前言
本試驗法之目的為提供一標準試驗程序，以偵測試件在沖擊環(huán)境下之機械弱點及特定功能退化情形。本試驗法亦可用于決定試件結(jié)構(gòu)之整體性或視為試件質(zhì)量管理之程序。
范圍
本試驗法適用于組件、裝備及電工產(chǎn)品在運輸或使用過程中，遭遇次數(shù)少且非重復(fù)性(non-repetitive)之沖擊環(huán)境。
本試驗法適用于無包裝之裝備及含運輸箱之裝備。如為后者，則運輸箱可視為試件本體之一部份。
限制
本試驗法并非模擬實際環(huán)境條件，但試驗嚴厲度及波形之選擇應(yīng)盡可能重現(xiàn)試件在運輸或使用時所遭遇之環(huán)境效應(yīng)或滿足結(jié)構(gòu)整體性測試之需求。
本試驗法為非重復(fù)性試驗，若欲執(zhí)行重復(fù)性沖擊試驗則請參考"IEC 68-2-29 試驗方法Eb：顛簸"。
測試步驟
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)范之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機械檢驗。
由表1及表2選擇適當(dāng)之脈沖波形及嚴厲度執(zhí)行試驗。
試驗中試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)范之規(guī)定執(zhí)行操作或功能測試。
試驗后試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)范之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機械檢驗，并明定允、拒收標準。
測試條件
脈沖波形：后緣鋸齒波、半正弦波或梯形波。
加速度值：如表1所示。
作用時間：如表1所示。
沖擊次數(shù)：三軸六向，每向3次，共18次(請參閱附錄)。
試驗容差
檢查點上之脈沖波形須符合圖1～圖3之要求。
波形：試驗波形應(yīng)介于容差范圍(實線)內(nèi)。
后緣鋸齒波：下降時間較短之非對稱三角形，如圖1所示。
半正弦波：正弦波之前半周期，如圖2所示。
梯形波：上升及下降時間較短之對稱梯形，如圖3所示。
速度變化容差：每一種脈沖波形，其速度變化量應(yīng)維持在15%以內(nèi)。
圖中縱軸為加速度，橫軸為時間，當(dāng)由圖形面積積分求速度變化量時，積分時間應(yīng)從脈沖作用前0.4D開始計算至脈沖作用后0.1D為止(D為脈沖作用時間)。
如果必須使用復(fù)雜裝置以控制速度變化容差時，則須在相關(guān)規(guī)范中明定其作法。
側(cè)向運動：在檢查點上與沖擊方向相互垂直之運動方向，其加速度值不得超過峰值之30%
試驗設(shè)置
量測系統(tǒng)
量測系統(tǒng)之特性必須能確定檢查點在預(yù)定沖擊方向之脈沖是否在容差范圍內(nèi)。
整個量測系統(tǒng)之頻率響應(yīng)(包含加速儀)可能對試驗之精確性造成很大的影響。因此，頻率響應(yīng)須限制在一定容差范圍內(nèi)(詳見圖4之說明)。
固定(mounting)
試件應(yīng)以正常安裝姿態(tài)固定于沖擊平臺或夾具上執(zhí)行試驗，有關(guān)試件固定需求詳見IEC68-2-47之規(guī)定。
其它
本試驗法所引用之專有名詞在ISO Standard 2041或IEC 68-1中皆有定義。新增之名詞定義如下：
夾持點(fixing point)
試件與夾具或沖擊平臺銜接固定之點。這些點通常是試件實際使用時安裝固定之點位。
檢查點(check point)
沖擊平臺中心之夾持點位。若其它夾持點位連接平臺之剛性比上述點位更大時，取后者為檢查點。
沖擊嚴厲度
包含加速度峰值及脈沖作用時間。
速度變化量
在特定加速度作用下，其速度變化量之值
g
地球表面之標準重力加速度值，一般取10m/s2。
附 錄：沖擊試驗指引前言
本試驗法之目的為于實驗室內(nèi)重現(xiàn)實際運輸或操作所產(chǎn)生之效應(yīng)，基本上并非重現(xiàn)實際環(huán)境。
試驗之參數(shù)皆已標準化且包含適當(dāng)之容差，其目的在使不同地點或不同操作人員皆能得到相同之試驗結(jié)果。
試驗之應(yīng)用
很多試件在使用、搬運及運輸過程中皆會遭遇沖擊環(huán)境，這些沖擊位準變化很大且特性復(fù)雜。本試驗法系提供一傳統(tǒng)方法以確定試件承受非重復(fù)性沖擊環(huán)境之能力，至于重復(fù)性沖擊試驗，在"IEC 68-2-29 試驗方法Eb：顛簸"中有更詳細的討論。
為了驗證或品管的目的，本試驗法亦適用于組件型態(tài)之結(jié)構(gòu)整體性測試，通常是施予某固定值的力以產(chǎn)生較大加速度，特別是內(nèi)部有空洞的情況。
常用的三種脈沖波形：
半正弦波為重現(xiàn)線性系統(tǒng)受碰撞時產(chǎn)生之沖擊效應(yīng)，例如彈性系統(tǒng)受撞擊之情形。
梯形波比半正弦波具有較寬之頻寬及較高之頻譜強度，可用于重現(xiàn)太空探測器/衛(wèi)星發(fā)射時，以爆破方式切斷螺栓之效應(yīng)。
后緣鋸齒波比半正弦波與梯形波具有較均勻分布之響應(yīng)頻譜。
半正弦波是之試驗波形，而梯形波并不適用于組件型態(tài)之試件。
當(dāng)操作/運輸環(huán)境之頻譜未知時，可參考表2之范例。
當(dāng)試件為包裝型態(tài)時，所遭遇之搬運及運輸沖擊環(huán)境較為簡單，一般以半正弦波及速度變化量來表示。
試驗嚴厲度
沖擊試驗之嚴厲度及波形應(yīng)盡可能模擬實際運輸或操作時所遭遇之環(huán)境效應(yīng)或滿足試件結(jié)構(gòu)整體性測試之需求。
一般而言，運輸環(huán)境較操作環(huán)境更為嚴厲，故試驗位準應(yīng)以前者為準。然而，試件在操作環(huán)境中需功能正常，因此試件必須經(jīng)歷兩種沖擊狀況，即在運輸環(huán)境后執(zhí)行參數(shù)量測，操作環(huán)境中執(zhí)行功能測試。
當(dāng)選用嚴厲度時，須考慮試驗位準與實際環(huán)境間之安全裕度。若實際操作或運輸環(huán)境未知時，嚴厲度之選用可參考表1。
容差
本標準在波形、速度變化及側(cè)向運動均有容差要求，因此具高重復(fù)性。但是對于某些試件之質(zhì)量或動態(tài)響應(yīng)會影響沖擊機時則屬例外，此時相關(guān)規(guī)范應(yīng)明定較大之試驗容差或?qū)⑵浣Y(jié)果記錄于試驗報告內(nèi)。
在執(zhí)行上述沖擊試驗時，應(yīng)先執(zhí)行預(yù)備沖擊，以了解沖擊機包含試件時之整體特性。對復(fù)雜之試件，通常只有一件或少量可供測試，對于只沖一次或有限次數(shù)之試驗，如在正式試驗前反復(fù)沖擊，可能會造成過度試驗(overtest)或累積性之內(nèi)傷，此時以代表件(例如剔退件)來執(zhí)行。若上述方法不適用時，則可使用同質(zhì)量及重心之啞件，但須注意此種模型有時可能會有不同之動態(tài)響應(yīng)。
量測系統(tǒng)(包含加速儀)之頻譜響應(yīng)對預(yù)定波形及嚴厲度之達成有很大的影響，因此必須限制在圖4之容差范圍內(nèi)。當(dāng)需使用低通濾波器以減低加速儀產(chǎn)生之高頻影響時，應(yīng)考慮整個系統(tǒng)之振幅及相位特性，以避免波形失真。
速度變化
對于每一種波形，其速度變化量可由下列方式?jīng)Q定：
撞擊速度(不包含反彈時)。
自由落體機制產(chǎn)生之落下及反彈高度。
加速度/時間曲線之積分。
積分時間如無特別規(guī)定，應(yīng)以實際速度變化前0.4D開始積分至脈沖作用后0.1D為止(D指理想脈沖作用時間)。如果以電子積分法計算速度變化較為困難時，則須使用更精密的設(shè)備，但此時應(yīng)先考慮精密設(shè)備成本。
標示速度變化量之目的主要在使實驗室所執(zhí)行之脈沖波形介于容差范圍內(nèi)，以獲得較佳之重復(fù)性。
試驗條件 中國可靠性網(wǎng)
本試驗法之基本要求為三軸六向各施以三次沖擊。對于某些對稱或很明顯可減少沖擊方向之情況，相關(guān)規(guī)范中可減少沖擊方向，但不能減少每向之沖擊次數(shù)。實際上，試驗各項執(zhí)行細節(jié)，應(yīng)依試件數(shù)量、復(fù)雜度、預(yù)算及安裝方向來決定。
本試驗法之目的并非評估疲勞累積效應(yīng)，因此如能獲得足夠之試件時，可改為每一方向以一件試件執(zhí)行三次沖擊。組件層次可依據(jù)試件數(shù)量及固裝方式，對試件施加最小次數(shù)之沖擊，以符合規(guī)范之要求。
當(dāng)僅有一件試件且必須執(zhí)行十八次沖擊時，可能會出現(xiàn)異常而不具代表性之特性，因此規(guī)范之制訂者應(yīng)事先考慮。
表1：脈沖波形之加速度及作用時間
加速度峰值
(A)
作用時間
(D)
速度變化量(DV)
半正弦波 后緣鋸齒波 梯形波
DV=2AD×10-3/p DV=0.5AD×10-3 DV=0.9AD×10-3
g m/s2 ms m/s m/s m/s
5.0 50.0 30.0 1.0 -- --
15.0 150.0 11.0 1.0 0.8 1.5
30.0 300.0 18.0 3.4 2.6 4.8
30.0 300.0 11.0 2.1 1.6 2.9
30.0 300.0 6.0 1.1 0.9 1.6
50.0 500.0 11.0 3.4 2.7 4.9
50.0 500.0 3.0 0.9 0.7 1.3
100.0 1000.0 11.0 6.9 5.4 9.7
100.0 1000.0 6.0 3.7 2.9 5.3
200.0 2000.0 6.0 7.5 5.9 10.6
200.0 2000.0 3.0 3.7 2.9 5.3
500.0 5000.0 1.0 3.1 -- --
1000.0 10000.0 1.0 6.2 -- --
1500.0 15000.0 0.5 4.7 -- --
3000.0 30000.0 0.2 3.7 -- --
注：表中加底線數(shù)值表示較常用之規(guī)格。
表2：脈沖波形與嚴厲度之適用范例
嚴厲度 脈沖波形 適用于組件 適用于裝備
加速度峰值 g ------m/s2
作用時間 ms
15 150 11 后緣鋸齒波 半正弦波梯形波
-- .強固性、搬運及運輸 沖擊。 .地面固定裝備且僅靠 公路、鐵路或航空機運輸并有耐沖擊包裝者。
30 300 18 后緣鋸齒波
半正弦波梯形波
-- .裝備固定基座之結(jié)構(gòu)安全性試驗。 .固定或固裝運輸于一般陸上車輛、鐵路車輛及運輸航空機上者。
50 500 11 后緣鋸齒波
半正弦波梯形波*
.固裝運輸于輪型交通工具、超音速或次音速航空器、商船或小型艦艇上者。 .安裝于裝備內(nèi)且該裝備系固裝運輸于輪型交通工具、超音速或次音速航空器、商船或小型艦艇上者。
.安裝于重工業(yè)設(shè)備上者。
.固定或固裝運輸于行駛不平地面之一般陸上車輛、鐵路車輛上者。 .長時間散裝運輸于一般陸上車輛、鐵路車輛者。
.利用機械式搬運設(shè)備搬運所產(chǎn)生之沖擊。
100 1,000 6 后緣鋸齒波
半正弦波梯形波*
.固裝運輸于越野車輛上者。 .安裝于裝備內(nèi)部且該裝備系固定或固裝運 輸于越野車輛上者。
.安裝于裝備內(nèi)部且該裝備系固定于超音速或次音速航空器上。
.安裝于設(shè)備內(nèi)部，且該裝備系長期由鐵公路散裝運輸者。
.路上或鐵路上運輸由于粗魯搬運所產(chǎn)生之沖擊。 .火箭點火、脫離、氣動力顫震及宇宙飛船再進入大氣層之沖擊。
.攜帶型裝備。
500 5,000 1 半正弦波 .半導(dǎo)體、集成電路、微電路及微組合物之完整性測試。 .路上、水下、空中產(chǎn)生之爆炸沖擊。
1,500 15,000 0.5 半正弦波 .半導(dǎo)體、集成電路及微電路之完整性測試 --
注:有*符號者表示不適用于組件。
