海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第11部分：沖擊與碰撞試驗(yàn)2022-07-01實(shí)施I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件是GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》的第11部分。GB/T32065已經(jīng)發(fā)布了以下——第1部分：總則；——第2部分：低溫試驗(yàn)；——第8部分：溫度變化試驗(yàn)；——第9部分：長(zhǎng)霉試驗(yàn)；——第10部分：鹽霧試驗(yàn)；——第11部分：沖擊與碰撞試驗(yàn)；——第14部分：振動(dòng)試驗(yàn)；請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)自然資源部提出。本文件由全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC283)歸口。本文件起草單位：國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心、蘇州蘇試廣博環(huán)境可靠性實(shí)驗(yàn)室有限公司。Ⅱ海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)是考察海洋儀器產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的重要手段，也是保障海洋儀器產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)技術(shù)工作。為了保障國(guó)產(chǎn)海洋儀器在研制、生產(chǎn)、貯存和使用過(guò)程中有序開(kāi)展試驗(yàn)工作，我國(guó)已經(jīng)建立了海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系。在該體系標(biāo)準(zhǔn)中，包含了氣候類、機(jī)械類和腐蝕老化類試驗(yàn)方法，旨在滿足我國(guó)各類海洋儀器的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)需求。GB/T32065《海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法》擬由19個(gè)部分組成?！?部分：總則。目的在于說(shuō)明海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)體系和各試類樣品的試驗(yàn)歸類。——第2部分：低溫試驗(yàn)。目的在于為低溫試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?部分：低溫貯存試驗(yàn)。目的在于為低溫貯存試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?部分：高溫試驗(yàn)。目的在于為高溫試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第5部分：高溫貯存試驗(yàn)。目的在于為高溫貯存試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第6部分：恒定濕熱試驗(yàn)。目的在于為恒定濕熱試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第7部分：交變濕熱試驗(yàn)。目的在于為交變濕熱試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。 第8部分：溫度變化試驗(yàn)。目的在于為溫度變化試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序，——第9部分：長(zhǎng)霉試驗(yàn)。目的在于為長(zhǎng)霉試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第10部分：鹽霧試驗(yàn)。目的在于為鹽霧試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第11部分：沖擊與碰撞試驗(yàn)。目的在于為沖擊與碰撞試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?2部分：防水試驗(yàn)。目的在于為防水試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第13部分：傾斜和搖擺試驗(yàn)。目的在于為傾斜和搖擺試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?4部分：振動(dòng)試驗(yàn)。目的在于為振動(dòng)試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?5部分：水壓試驗(yàn)。目的在于為水壓試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?6部分：海水腐蝕試驗(yàn)。目的在于為海水腐蝕試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第17部分：溫度-濕度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)。目的在于為溫度-濕度-振動(dòng)綜合試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序?！?8部分：生物附著試驗(yàn)。目的在于為生物附著試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。——第19部分：浸漬試驗(yàn)。目的在于為浸漬試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)化的程序。沖擊和碰撞是海洋儀器在貯存、運(yùn)輸和使用中會(huì)經(jīng)常遇到的機(jī)械損傷環(huán)境，針對(duì)其劃分標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)流程和嚴(yán)酷度等級(jí)可以有效的激發(fā)儀器故障，提早實(shí)施改進(jìn)措施，對(duì)國(guó)產(chǎn)海洋儀器的研發(fā)和生產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義。GB/T32065.11重點(diǎn)細(xì)化了海洋儀器在沖擊與碰撞試驗(yàn)期間的操作程序，以滿足試驗(yàn)需求。1海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第11部分：沖擊與碰撞試驗(yàn)本文件規(guī)定了海洋儀器沖擊與碰撞試驗(yàn)的試驗(yàn)要求、試驗(yàn)方法。本文件適用于考核或確定海洋儀器在沖擊與碰撞條件下使用的適應(yīng)性。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2422—2012環(huán)境試驗(yàn)試驗(yàn)方法編寫導(dǎo)則術(shù)語(yǔ)和定義GB/T32065.1—2015海洋儀器環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：總則3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T2422—2012界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。試驗(yàn)樣品通過(guò)固定裝置或直接與沖擊碰撞臺(tái)面連接的位置。注1:若實(shí)際安裝結(jié)構(gòu)的一部分作為固定裝置使用，取安裝結(jié)構(gòu)和沖擊碰撞臺(tái)面接觸的位置作為固定點(diǎn)。注2:在使用中通常是固定試驗(yàn)樣品的地方。檢測(cè)點(diǎn)checkpoin位于固定裝置、沖擊碰撞臺(tái)或試驗(yàn)樣品上的測(cè)量數(shù)據(jù)的點(diǎn)，且都和固定點(diǎn)成剛性連接。注1:若固定點(diǎn)不大于4個(gè)，則每個(gè)點(diǎn)都作為檢測(cè)點(diǎn)，若固定點(diǎn)大于4個(gè)，則選取4個(gè)具有代表性的固定點(diǎn)作為檢測(cè)點(diǎn)。注2:從檢測(cè)點(diǎn)中選定若干個(gè)點(diǎn)，并將它們測(cè)量得到的信號(hào)用于控制試驗(yàn)。速度變化量velocitychange施加規(guī)定的加速度所造成的速度突然變化的絕對(duì)值。注：如果速度變化發(fā)生在相對(duì)于試驗(yàn)樣品的一階固有周期更短的時(shí)間內(nèi)，則可以認(rèn)為速度的變化是突然的。單位時(shí)間內(nèi)碰撞的次數(shù)。24試驗(yàn)要求4.1一般要求海洋儀器沖擊與碰撞試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件按照GB/T32065.1—2015中4.2的規(guī)定進(jìn)行；試驗(yàn)樣品安裝按照GB/T32065.1—2015中6.1的規(guī)定進(jìn)行；試驗(yàn)中斷處理按照GB/T32065.1—2015中第7章的規(guī)定進(jìn)行。4.2試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合GB/T32065.1—2015中第5章的規(guī)定。4.3其他要求4.3.1當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備裝上試驗(yàn)樣品時(shí)，在檢測(cè)點(diǎn)上所施加的沖擊脈沖應(yīng)為近似于圖1和圖2中虛線所示的加速度對(duì)時(shí)間的標(biāo)稱曲線之一，所施加的碰撞脈沖應(yīng)為近似于圖1中虛線所示的加速度對(duì)時(shí)間的標(biāo)稱曲線。4.3.2基本脈沖波形。本文件包括半正弦波和后峰鋸齒波兩種類型的波形，使用時(shí)可參照附錄A的表A.1選取對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)波形。規(guī)定的基本脈沖波形應(yīng)在各圖中用實(shí)線所表示的容差限內(nèi)，具體如下：a)半正弦波：正弦波的半個(gè)周期，如圖1所示；b)后峰鋸齒波：具有短的下降時(shí)間的不對(duì)稱三角形，如圖2所示。積分時(shí)間標(biāo)引符號(hào)說(shuō)明：----標(biāo)稱脈沖線；——容差范圍線；D——標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間；A——標(biāo)稱脈沖的峰值加速度；T?——用傳統(tǒng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生沖擊時(shí)，對(duì)脈沖監(jiān)測(cè)的最短時(shí)間；T?——用電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)產(chǎn)生沖擊時(shí)，對(duì)脈沖監(jiān)測(cè)的最短時(shí)間。圖1半正弦波的波形和容差范圍3積分時(shí)間—0.2A--0.2A本圖各符號(hào)含義同圖1。圖2后峰鋸齒波的波形和容差范圍4.3.3所有脈沖波形的實(shí)際速度變化量應(yīng)在其相應(yīng)的標(biāo)稱脈沖值的士15%之內(nèi)。當(dāng)速度變化是以實(shí)際脈沖的積分來(lái)確定時(shí)，應(yīng)從脈沖前的0.4D(D為標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間)積分到脈沖后的0.1D。4.3.4重復(fù)頻率應(yīng)保證兩次沖擊之間試驗(yàn)樣品內(nèi)部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)基本為零，且在檢測(cè)點(diǎn)上測(cè)得的加速度值在圖1和圖2所示的容差內(nèi)。4.3.5在檢測(cè)點(diǎn)上垂直于預(yù)定沖擊方向的峰值加速度應(yīng)不超過(guò)預(yù)定方向上標(biāo)稱脈沖峰值加速度的30%,且測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)符合4.3.6。4.3.6測(cè)量系統(tǒng)的特性(見(jiàn)表1)應(yīng)滿足這樣的要求：能夠根據(jù)其測(cè)量結(jié)果正確判斷在檢測(cè)點(diǎn)的規(guī)定方向上的實(shí)際沖擊信號(hào)是否在圖1和圖2所規(guī)定的容差范圍之內(nèi)。圖3要求的頻響特性適用于未對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行低通濾波的情況。如果采用了低通濾波，濾波器的截止頻率fg(一3dB點(diǎn))應(yīng)不低于公式(1):式中：fg——低通濾波器的截止頻率，單位為千赫茲(kHz);D——標(biāo)稱脈沖的持續(xù)時(shí)間，單位為毫秒(ms)。包括加速度計(jì)在內(nèi)的整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的頻響特性會(huì)對(duì)測(cè)量度產(chǎn)生重要的影響，應(yīng)滿足圖3給出的容差要求。注：沖擊的持續(xù)時(shí)間小于或等于0.5ms時(shí)，圖3中f?和f?可能過(guò)高。這種情況下，有關(guān)規(guī)范可以給出其他采用的數(shù)值。4圖3測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性表1測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性參數(shù)表脈沖持續(xù)時(shí)間ms低截止頻率Hz高截止頻率kHz響應(yīng)超過(guò)+1dB時(shí)的頻率kHz0.2,0.3l425614242121124.3.7試驗(yàn)樣品應(yīng)按使用狀態(tài)剛性固定在沖擊碰撞系統(tǒng)上。當(dāng)試驗(yàn)樣品在使用環(huán)境中有多種安裝狀態(tài)時(shí)，應(yīng)選其最不利的安裝狀態(tài)。4.4試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)4.4.1沖擊峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、試驗(yàn)波形和速度變化量除另有規(guī)定外，海洋儀器沖擊試驗(yàn)的峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、試驗(yàn)波形和速度變化量應(yīng)從表25表2沖擊試驗(yàn)的嚴(yán)酷度參數(shù)表峰值加速度m/s2脈沖持續(xù)時(shí)間ms速度變化量(半正弦波)m/s速度變化量(后峰鋸齒波)m/s0.35—0.70——4.4.2碰撞峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間和速度變化量除另有規(guī)定外，海洋儀器碰撞試驗(yàn)的峰值加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、速度變化量和脈沖重復(fù)頻率應(yīng)從表3中選取。表3碰撞試驗(yàn)的嚴(yán)酷度參數(shù)表峰值加速度脈沖持續(xù)時(shí)間ms速度變化量(半正弦波)脈沖重復(fù)頻率次/min除另有規(guī)定外，海洋儀器沖擊與碰撞試驗(yàn)的次數(shù)應(yīng)從下列數(shù)值中選取：a)沖擊次數(shù)：三個(gè)垂直軸線的每一個(gè)正反方向各3次，合計(jì)18次；b)碰撞次數(shù)：豎直于臺(tái)面方向1000次。5試驗(yàn)方法本文件規(guī)定的試驗(yàn)方法包含沖擊試驗(yàn)和碰撞試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)用以開(kāi)展非重復(fù)性、大量值、短時(shí)間的激勵(lì)檢驗(yàn)；碰撞試驗(yàn)用以開(kāi)展重復(fù)性的、小量值、較長(zhǎng)時(shí)間的激勵(lì)檢驗(yàn)。5.2沖擊試驗(yàn)將試驗(yàn)樣品放置在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，使之達(dá)到溫度穩(wěn)定，或按試驗(yàn)雙方的約定(如：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)大綱或試驗(yàn)合同等)進(jìn)行。按試驗(yàn)雙方的約定對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查、電氣性能、機(jī)械性能以及其他性能檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄到附錄B的表B.1。6試驗(yàn)樣品應(yīng)以不包裝、不通電的狀態(tài)剛性固定在沖擊系統(tǒng)上。除另有規(guī)定外，試驗(yàn)樣品一般應(yīng)在三個(gè)互相垂直的軸線上依次沿正反方向各實(shí)施3次沖擊，共計(jì)18次。與試驗(yàn)樣品連接的外部電纜、軟管等，應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，不得妨礙試驗(yàn)中的彈跳沖擊現(xiàn)象。試驗(yàn)期間，除另有規(guī)定外，試驗(yàn)樣品應(yīng)處于工作狀態(tài)。中間檢測(cè)按試驗(yàn)雙方的約定進(jìn)行，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄到表B.1。試驗(yàn)樣品按試驗(yàn)雙方的約定在條件試驗(yàn)后恢復(fù)一段時(shí)間，以使試驗(yàn)樣品處于與初始檢測(cè)時(shí)相同的條件。按試驗(yàn)雙方的約定對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查、電氣性能、機(jī)械性能以及其他性能檢測(cè)，并與初始檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，記錄數(shù)據(jù)到表B.1。當(dāng)使用本文件規(guī)定的方法時(shí)，試驗(yàn)雙方的約定應(yīng)包含如下信息：a)預(yù)處理；b)初始檢測(cè)：c)試驗(yàn)樣品在條件試驗(yàn)期間的狀態(tài)；d)試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)；e)恢復(fù)；f)最后檢測(cè)；g)試驗(yàn)雙方同意的對(duì)試驗(yàn)程序的任何更改。5.3碰撞試驗(yàn)將試驗(yàn)樣品放置在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，使之達(dá)到溫度穩(wěn)定，或按試驗(yàn)雙方的約定(如：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)大綱或試驗(yàn)合同等)進(jìn)行。按試驗(yàn)雙方的約定對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查、電氣性能、機(jī)械性能以及其他性能檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄到表B.1。5.3.3.1試驗(yàn)樣品應(yīng)以不包裝、不通電和準(zhǔn)備工作狀態(tài)剛性固定在碰撞系統(tǒng)上。5.3.3.2除另有規(guī)定外，一般應(yīng)在豎直于臺(tái)面方向?qū)嵤?000次。5.3.3.3與試驗(yàn)樣品連接的外部電纜、軟管等，應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，不得妨礙試驗(yàn)中的彈跳沖擊現(xiàn)象。5.3.3.4試驗(yàn)期間，試驗(yàn)樣品應(yīng)至少有1/2的時(shí)間處于工作狀態(tài)。7中間檢測(cè)按試驗(yàn)雙方的約定進(jìn)行，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄到表B.1。試驗(yàn)樣品按試驗(yàn)雙方的約定在條件試驗(yàn)后恢復(fù)一段時(shí)間，以使試驗(yàn)樣品處于與初始檢測(cè)時(shí)相同的條件。按試驗(yàn)雙方的約定對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查、電氣性能、機(jī)械性能以及其他性能檢測(cè)，并與初始檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，記錄數(shù)據(jù)到表B.1。當(dāng)使用本文件規(guī)定的方法時(shí)，試驗(yàn)雙方的約定應(yīng)包含如下信息：a)預(yù)處理；b)初始檢測(cè)；c)試驗(yàn)樣品在條件試驗(yàn)期間的狀態(tài)；d)試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)；e)中間檢測(cè)；f)恢復(fù)；g)最后檢測(cè)；h)試驗(yàn)雙方同意的對(duì)試驗(yàn)程序的任何更改。8(資料性)海洋儀器常用的嚴(yán)酷度等級(jí)示例根據(jù)海洋儀器使用平臺(tái)在表A.1中列出了常遇到的沖擊和碰撞情況。表A.1沖擊和碰撞推薦列表沖擊應(yīng)用環(huán)境推薦參數(shù)嚴(yán)酷度等級(jí)試驗(yàn)波形適用范圍峰值加速度m/s2脈沖持續(xù)時(shí)間半正弦組網(wǎng)式)的儀器，實(shí)際使用中儀器與平臺(tái)為一體半正弦固定于潛標(biāo)上的儀器，實(shí)際使用中儀器與潛標(biāo)為一體半正弦搭載在船舶上使用的儀器，實(shí)際使用中為活動(dòng)狀態(tài)半正弦安裝于水下航行器的儀器，實(shí)際使用中儀器與航行器為一體后峰鋸齒低空飛行器搭載的儀器，實(shí)際使用中多拋投入水碰撞應(yīng)用環(huán)境推薦參數(shù)嚴(yán)酷度等級(jí)試驗(yàn)波形適用范圍峰值加速度m/s2脈沖持續(xù)時(shí)間半正弦搭載在船舶上