份為夾具者，夾持點為此部份結構之夾持點位，而非試件與固定結構之接合點位。

量測點(measuring point) 
進行試驗時，應於指定點位蒐集數據。所謂指定點位主要有二類，但以評估動態行為為目的之試件內部量測點，不屬本文所稱之量測點。

檢查點 
夾具上、振動平臺或試件上，很靠近夾持點之堅固位置 檢查點用以確保試驗滿足需求。夾持點少於四點時每一點皆為檢查點。夾持點多於四點時，應於相關規範中定義具代表性之四個點位為檢查點。特殊情形，如大型試件或複合試件，若有非接近夾持點之檢查點者，應明定於相關之規範中。若單一夾具接合許多試件或小試件而具眾多夾持點者，且夾具之最低共振頻率遠大於試驗之最高頻率時，可選用單一檢查點(即參考點)為振動控制之用。

參考點 
檢查點中作為振動控制用之點位，須符合本標準之需求。

控制點(control point) 
單點控制

利用參考點上轉能器(transducer)信號達成保持此點在既定之振動位準。

多點控制

利用每一檢查點上轉能器信號達成振動控制之目的。多點信號依相關規範規定為持續之算術平均或為權衡比較。

g：地球表之標準重力加速度值。

振動響應調查(vibration response investigation) 
因振動造成試件功能不良、退化、引起機械共振或其他響應效應(如顫震)時，應蒐尋關鍵頻率。利用正弦掃描耐久試驗方式執行，唯掃描速率及振幅皆較低。特定情況下可要求耐久試驗後之振動響應調查與試驗前之調查結果作比對，比對結果頻率若有變異，相關規範中應訂定後續措施。

裝有振動隔離器之試件 
通則 
通常應連同振動隔離器進行耐久試驗，若實務上無法連同振動隔離器進行試驗時，得考慮隔離器之傳輸比特性，另定單獨試件之規範。對試件本體結構最小接收耐震之驗證則以單獨試件為之。

固定頻率耐久試驗 
規範應明述含振動隔離器試件之共振頻率是否引用為試驗頻率。

振動響應調查分兩階段實施 
無振動隔離器之作用，調查確認單獨試件之關鍵頻率。

調查振動隔離器對試件之效用，隔離器傳輸比特性。

表1：建議之頻率範圍(Hz)  
1.0  
～  35.0  　 
1.0  
～  100.0  　 
10.0  
～  55.0  　 
10.0  
～  150.0  　 
10.0  
～  500.0  　 
10.0  ～  2000.0  　 
10.0  ～  5000.0  　 
55.0  ～  500.0  　 
55.0  ～  2000.0  　 
55.0  ～  5000.0  　 
100.0  ～  2000.0  　 

　

表2：建議之位移(頻率範圍10Hz以下) 
mm  in  
10.0  0.4  
35  1.4  
75  3.0  
100  4.0 

　

表3：建議之振幅及位移與加速度值之轉折點
8Hz～9Hz (低轉折點)				57Hz～62Hz(高轉折點)
mm	(in)	m/s2	g	mm	(in)	m/s2	g
0.35	0.014	0.98	0.1	0.035	0.0014	4.9	0.5
0.75	0.03	1.96	0.2	0.075	0.003	9.8	1
1.5	0.06	4.9	0.5	0.15	0.006	19.6	2
3.5	0.14	9.8	1	0.35	0.014	49	5
7.5	0.3	19.6	2	0.75	0.03	98	10
10	0.4	29.4	3	1	0.04	147	15
15	0.6	49	5	1.5	0.06	196	20
				2	0.08	294	30
				3.5	0.14	490	50