ASTM-D 999-01货运集装箱振动测试的标准测试方法

 

1目的

1.1      这些方法包括了装滿了货运箱的振动测试。这些测试用来评估一个货运箱在实际运输过程中受到的振动时的承受性能（包括它的内包装，封箱方法，以及箱的结构强度和它提供给产品的保护能力）。这些程序适合任何样式、材料、种类、内包装设计、封装方法及尺寸、重量的货运箱。这些程序不是用来评定测试时产品设计中预期振箱响应目的，也不是用来测试产品的运作结构是否更适合程序的？

1.2      方法

A1重复振动（垂直运动）测试

A2重复振动（旋转运动）测试

B单个货运箱共振（垂直运动）测试

C水平负载、复合负载、垂直负载共振测试

1.3这个标准并不会列出所有安全关系，除非，是关联到标准的使用。标准使用者的责任是：确保适当安全和健康操作及监测标准使用前预先调整界限的适用性。预防说明见第6部分。

1.4这些方法符合ISO8318和ISO2247

 

2．相关文件

 

3.术语

Doubleamplitude:双重振幅－正弦曲线输入地zui大值。

Octave:信频程－两个有一定比率的频率的时间间隔

3.1.4重复振动：由于摆动输入使放在测试平面上的样办与平面重复撞击。

 

4.意义和使用

4.1在运输过程产生的振动中，货运箱受到复杂的动态的压力。要求货运箱受到运输中可能受到振动，从而模拟产生近似真实的损坏或没有损坏。

4.2运输过程的共振响应是剧烈的，可能会导致包装或产品失效。确认临界频率和包装受到的压力种类，会令到这种失效减到zui低程度。

4.3振动测试要基于典型测试场地数据。可能的话，实验数据与实际场地的相比较一下，以提高我们对实验的信心。

4.4振动摆放方位会影响到货运箱、它的内包装、封装和内在产品。测试允许分析这些部件的相互作用。更改其中一个或多个部件的设计，使货运箱性能符合运输环境的要求。

4.5方法A1和方法A2，重复振动测试，适合放在运输车里没有受到任何限制的单个货运箱及因单个负载或堆放负载的放大振动而受到重复振动的货运箱。

 

备注1：方法A1和方法A2产生不同的振动运动，从而产生不同的力导致不同的损坏类型和强度。两种测试方法的测试结果不能相互关联。

 

4.6B方法B，单个货运箱共振测试，测试或评估单个货运箱承受振动能力和它的内包装在运输中保护产品的能力，尤其是货运箱和产品有表现出共振响应时。

备注2：单个的码垛堆集的产品用方法C来测试。

 

4.7方法C，码垛堆集，复合堆放或垂直堆放的共振测试，包括评估负载平行堆放或复合堆放时共振的存在和影响，以及货运箱的强度是否足够承受动态负载的堆放。

4.8这些测试方法的使用，由适当的操作要求（包括测试强度、频率范围、测试周期）来确定。虽然这些测试没有模拟到运输环境，它们是用来创造运输环境损坏产生潜在能力。这些测试的结果是相互不同的。

 

5．仪器

5.1方法A1－重复振动测试（垂直运动）：

5.1.1振动测试设备，附带一个足够有力和坚硬的水平台面，因而在负载测试样办时，确保要求的振动在整个测试台面上是均衡的。平面由一个可以使台面振动令到平面的运动曲线类似垂直正弦输入（平面旋转振动是不接受的）的设备支撑。振动的双幅位移应该符合或控制到1”（25mm）,而频率可以是范围在2到5Hz内的变量（每秒周期）。测试设备要装备护栏，以确保测试样办不会从平面上掉下去，但不能限制样办垂直方向的运动。

 

5.2方法A2－重复振动测试（旋转运动）：

5.2.1振动测试设备，附带一个足够有力和坚硬的水平台面，因而在负载测试样办时，确保要求的振动在整个测试台面上是均衡的。平面由一个可以使台面旋转振动（垂直方向的运动曲线类似垂直正弦输入）的设备支撑。振动的双幅位移应该符合1”（25mm）,而频率可以是范围在2到5Hz内的变量（每秒周期）。测试设备要装备护栏，以确保测试样办不会从平面上掉下去，但不能限制样办垂直方向的运动。

 

5.3方法B和方法C－共振测试：

5.3.1振动测试设备，附带一个足够有力和坚硬的水平台面，因而在负载测试样办时，确保要求的振动在整个测试台面上是均衡的。平面由一个可以使平面振动的设备支撑，该设备具备有通过控制加速度或位移或两者（通过一个频率变量范围的连续控制）在垂直直线面上产生振动的能力。（平面旋转振动是不接受的）。方法B中，适当的仪器和附加位置必须被牢牢的放在测试样办上。而方法C中，必须提供设备限制测试货运箱的水平运动，但不能限制样办垂直方向的运动。

 

5.4使用仪器－方法B和方法C中，需要用到加速计，信号调节器和数据显示或储存器来测量和控制测试台面的加速度。使用仪器同时要能监控货运箱或包装物的响应。要求仪器系统的到测试要求范围的±5%。加速计的体积和重量要尽可能小，以致不会影响到被测量样办的响应及测试结果。使用仪器的详细资料见　Shock andVibrationHandbook.（Harris,C.M.,ShockVibrationHandbook,McGraw-Hilll,NewYork,NY,1988,Chapter16.）

 

5.5环境仪器－提供适当的（如可以调节湿度和温度）的设备在测试前或测试过程中使样办测试环境达到要求。

 

6.安全防范

6.1这个测试方法会在测试样办上产生剧烈的机械反应。因比，测试设备的护栏必须足够牢固和安全。操作者要对潜在的危险保持警惕和自身的安全有足够的保护意识。如果测试出现危险情况，马上停止测试

 

7.测试样办

7.1测试样办为实际用于运输的货运箱（实际填装的内包装和产品），可以用次品和不合格产品来测试（但要测试前记录下次品问题）。模拟样办可以用发展阶段的测试，但不可以用在zui后的接受性测试。

 

备注3：当测试时不能使用实际产品（例如危险产品）时，可用代用品来测试。

 

7.2传感器要能感应到样办在测试中尽可能小的变更，获得数据。如果有需要观察测试过程中样办产品的变化，可在货运箱的临界位置开孔。

7.3当有足够的货运箱和产品时，要求测试5次或更多次数来提高统计数据的可靠性。（见操作E122）

 

8.环境

8.1在测试前或测试过程中使样办测试环境达到要求。如果没有环境要求，而货运箱材料容易受到环境影响，则推荐使用空调。（标准和环境要求见操作D4332）

 

9.程序

9.1方法A1和方法A2－重复振动测试：

9.1.1将测试样办按正常运输放置位置放在测试平台上，附加装置以限制样办从测试平面上掉下来和防止样办的过分摆动，但不能限制样办垂直方向的移动。调整限制装置，使得测试样办的水平周边有且只有大约10mm（0.4in）的空间。

9.1.2用大概2Hz的频率启动平台振动，稳定的增加测试频率，直测试样办的某些位置重复跳离测试平台。为了确保测试样办是受到連续的重复振动，当样办跳离测试平台时，用一块厚1.6mm（1/26 in），宽50mm （2.0in）的垫片塞到样办下，zui少可以塞入100 mm（4.0 in和）长，垫片并能间隙地沿着某个样办的底面长度移动。使用足够长的垫片以确保操作者的安全，并注意保持垫片平直地放在测试台面上。

9.1.3在这个振动频率下，连续测试达到标准要求的时间或预定的周期或观察到预定数目的损坏出现。即时停止测试，检查损坏。

9.1.4如果货运箱在运输过程可能会以其它方向摆放，则每个可能方向zui少测试一箱。

 

备注4：如果测试周期没有要求，推荐测试一个小时，也可以参考操作D4169。

 

9.1.5检查货运箱和内在产品，并记录测试中出现的损坏或变差结果。

 

9.2方法B－单个货运箱的共振测试：

9.2.1按样办正常运输放置位置将样办安全地固定在测试台面上，以便要求的振动条件可以传到测试样办的外部。将加速计放在台面的顶部或底部，尽可能靠近测试样办（但要确保不会被样办碰坏），或者某个能够产生具有代表意义数据的台面的位置。监测台面达到的振幅和频率以确保要求的条件已经产生。

9.2.2用其中一个方法可以测定共振频率：正弦扫荡输入或任意输入。

 

备注5：响应频率在扫荡上限和扫荡下限是不同的，而测试样办的实际响应频率会是在两个频率（上限共振频率和下限共振频率）的中间。

备注6：如果测试精度没有要求，则一个加速度为0.25g’s 到0.5g’s（2.45m/s²到4.9m/s²）的振幅（由0到峰值），使频率范围达到3到100HZ，已经足够刺激到产生响应。（测试水平和周期推荐参考操作D4169）

 

9.2.2.2用任意输入进行共振搜索－和用正弦扫荡比较，用任意输入确认产品的共振频率会更快（用宽频输入同步刺激测试样办的真实频率）。见测试方法D3580。要用这个方法，则需要在测试样办上装加速计来监测zui大的响应频率。同时测试台面上也要装加速计，以确保台面的运动是要求的PSD的输入频谱。在振台运动方向设置传感器以确认产品的共振频率。

 

备注7：*，现有的一些振动测试设备只有有限的频率范围，必需附加设备以满足推荐的频率范围要求。

 

9.2.3在9.2.2.1每次的共振频率测定中要保持要求的时间长度（限于4个zui强共振响应的zui大值），或直到货运箱出现损坏。如有需要，调整振动频率以保持共振。

 

备注8：如没有保持时间长度要求，则一般zui小保持15分钟，也可以参考操作D4169。

 

9.2.4模拟运输过程中样办可能会被放置的方向，重复步骤9.2.1，9.2.2.1和9.2.3。

9.2.5检查货运箱和内在产品，并记录测试中出现的损坏或变差结果。

 

9.3方法C－码垛堆集，复合负载或垂直堆放的共振测试：

9.3.1将带有标准尺寸的复合或码垛堆集的测试样办放在测试台面上，堆放高度等同实际高度。能测试真实用于正常运输的负载，如伸缩膜，条带，堆放结构，等等。如果运输过程中会用到垂直堆放，要测试货运箱的单独垂直列负载时的共振。附加限制装置以限制样办水平方向离开测试台面，防止样办倾倒和过分摆动。调整限制装置，使得测试样办的水平周边有且只有大约10mm（0.4in）的空间。将加速计放在测试台面尽可能靠近测试样办的位置（但要确保不会被接触）

 

9.3.2用其中一个方法可以测定共振点：正弦扫荡输入或任意输入。

 

备注9：有多个单负载的样办会出现剧烈的响应。

 

备注10：响应频率在扫荡上限和扫荡下限是不同的，而测试样办的实际频率会是在两个频率（上限共振频率和下限共振频率）的中间。

 

备注11：如果测试精度没有要求，推荐用一个加速度为0.25g（2.5m/s ²）的振幅（由0到峰值），使频率范围达到2到100HZ。（测试水平推荐参考操作D4169）

 

9.3.2.2用任意输入进行共振搜索－和用正弦扫荡比较，用任意输入确认带有码垛堆集，复合负载或垂直堆放负载的产品的共振频率会更快（用宽频输入同步地刺激测试样办所有的真实频率）。见测试方法D3580。要用这个方法，则需要在测试样办zui高负载的顶部上装加速计来监测zui大的响应频率。这个传感器要设置在样办外部，相对于内在的独立的包装的共振信息，来捕获负载的共振频率，同时测试台面上也要装加速计，以确保台面的运动是代表要求的PSD的输入频谱。

 

 

9.3.3在步骤9.3.2中，每次的共振频率测定中要保持要求的时间长度（限于4个zui强共振响应的zui大值），或直到货运箱出现损坏。如有需要，调整振动频率以保持共振。

 

备注12：如没有保持时间长度要求，则一般zui少保持15分钟，也可以参考操作D4169。

 

9.3.4检查货运箱和内在产品，并记录测试中出现的损坏或变差结果。