機(jī)械沖擊試驗(yàn)參數(shù)選擇指南

機(jī)械沖擊試驗(yàn)是力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中極為關(guān)鍵的檢測(cè)手段。它以瞬間性和破壞性為特點(diǎn)，主要用于評(píng)估電工電子元器件、設(shè)備及其他產(chǎn)品在實(shí)際使用和運(yùn)輸過程中抵御非多次重復(fù)機(jī)械沖擊的能力。通過該試驗(yàn)，可以判斷產(chǎn)品對(duì)沖擊環(huán)境的適應(yīng)性和結(jié)構(gòu)的完整性。

沖擊方向的確定

在進(jìn)行機(jī)械沖擊試驗(yàn)時(shí)，沖擊方向的確定是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的一步。通常情況下，沖擊測(cè)試的方向涵蓋三個(gè)相互垂直的正反向，具體而言，即為 X 軸正方向、X 軸反方向、Y 軸正方向、Y 軸反方向、Z 軸正方向以及 Z 軸反方向，共計(jì)六個(gè)方向。這樣的全方位沖擊方向設(shè)置，能夠全面模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中可能遭受的各種角度的沖擊，從而更全面地評(píng)估產(chǎn)品的抗沖擊性能。

沖擊次數(shù)的選擇

沖擊次數(shù)的選定對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的可靠性有著直接影響。在實(shí)際操作中，每個(gè)方向的沖擊次數(shù)可以從以下幾組數(shù)據(jù)中進(jìn)行選擇：3±0、100±5、500±5、1000±10、5000±10。不同的沖擊次數(shù)適用于不同特性的產(chǎn)品和不同的測(cè)試需求。例如，對(duì)于一些對(duì)沖擊較為敏感的產(chǎn)品，可能只需進(jìn)行較少次數(shù)的沖擊測(cè)試即可觀察到其性能變化；而對(duì)于那些需要承受高強(qiáng)度、多次沖擊的產(chǎn)品，則需要選擇較高的沖擊次數(shù)來進(jìn)行更為嚴(yán)苛的測(cè)試，以確保其在實(shí)際使用中的可靠性和穩(wěn)定性。

沖擊加速度的選定

沖擊加速度是衡量沖擊強(qiáng)度的重要參數(shù)，其選擇需要依據(jù)產(chǎn)品的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行。在沒有特別要求的情況下，可以從以下數(shù)值中優(yōu)先選用：50 m/s2、60 m/s2、100 m/s2、150 m/s2、200 m/s2、250 m/s2、400 m/s2、500 m/s2、800 m/s2、1000 m/s2、2000 m/s2、5000 m/s2。需要注意的是，沖擊加速度的單位也可以是 gn，換算公式為：10 m/s2 = 1 gn。在選擇沖擊加速度時(shí)，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)承受能力以及實(shí)際使用環(huán)境中可能遇到的最大沖擊加速度，確保測(cè)試結(jié)果既能反映產(chǎn)品的真實(shí)性能，又不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成過度的破壞。

脈沖持續(xù)時(shí)間的確定

脈沖持續(xù)時(shí)間是影響沖擊試驗(yàn)效果的又一關(guān)鍵因素。標(biāo)準(zhǔn)中建議的脈沖持續(xù)時(shí)間優(yōu)先從以下數(shù)值中選用：0.2ms、0.3ms、0.5ms、1ms、2ms、3ms、6ms、11ms、16ms、18ms、30ms。不同的脈沖持續(xù)時(shí)間能夠模擬不同類型的沖擊環(huán)境，例如短脈沖持續(xù)時(shí)間適用于模擬快速?zèng)_擊，而長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間則更接近于一些緩慢沖擊的場(chǎng)景。

在選擇脈沖持續(xù)時(shí)間時(shí)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和預(yù)期使用環(huán)境，選擇最能反映產(chǎn)品在實(shí)際使用中可能遇到的沖擊持續(xù)時(shí)間的參數(shù)值。

沖擊測(cè)試的脈沖波形選擇

1.半正弦波

半正弦波沖擊波形是正弦波的半個(gè)周期，其特點(diǎn)在于能夠較為平滑地模擬線性系統(tǒng)的撞擊或線性系統(tǒng)的減速引起的沖擊效應(yīng)，例如彈性結(jié)構(gòu)的撞擊。這種波形在模擬正常撞擊或輕微沖擊下的產(chǎn)品性能方面表現(xiàn)出色，適用場(chǎng)景廣泛。選用原則方面，由于其適用于大多數(shù)一般性的機(jī)械沖擊試驗(yàn)，且是最常用的波形之一，因此在沒有其他特殊要求的情況下，優(yōu)先選用半正弦波脈沖波形進(jìn)行沖擊測(cè)試。

2.后峰鋸齒波

后峰鋸齒波沖擊波形具有短的下降時(shí)間和不對(duì)稱三角形的特點(diǎn)。它能夠產(chǎn)生比半正弦波更均勻的響應(yīng)譜，適用于需要更均勻響應(yīng)譜的測(cè)試場(chǎng)景

。典型應(yīng)用包括對(duì)非對(duì)稱三角形形狀的沖擊更為敏感的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)測(cè)試目標(biāo)是獲取更均勻的響應(yīng)譜以更準(zhǔn)確地評(píng)估產(chǎn)品在特定沖擊條件下的性能時(shí)，后峰鋸齒波是一個(gè)值得考慮的選擇。

3.梯形波

梯形波沖擊波形的特點(diǎn)是具有短的上升和下降時(shí)間的對(duì)稱梯形。它能夠在較寬頻譜上產(chǎn)生更高的響應(yīng)，因此適用于模擬復(fù)雜沖擊環(huán)境，如空間探測(cè)器或衛(wèi)星發(fā)射段爆炸螺栓引起的沖擊。這種波形能夠更真實(shí)地反映產(chǎn)品在復(fù)雜沖擊環(huán)境下的受力情況，對(duì)于需要模擬此類特殊環(huán)境的產(chǎn)品測(cè)試，梯形波是較為合適的選擇。

機(jī)械沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參考和引用

• GB/T 2423.43-2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 振動(dòng)、沖擊和類似動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)樣品的安裝》
• GB/T 2423.5-2019《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn) Ea 和導(dǎo)則：沖擊》
• GB/T 4857.11-2005《包裝 運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn) 第11部分：水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法》
• GB/T 4857.15-2017《包裝 運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn) 第15部分：可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)方法》
• GJB150.18A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 沖擊試驗(yàn)》

總結(jié)

機(jī)械沖擊試驗(yàn)作為一種重要的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)手段，其參數(shù)的選擇對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性起著至關(guān)重要的作用。通過合理確定沖擊方向、沖擊次數(shù)、沖擊加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間以及脈沖波形等關(guān)鍵參數(shù)，并嚴(yán)格遵循相關(guān)的機(jī)械沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地評(píng)估電工電子元器件、設(shè)備及其他產(chǎn)品在使用和運(yùn)輸過程中承受機(jī)械沖擊的能力，進(jìn)而為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和質(zhì)量控制提供有力的支持。