机械测试规范.docx
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机械测试规范
剑桥科技机械测试规范
版本（V1.0）
拟制：
日期：
2012-02-22
审核：
日期：
批准：
日期：
版本修订
版本
注释
发布日期
修订人
1.0
草案
2012/7/19
目录
1概述5
1.1标准大气条件5
1.2测试仪器设备5
1.3试验项目5
2实验产品配置7
2.1包装件实验产品配置7
2.2裸机实验产品配置7
3试验内容8
3.1试验项目合格判据9
3.2运输包装件的标识9
3.2.1纸质运输包装件的标识9
3.2.2木质包装箱的标识10
3.3环境预处理11
3.3.1试验参数11
3.3.2测试步骤11
3.4静压力试验11
3.4.1试验参数11
3.4.2测试步骤12
3.5跌落试验12
3.5.1试验参数12
3.5.2测试步骤13
3.6随机振动试验14
3.6.1试验参数14
3.6.2测试步骤14
3.7冲击试验15
3.7.1试验参数15
3.7.2测试步骤15
3.8碰撞试验15
3.8.1试验参数15
3.8.2测试步骤15
3.9工作振动16
3.9.1试验参数16
3.9.2测试步骤16
3.10工作冲击17
3.10.1试验参数17
3.10.2测试步骤17
3.11裸机跌落17
3.11.1试验参数17
3.11.2测试步骤17
3.11.3裸机跌落注意事项17
4操作安全注意事项18
表目录
表1试验项目及试验参数（包装类）5
表2试验内容及合格判据（包装类）8
表3试验项目及合格判据（裸机类）8
表4试验条件11
表5正常静压试验参数列表11
表6包装件跌落试验参数12
表7跌落试验顺序表13
表8随机振动试验参数列表14
表9随机振动断点设置表14
表10包装件冲击试验参数15
表11包装件碰撞试验参数15
图目录
图1纸质包装件标识示意图9
图2单板纸质包装盒的标识10
图3木质包装件标识示意图10
图4正常静压试验示意图（左图为压力机试验，右图为实物堆码试验）12
图5包装件面、棱、角跌落示意图13
图6随机振动频谱图（PSDVSHz）14
图7裸机类工作振动曲线16
1概述
1.1标准大气条件
温度：
+15—+35℃
相对湿度：
25％RH—75％RH
标准大气压力：
86—106kPa
1.2测试仪器设备
序号
设备名称
设备型号
备注
1
高低温湿热箱
ESL-10
2
包装静压试验机
VAL-1
3
3.5T电动振动台
UD-SA160-H560B
4
1T电动振动台
DC-1000-13
5
冲击碰撞台
Y52100-1A/ZF
1.3试验项目及采用标准列表
表1试验项目及试验参数
序号
试验项目
采用标准
试验条件/参数
备注
1
环境预处理
恒定湿热存储
40℃，95％R.H.，24h
包装类
2
静压试验
TL=Wt×（S-1）×F×9.8（N）
保持2h
其中：
TL：
施加的压力值，单位是N（牛顿）；
Wt：
包装件本身重量，单位是kg
S：
允许堆码的层数，选择最大堆码层数
F：
安全系数，通常我们选择5。
——由于现在很多包装箱外部没有明确的最大堆码层数标识或者限制，堆码层数按照如下公式计算，计算结果采用进一法后取整数。
S＝3/h
h——包装件的高度，单位：
m
包装类
3
跌落
角、棱、面跌落：
重量範圍跌落高度
50－100kg，0.3m
40－50kg，0.4m
30－40kg，0.5m
20－30kg，0.6m
15－20kg，0.8m
≤15kg，1.0m
包装跌落要求测试4角3棱6面：
1＃角最薄弱的一个底角；不能确定的话，选择角2-3-5
2＃角与1＃角相邻，且为逆时针方向的一个底角（例：
1＃角为2-3-5时，选择角2-3-6）
3＃角与2＃角相邻的一个顶角（例：
2＃角为2-3-6时，选择角1-2-6）
4＃角与3＃角相邻，且为逆时针方向的一个顶角（例：
3＃角为1-2-6时，选择角1-4-6）
1＃棱构成最薄弱底角的三条棱之中最短的一条棱
2＃棱构成最薄弱底角的三条棱之中倒数第二短的一条棱
3＃棱构成最薄弱底角的三条棱之中最长的一条棱
1＃面包装件外表面中面积最小的一个
2＃面与1＃面正对的面
3＃面包装件外表面中面积中等的一个
4＃面与3＃面正对的面
5＃面包装件外表面中面积最大的一个
6＃面与5＃面正对的面
包装类
4
随机振动
频率范围加速度谱密度
5－20Hz：
1.0m2/s3；
20－200Hz：
-3dB；
总均方根加速度：
0.781Grms
试验轴向：
3轴向。
试验时间：
每个轴向30min。
包装类
5
冲击
冲击波形：
半正弦波；峰值加速：
300m/s2；脉冲宽度：
6ms；冲击轴向：
6个方向向；冲击次数：
每个方向3次
包装类
6
碰撞
碰撞波形：
半正弦波；峰值加速度：
180m/s2；脉冲宽度：
6ms；碰撞方向：
6方向；碰撞次数：
每个方向100次。
包装类
7
工作振动
正弦扫频：
三轴向测试
1频率范围：
10~30Hz，位移距离：
0.38m，测试时间：
3X5min（3次，每次5分钟）；2频率范围：
30~60Hz，位移距离：
0.19m，测试时间：
3X5min（3次，每次5分钟）；
裸机类
8
工作冲击
半正弦波，200m/s2，11ms。
6个方向，每方向3次，共18次。
裸机类
9
裸机跌落
重量跌落高度种类
＜5kg100mm±10mmMDU
＜5kg750mm±10mmONU
面：
S1；棱：
E1、E3；
角：
C1、C2各跌落1次。
裸机类
2实验产品配置
2.1包装件实验产品配置
包装件实验产品必须是按照正常的生产作业完成的合格产品，包装中需要包括正常出货时必须包含的产品、附件、电源、合格证等，实验样机要求3台。
2.2裸机件实验产品配置
裸机件实验产品必须是按照正常的生产作业完成的合格产品，可以是无包装的合格产品，要求上电业务完全正常，无任何外观及功能的不良，实验样机要求3台。
3试验内容及合格判据
3.1试验项目合格判据
PASS＝测试通过（试验测试结果全部符合要求）
FAIL＝测试未通过（试验结果不符合要求）
NT＝由于各种原因本次无法试验
斜线＝无需进行试验
表2试验内容及合格判据（包装类）
项目编号
测试项目
合格判据
测试现象
描述
测试
结论
备注
1
包装箱外观
包装箱外观无明显的变形和塌陷
2
缓冲材料
防振材料（泡沫）无损坏
3
设备外观机械性能
设备没有出现变形和破损
机柜无变形、损坏、滑伤
4
干燥剂
干燥剂无泄漏
5
包装袋
静电袋、防潮袋无破损、漏气。
对于VCI防潮袋，允许出现破损、漏气，但任何一处破损都需满足孔洞直径或缝最大长度不超过20cm。
防静电袋、PE袋允许多处出现破裂，但任何一处破损都需满足孔洞直径或缝最大长度不超过10cm。
屏蔽袋破损孔直径或缝的长度不大于5mm；若有连续破损，则在直径为25mm的区域内，破损孔洞总有效面积不大于20mm2。
6
组件级机械性能
螺钉连接件无松动（机壳、主板、转接板、电源、单板拉手条等）
插拔件无松动（单板、电源、风扇等）
芯片等其他元器件、零部件无松动
各种竖立元器件位置上无形变（散热片、电容、内存条等）
各种接口、接口板插拔正常（光接口、单板上扣板、光纤连接器等）
7
电性能
设备业务正常，不能出现中断
表3试验项目及合格判据（裸机类）
项目编号
试验项目
测试项目
合格判据
测试现象
描述
测试
结论
备注
1
工作振动
机械性能
不能产生物理损伤
电性能
振动过程中设备业务正常，不能出现中断
2
工作冲击
机械性能
不能产生物理损伤
电性能
振动过程中设备业务正常，不能出现中断
3
裸机跌落
机械性能
试验结束后，不能有任何影响装配和机械性能的损坏，机盒整体不可有外观明显的扭曲变形，轻微的损害，例如：
擦伤、响声、刻痕不必看作是不符合要求，对机盒挂耳的变形如果可手动修复则也可接受。
3.2运输包装件的标识
3.2.1纸质运输包装件的标识
1）首先确认外包装容器是否有生产加工接缝边。
2）如果有加工接缝，标记人员正对运输包装件含有接缝边侧面，并使接缝边在标记人员右侧。
按照如下原则对包装件进行标识：
3）面的标识方法：
顶面标识为面1，底面标识为面3，右侧面标识为面2，左侧面标识为面4，正对标识人员的端面标识为面5，面5的对面标识为面6。
4）棱的标识方法：
棱的标识方法采用构成该棱的两个面的标号进行标识，例如面1和面2相交构成的棱标识为棱1-2。
5）角的标识方法：
角的标识方法采用构成该角的三个面的标号进行标识，例如面2、面3和面5相交而成的角标识为角2-3-5。
6）如果没有加工接缝，将包装箱含有最短边的任意一个面正对标识人员按照上述方法进行标识。
图2纸质包装件标识示意图
对于单板纸质包装盒，纸盒从上部开启，纸盒初始开启的一面正对标识者，按照图1的标识方法进行标识。
图3单板纸质包装盒的标识
3.2.2木质包装箱的标识
1）对于木质包装件，标记人员正对运输包装件标识有“底面”或者“BOTTOM”字样的端面按照如下原则进行标识：
2）面的标识方法：
顶面标识为面1，底面（指底面托盘）标识为面3，右侧面标识为面2，左侧面标识为面4，正对标识人员的端面标识为面5，面5的对面标识为面6。
3）棱的标识方法：
棱的标识方法采用构成该棱的两个面的标号进行标识，例如面1和面2相交构成的棱标识为棱1-2。
底棱就是托盘所在的棱。
4）角的标识方法：
角的标识方法采用构成该角的三个面的标号进行标识，例如面2、面3和面5相交而成的角标识为角2-3-5。
底角就是托盘所在的角。
图4木质包装件标识示意图
端面：
通常为短边棱所在面。
3.3环境预处理
3.3.1试验参数
表1试验条件
试验顺序
环境预处理项目
环境预处理温度条件
环境预处理湿度条件
环境预处理时间
1
湿热存储
40℃
95％R.H.，
24h
3.3.2测试步骤
将包装件放入试验箱内。
按照表14规定的试验项目和参数进行试验。
1）低温存储试验。
按照1℃/min的降温速率将试验箱温度从室温降低到-40℃。
在-40℃下保持16h，然后再以1℃/min的升温速率将温度升高至25℃，保持1h。
升降温和保持时间不计算在16h之内。
2）高温存储试验。
按照1℃/min的升温速率将试验箱温度从室温升到70℃。
在70℃下保持16h，然后再以1℃/min的降温速率将温度降升高至25℃，保持1h。
升降温和保持时间不计算在16h之内。
3）恒定湿热试验。
按照1℃/min的降温速率将试验箱温度从室温升至40℃，同时设置试验箱使之在30min内试验箱内的相对湿度升为95％。
在40℃，95％RH.条件下保持24h，然后再以1℃/min的降温速率将温度降至25℃，试验箱的温度也降为50％RH.。
升降温时间不计算在24h之内。
4）将运输包装件从试验箱内部取出，在30min之内进行静压力试验。
3.4静压力试验
3.4.1试验参数
表2正常静压试验参数列表
试验对象
施加静压力值
计算方法
单位
保持时间
A类包装件
TL=
Wt×（S-1）×F×9.8
N
2h
其中
TL
施加压力值
N
Wt
包装件本身的重量
kg
S
允许的堆码层数（通常情况下外部装外部有标识）
层
F
安全系数，通常我们选择5
-
——由于现在很多包装箱外部没有明确的最大堆码层数标识或者限制，堆码层数按照如下公式计算，计算结果采用进一法后取整数。
S＝3/h
h——包装件的高度，单位：
m
注：
对于纸质包装件，在结束环境预处理30分钟内必须进行静压试验。
3.4.2测试步骤
对于压力机静压试验：
1）将包装件放置在压力机上，面3放置在压力机的底部面板上。
对于纸质包装件，必须在从试验箱内取出之后30min内进行静压试验。
2）根据表15的计算公式计算静压试验所需的压力值。
3）按照计算得到的压力值进行试验，施加压力的时间保持2h。
试验方法参照图5的左图所示。
4）
试验结束后撤消压力，并对运输包装件进行检查并记录检查结果。
图5正常静压试验示意图（左图为压力机试验，右图为实物堆码试验）
对于实物堆码压力试验：
1）被试验的运输包装件的面3应该放置在光滑平整的平面上。
2）按照表15的计算公式计算静压试验所需的压力值。
3）用相同的运输包装件施加在被压运输件的面1上，包装件面之间应正好对齐，不能产生错位。
压力值按照步骤2计算的压力值施加。
保持压力2h。
如果不是同样大小的包装件，则需要在被压包装件的面1上放置一个平板，尺寸大于等于面1的尺寸，然后在平板之上再放置其它实物载荷。
试验方法参照图5的右图所示。
4）试验结束后迅速撤消压力，并对运输包装件进行检查并记录检查结果。
3.5跌落试验
3.5.1试验参数
表1包装件跌落试验参数
试验对象
重量M（kg）
跌落高度（m）
试验次数
包装件
＜15
1.0
每个指定的面、角和棱各跌落1次
15≤M＜20
0.8
20≤M＜30
0.6
30≤M＜40
0.5
40≤M＜50
0.4
50≤M＜100
0.3
3.5.2测试步骤
初始检查，确保试验前包装件状态良好。
根据包装件的重量从表5中选取跌落高度值。
1）按照要求在已有的标识中对跌落对象进行确定标记。
2）按照表16选取跌落高度值。
3）按照表17规定的跌落顺序和跌落对象对包装件进行跌落试验。
表2跌落试验顺序表
试验对象
试验顺序
跌落对象
确定跌落对象方法
包装件
1
1#角
最薄弱的一个底角；不能确定的话，选择角2-3-5
2
2#角
与1＃角相邻，且为逆时针方向的一个底角（例：
1＃角为2-3-5时，选择角2-3-6）
3
3#角
与2＃角相邻的一个顶角（例：
2＃角为2-3-6时，选择角1-2-6）
4
4#角
与3＃角相邻，且为逆时针方向的一个顶角（例：
3＃角为1-2-6时，选择角1-4-6）
5
1＃棱
构成这个底角的三条棱之中最短的一条棱
6
2＃棱
构成这个底角的三条棱之中倒数第二短的一条棱
7
3＃棱
构成这个底角的三条棱之中最长的一条棱
8
1＃面
面积最小的面
9
2＃面
与1＃面正对的面
10
3＃面
面积中等的面
11
4＃面
与3＃面正对的面
12
5＃面
面积最大的面
13
6＃面
与5＃面正对的面
4）跌落试验后对包装件外观、设备结构和设备电性能进行检查并记录检查结果。
注意：
图7所示只是示意图，在面、角、棱的跌落试验时保证受试包装件的面、角、棱垂直落下
，被试的面、角、棱首先与跌落面接触即可。
图6包装件面、棱、角跌落示意图
3.6随机振动试验
3.6.1试验参数
表1随机振动试验参数列表
试验对象
试验顺序
试验轴向
试验参数
试验时间
包装件
1
Z轴向
随机振动：
5—20Hz，PSD：
1.0m2/s3；
20—200Hz，-3dB
30min
2
Y轴向
30min
3
X轴向
30min
表2随机振动断点设置表
频率（Hz）
PSD（功率谱密度）（m2/s3）
均方根加速度（Grms）
5
1.0
0.781
20
1.0
200
0.1
图7随机振动频谱图（PSDVSHz）
3.6.2测试步骤
1）初始检测。
对试验样品的包装材料、缓冲材料、防潮袋、外观、机械结构和电性能进行检测并记录，以便与中间检测和最终检测的结果相比较，确定振动对试验样品的影响。
2）安装。
将试验样品按规定的方向安装在振动台上并牢固固定，一般应进行三个互相垂直轴向上的振动试验，另外两个轴向的振动试验依次进行。
调整振动台，看其检测点、控制点上的数值能否达到试验所要求的严酷等级和容差要求。
3）对Z、Y、X轴向分别按照表18和表19中的参数施加振动。
振动完后恢复10分钟后检测试验样品的包装、机械性能和电性能，并记录检测数据。
注意：
在试验过程中，如果认为样品的自身重力对试验结果不会产生大的影响，可以通过倒换样品轴向而不改变振动方向的方式完成其它轴向的振动试验；否则必须用水平方向振动台完成其它轴向的振动试验。
3.7冲击试验
3.7.1试验参数
表1包装件冲击试验参数
试验对象
重量M（kg）
冲击波形
试验参数
试验次数
包装件
M＜100
半正弦波，6ms
300m/s2
6个方向，每个方向3次
3.7.2测试步骤
1）初始检测。
试验前对试验样品的包装、缓冲材料、外观、机械性能、电性能进行检测并记录数据。
2）将样品固定在冲击台上（有些随机振动台可做冲击试验），使样品与冲击台刚性牢固链接。
3）按照表20中的试验参数施加应力，对于X、Y、Z三个轴向分别冲击±3次冲击，共计18次。
4）试验结束后回恢复10分钟后进行最终检测。
注意：
在试验过程中，如果认为样品的自身重力对试验结果不会产生大的影响，可以通过倒换样品轴向而不改变振动方向的方式完成其它轴向的振动试验；否则必须用水平方向振动台完成其它轴向的振动试验。
3.8碰撞试验
3.8.1试验参数
表2包装件碰撞试验参数
试验对象
重量M（kg）
碰撞波形
试验参数
试验次数
包装件
M＜100
半正弦波，6ms
180m/s2
6个方向，每个方向100次
3.8.2测试步骤
1）初始检测。
试验前对试验样品的包装、缓冲材料、外观、机械性能、电性能进行检测并记录数据。
2）将试验样品放在碰撞台面上固定。
3）按照表21中的参数进行碰撞试验，分别对六个面（±X、±Y、±Z）进行碰撞试验。
4）试验结束后恢复10分钟进行最后检测，并记录检测数据。
注意：
在试验过程中，如果认为样品的自身重力对试验结果不会产生大的影响，可以通过倒换样品轴向而不改变振动方向的方式完成其它轴向的振动试验；否则必须用水平方向振动台完成其它轴向的振动试验。
3.9工作振动
3.9.1试验参数
正弦扫频：
三轴向测试
1频率范围：
10~30Hz，位移距离：
0.38m，测试时间：
3X5min（3次，每次5分钟）；
2频率范围：
30~60Hz，位移距离：
0.19m，测试时间：
3X5min（3次，每次5分钟）。
3.9.2测试步骤
1）初始检测
2）固定在振动台上，按照试验参数分别对设备的三个轴向进行试验。
3）试验过程中，进行机械性能和电性能检测，并记录测试数据，要求不能产生物理损伤，振动过程中设备业务正常，不能出现中断。
图8工作振动曲线
3.10工作冲击
3.10.1试验参数
半正弦波，峰值加速度：
200m/s2；脉冲持续时间：
11ms；6个方向，每个方向冲击3次。
3.10.2测试步骤
1）初始检测。
试验前对试验样品机械性能、电性能进行检测并记录数据。
2）将样品固定在冲击台上，使样品与冲击台刚性牢固链接。
3）按照试验参数施加应力，对于X、Y、Z三个轴向分别冲击±3次冲击，共计18次。
4）试验过程中检测电话是否断线。
3.11裸机跌落
3.11.1试验参数
重量跌落高度
＜10kg750mm±10mm
面：
S1；棱：
E1、E3；角：
C1、C2各跌落1次。
3.11.2测试步骤
1）设备重量小于10kg的机盒（自由跌落）
2）对非包装设备进行试验。
将设备从表1中说明的高度进行跌落。
试样应进行下面的自由跌落试验，每个位置跌落一次：
支撑表面S1
支撑面的角C1,C2
支撑面的边E1,E2
支撑表面、角、边的编号定义见下图：
3）本试验可以手持跌落，跌落高度以被试对象最低位置计算。
在应用升降设备的情况下，在释放过程中，它不应当转动或者对被试件构成侧面压迫。
4）对于角、边跌落，应对设备确定方向以便使跌落的路线穿过跌落角、边和设备的几何中心并与碰撞面基本上是垂直的。
3.11.3裸机跌落注意事项
裸机跌落按上述步骤进行面和棱的跌落，带天线的角不进行跌落，其他测试项目均按实验计划进行充分的测试
4操作安全注意事项
1）整个系统根据实际情况进行接地，否则不能模拟实际使用情况。
2）保持测试仪器的良好接地，以保证测试人员安全。
3）对于耐受性测试，试验工程师必须在试验现场看守，以防止试验故障导致的意外事故。
并且必须在试验区加危险警告标识。
4）试验箱处于工作期间勿打开试验箱门。
5）试验箱停止运行期间务必打开试验箱门。
6）试验箱的设置、故障处理由环境工程师、试验员进行处理。
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