中华人民共和国专业标准 海洋仪器基本环境试验方法 振动试验导则 ZB N S2004.7-88 The basic method of environmental test for oceanographic instrements-Guideline for vibration test 振动是安置在船舶上的海洋仪器的一种基本环境，各类船上的仪器无不受此种环境的作用.
但就 仪器的适应性和结构可靠性而言，根据以往的实践证明，并非安置在船上的仪器都必须进行此项 环境试验.
振动（正弦）试验的目的是在试验室内模拟海洋仪器在实际使用和运输中可能经受到的振动影响， 并不一定是再现实际坏境.
在振动试验中，以往的方法通常是先寻找共振，后使试验样品在共报频率上按所规定的时间进行 定频耐久试验.
但在一般情况下很难将容易引起试验样品失效的共振与甚至在长期振动下不能引起试 验样品失效的共振区别开来.
在ZBY339.11中提出的扫频试验法使上述这些困难减少到最小程度.
并 且用不着去确定和分辨哪些是重要的或易引起失效危险的共振.
然而在某些情况下，如果试验时间 要长到相当于试验样品今后实际需要使用的时间或相当于试验样品使用中将会经受到的报幅上的无限 寿命时间，则扫频试验法就可能导致不适当的长时间.
为此ZBY339.11中还给出了定频试验祛.
当 采用这种方法时，不是在预定须率上进行，就是在响应检查期间所发现的危险频率上进行.
如果试验 样品在每轴线的振动响应检查期间所发现的危险频率点不多，且一般不超过4个时，则定频试验法就 适用.
但该方法在应用时，仍需进行一定的技术分析和工程判断.
如果频率点超过4个时，则用扫频 试验法更合适.
用于确定试验样品结构完好性的扫频试验的时间是用有关应力循环次数所换算出来的扫频循环数 来规定.
定频试验是按危险频率情况下的有关时间来确定.
对任何预定频率，其时间通常必须根据预 定的应力循环数在有关标准中规定.
1适用范围 本导则适用于在运输和使用中将会造受到由于船体旋转、脉动、振荡诸力所产生的振动影响的船 用仪器的振动试验.
2引用标准 ZBY339.11海洋仪器基本环境试验方法试验Fc：振动试验 3测量与控制 3.1测盘点 ZBY339.11中第二章中规定了为保证试验样品的检测点和控制点.
然而：在仪器研制期间，为 了防止试验样品被破坏，还必须测量试验样品内部响应.
在某些情况下，为了避免严重破坏试验样品， 基至需要把这些测量点上的信号在控制回路中进行综合处理，但试验方法中没有推荐这种技术，因为 它不可能被标准化.
国家海洋局1S68-97-27批准 1389-05-01实施 15
ZB N92004.7-88 3.2失真引起的误差 若失真大，测量系统将显示出不正确的振幅值，因为它既包含了所需要的基本频率，又包括了许 多不需要的其他频率成分.
这就会导致在所需要的基本频率上产生低于规定的振幅值，但其容差在 ZBY339.11标准中2.1.3条所规定的范围内是允许的.
如果超过，就必须把基频幅值调整到所规定 的振幅.
有许多方法可以达到这一目的，但最好的方法是使用跟踪滤波器.
如果基频幅值被恢复，则 试验样品将在所需要的频率下经受预定的应力.
然而，在这种情况下，那些不需要的频率成分的幅值 也将随之增加，并且会对试验样品产生附加的应力，如果由此产生与实际要求不符的高应力，则由供 需双方协商放弃失真要求较合适.
3.3控制信号的产生 产生控制信号有许多方法.
如果规定采用多点平均信号，则该控制信号即为各检测点上与峰值加 速度成比例的直流电压的算术平均值.
重要的是，整个振动系统应具有低的剩余噪声，以便在试验时可用ZBY339.11中2.1.4条所规 定的最大容差.
4试验方法 4.1报动响应检查 当有了关于工作环境的足够可利用的数据时，振动响应检查就具有重要的用途.
表现在：当已知 试验样品要经受诸如在船上所遇到的相当大的周期振动时：为了研究试验样品的报动特性时：以及评 价其疲劳特性的试验样品时：振动响应检查就有用了.
对确定试验样品结构完好性的试验前后的报动响应检查，可以用来确定共振频率和其他响应频率 所发生的变化，频率的变化可能标志试验样品结构刚度发生变化（例如连接件松动）或某些疲劳的出现.
当有关标准规定有服动响应检查时，如果可能，应明确规定试验期间和试验后所采取的措施.
重要的是，在报动响应检查期间，为了探测试验样品内部所受到的影响而所做的任何安排和所加 的任何物品，都不应当改变整个试验样品的动态特性.
当有关标准规定有振动响应检查时，所用的减震器是否能达到预定的减震效果是很重要的.
如果试验样品带有减震器，通常是首先去除或锁住减震器进行振动响应检查，以便确定试验样品 本身的危险频率.
然后进行第二阶段的检查，即反复进行装上和去除或锁住减震器的试验，从而确定 减震器的影响.
在这两个阶段上，为了了解减震器的传递特性，需要采用不同的报幅值进行.
如果试验样品不带减震器，见本导则第6章.
4.2试验方法 试验方法规定了两种型式的耐久试验方法，即扫频试验法和定频试验法，其中扫频试验法对模拟 需在运动中使用的试验样品所经受的报动应力影响更合适.
在某些情况下，为了研究某些个别频率上可能出现的疲劳影响，以及试验样品经受报动的总能力， 用在扫频耐久试验前先进行定频耐久试验的方法也是合适的，因为这样做就可在尽可能短的时间内提 供所需的数据.
对有些仪器来说，若确信在某些频率以下不存在共振，则从这些频率开始进行试验也是可以的.
对带有减震器的仪器一般应连同减震器一道进行试验.
若不能使用原有的减震器进行试验时（例 如被仪器和其他仪器一道安装在一个公共系统中），则可按有关标准的规定，以较低的报幅进行不带减 震器的试验，其振幅大小应根据减震系统对每一试验轴线的传递特性来确定，当减震器的传递特性未 知时，则见本导则第6章.
5试验严醋等级 5.1试验严酷等级的选择 为了能适应船上各种情况，试验方法所给出的频率和照幅都经过选择.
当一个仪器仅作一种应用 16
ZB N92004.7-88 时，如果实际振动环境已知，则按实际环境的搬动特性来确定试验要求.
如果实际环境未知，应根据 ZBY339.11试验方法来选择合适的试验要求.
哪一类仪器需做此项试验详见ZBN92004.11中附 录A（参考件）和附录B（参考件）.
由于位移幅值和相应的加速度幅值在交越频率上的振级是相同的，所以，可在整个试验频率范围 内连续扫描，即由恒定位移变到恒定加速度，反之亦然.
5.2扫频 扫频时，频率需要随时间按指数规律变化.
即： 式中：f-频率； f--扫频的下限频率； K-取决于扫频速率的因素； -时间.
如果时间以分钟表示，扫频速率为1倍频程/min.
则： K=1og2=0.693 以1倍频程/min的扫频速率，在某一频率范围内进行一次循环扫频（f→f→f）的时间： =6.6441og0 K =log =log 式中：T.时间，min f-扫频的下限频率； f一-扫颜的上限颜率.
利用上述公式可得出本试验方法中“扫频试验”的频率范围及扫频循环数有关的试验时间列于下 表.
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.ZB N92004.7-88 每一轴线的循环扫频次数和试验时间 循环扫频数 频率范围 Hz 1 2 5 10 20 11min 21min 55mi n 1 h 46min 3 h 43min 2~80 2~100 11min 23min sfmin 2 h 53min 3 h 46min 6减震器的传递特性 对通常应安装在减震器上的试验样品而没有减震器时，并且特性也未知时，则必须修改规定的振 动量级.
以便给试验样品提供一个更真实的振动输入.
7持续时间 7.1概述 本试验方法是根据试验时间来描述试验样品经受报动试验的能力.
如果试验频率范围不同，就不 应把一个在这个频率范围内经受共报试验的试验样品的性能和另一个频率范围内经受共振试验的试验 样品进行比较.
这是因为它们所经受的共振次数不同.
又如，人们往往认为在同样的加速度值和试验 时间的情况下，频带宽的比须带窄的更为严酷，但事实并非如此，因为频带宽的在每一频率上的涨励时 间短.
用扫频循环数这一概念可以克服这一问题.
因为此时共振可按相同的循环次数被激励，而不管 频率范围如何.
7.2条件试验 如果试验仅证实一个试验样品在一定振幅值下的结构完好性和（或）工作的能力，则该试验需连 续进行，其试验时间长到足以证实在规定的频率范围内满足这种需要.
如果为了证实一个仪器经受累 积效应的能力，即瘦劳和机械损伤，其试验时间要长到满足所必须的应力循环，为了证实试验样品的 无限瘦劳寿命，则通常采用总数为10的应力循环来进行试验.
8动态响应 试验样品损坏的主要原因是由于内部产生了动态应力.
其经典的例子是把一个简单的质量弹管系 统连接到一个惯性比该系统大的振动体上时，在该质量弹簧系统中所产生的应力称动态应力.
在共振频 率上，弹簧内的应力将随着运动幅值的增大而增大.
在这样的共振频率上进行试验，需要进行许多工 程判断，困难主要是确定哪-一个共振频率是主要的.
附加的问题是如何使驱动频率始终保持在共振频 事上.
应当注意，在非线性共振时（当试验样品是非线性系统时），一个试验样品的同一共报点的频率将 会随着扫频方向的不同而不同.
当一个试验样品在其共振频率上被激励时，其视在质量高于它的工作安装结构（包括报动台的活 动部分）时，应考虑试验样品对台体的反作用.
但由于结构的驱动力和机械阻抗通常是未知的，所以 对这些参数进行一般性的假设是非常困难的.
9性能评价 为了对试验样品进行性能评价，在整个试验期间或试验的适当阶段上及试验结束时，应对试验样 18
ZBN92004.7-88 品进行功能检查.
10初始与最后检测 初始与最后检测的目的是为了比较特定的参数，以便评价振动对试验样品的影啊.
除目检外还需进行通电和机械性能及尺寸等的检测.
附加说明： 本标准由国家海洋局标准计盘中心提出.
本标准由国家海洋局标准计量中心负责起草.
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