TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7921-2-9:2015 (IEC 60721-2-9:2014) VỀ PHÂN LOẠI ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG – PHẦN 2-9: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN – DỮ LIỆU ĐO ĐƯỢC CỦA XÓC VÀ RUNG – BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7921-2-9:2015

IEC 60721-2-9:2014

PHÂN LOẠI ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG – PHẦN 2-9: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN – DỮ LIỆU ĐO ĐƯỢC CỦA XÓC VÀ RUNG – BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG

Classification of environmental conditions – Part 2-9: Environmental conditions appearing in nature – Measured shock and vibration data – Storage, transportation and in-use

Lời nói đầu

TCVN 7921-2-9:2015 hoàn toàn tương đương với IEC 60721-2-9:2014;

TCVN 7921-2-9:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN TCVN 7921 (IEC 60729), Phân loại điều kiện môi trường gồm các phần sau:

– TCVN 7921-1:2008 (IEC 60721-1:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 1: Tham số môi trường và Độ khắc nghiệt

– TCVN 7921-2-1:2008 (IEC 60721-2-1:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-1: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Nhiệt độ và Độ ẩm

– TCVN 7921-2-2: 2009 (IEC 60721-2-2:1988), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-2: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Giáng thủy và gió

– TCVN 7921-2-3: 2009 (IEC 60721-2-3:1987), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-3: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – áp suất không khí

– TCVN 7921-2-4: 2009 (IEC 60721-2-4:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-4: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Bức xạ mặt trời và nhiệt độ

– TCVN 7921-2-5: 2009 (IEC 60721-2-5:1991), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-5: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Bụi, cát, sương muối

– TCVN 7921-2-6:2014 (IEC 60721-2-6:1990), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Rung và xóc địa chấn

– TCVN 7921-2-8:2014 (IEC 60721-2-8:1994), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 2-8: Điều kiện môi trường xuất hiện trong tự nhiên – Tiếp xúc với lửa

– TCVN 7921-3-0 : 2008 (IEC 60721-3-0:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-0: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Giới thiệu

– TCVN 7921-3-1 : 2008 (IEC 60721-3-1:1997), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-1: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Bảo quản

– TCVN 7921-3-2 : 2008 (IEC 60721-3-2:1997), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-2: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – vận chuyển

– TCVN 7921-3-3:2014 (IEC 60721-3-3:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-3: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Sử dụng tĩnh tại ở vị trí được bảo vệ khỏi thời tiết

– TCVN 7921-3-4:2014 (IEC 60721-3-4:1995, WITH AMENDMENT 1:1996), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-4: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Sử dụng tĩnh tại ở vị trí không được bảo vệ khỏi thời tiết

– TCVN 7921-3-5:2014 (IEC 60721-3-5:1997), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-5: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Hệ thống lắp đặt trên phương tiện vận chuyển trên mặt đất

– TCVN 7921-3-6:2014 (IEC 60721-3-6:1987, WITH AMENDMENT 1:1991, AND AMENDMENT 2:1996), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-6: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Môi trường trên tàu thuyền

– TCVN 7921-3-7:2014 (IEC 60721-3-7:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-7: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Sử dụng di động và không tĩnh tại

– TCVN 7921-3-9:2014 (IEC 60721-3-9:1993), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3-9: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt – Vi khí hậu bên trong sản phẩm

– TCVN 7921-4-0:2013 (IEC/TR 60721-4-0:2002), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-0: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Giới thiệu

– TCVN 7921-4-1:2013 (IEC/TR 60721-4-1:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-1: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Bảo quản

– TCVN 7921-4-2:2013 (IEC/TR 60721-4-2:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-2: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Vận chuyển

– TCVN 7921-4-3:2013 (IEC/TR 60721-4-3:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-3: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Sử dụng cố định ở vị trí được bảo vệ chống thời tiết

– TCVN 7921-4-4:2013 (IEC/TR 60721-4-4:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-4: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Lắp đặt phương tiện mặt đất

– TCVN 7921-4-5:2013 (IEC/TR 60721-4-5:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-5: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Lắp đặt phương tiện mặt đất

– TCVN 7921-4-6:2013 (IEC/TR 60721-4-6:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-6: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Môi trường tàu thuyền

– TCVN 7921-4-7:2013 (IEC/TR 60721-4-7:2003), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 4-7: Hướng dẫn về tương quan và chuyển đổi các cấp điều kiện môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60721-3 sang thử nghiệm môi trường của bộ tiêu chuẩn IEC 60068 – Sử dụng di động và không tĩnh tại

PHÂN LOẠI ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG – PHẦN 2-9: ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG XUẤT HIỆN TRONG TỰ NHIÊN – DỮ LIỆU ĐO ĐƯỢC CỦA XÓC VÀ RUNG – BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG

Classification of environmental conditions – Part 2-9: Environmental conditions appearing in nature – Measured shock and vibration data – Storage, transportation and in-use

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này được sử dụng để xác định chiến lược để đi đến một mô tả môi trường từ các dữ liệu đo được liên quan đến vòng đời của sản phẩm.

Mục đích của tiêu chuẩn này là xác định các đặc tính cơ bản và các đại lượng đặc trưng hóa các dữ liệu xóc và rung trong bảo quản, vận chuyển và sử dụng làm tài liệu cơ sở về các điều kiện khắc nghiệt mà sản phẩm có thể phải chịu ở các giai đoạn đó trong vòng đời của chúng.

2. Tài liệu viện dẫn

Không có.

3. Tổng quan

3.1. Nhận xét mở đầu

Xóc và rung đo được khi bảo quản, trên các sàn vận chuyển và ở các vị trí sử dụng có thể thay đổi đáng kể, đặc tính cơ bản từ hình sin đến ngẫu nhiên hoàn toàn, mà bản thân ngẫu nhiên có thể có hoặc có thể không được phân bố chuẩn. Nếu là trường hợp thứ hai, có thể giả định một cách hợp lý rằng quá trình này là tổng của nhiều sóng ngẫu nhiên phân bố chuẩn có biên độ khác nhau được pha trộn một cách phức tạp.

Môi trường thực tế hiếm khi có thể được phân loại một cách thuần túy là rung hình sin và thường liên quan với một cơ chế kích thích rời rạc ví dụ như thiết bị quay, động cơ máy bay, cánh quạt và thường được trộn với một quá trình rung ngẫu nhiên kết hợp. Khi đó người viết qui định kỹ thuật cần quyết định chỉ thực hiện một thử nghiệm rung ngẫu nhiên hay thực hiện một trong số các thử nghiệm kiểu hỗn hợp.

Liên quan tới môi trường rung đối với mỗi giai đoạn của vòng đời có thể là một môi trường xóc có khả năng sản sinh ra các mức gia tốc cao hơn nhiều trong một số tình huống nhất định. Nói chung, thành phần tần số đối với các xóc này được bao hàm trong băng tần từ 0 Hz đến 200 Hz đối với ví dụ như vận chuyển, giả định rằng sản phẩm đã đóng gói được chằng buộc chắc chắn lên sàn vận chuyển và do đó sẽ không “nẩy lên xung quanh”. Tuy nhiên, các tần số cao hơn nhiều, có thể trong dải kHz, có thể xuất hiện trong giai đoạn sử dụng, ở đây cũng vậy, sẽ phụ thuộc vào thực tế.

Quy trình mô tả dưới đây cho môi trường rung ngẫu nhiên, vì đây có thể là dạng thử nghiệm phổ biến nhất được tiến hành. Do đó bất kì thông báo nào trước đây về quá trình ngẫu nhiên này nên được hiểu là áp dụng cho quá trình thay thế. Tuy nhiên, nó cũng có thể được áp dụng cho môi trường xóc bằng cách tính toán phổ đáp ứng xóc và vẫn thực hiện quá trình đó trên phổ này như đối với mật độ phổ gia tốc (ASD). Nó cũng có thể hoàn toàn áp dụng được cho dữ liệu hình sin ở dạng gia tốc theo tần số. Tuy nhiên, có thể cần phải đặc biệt chú ý đến dữ liệu này, tùy thuộc vào quá trình ban đầu liên quan, tức là gia tốc liên quan, giá trị hiệu dụng hoặc giá trị rời rạc ở tần số đang được nói tới.

Các yếu tố khác phải được xem xét trong quy trình này bao gồm:

a) tính đến các phổ ngẫu nhiên, các phổ này có thể phụ thuộc vào mục đích cuối cùng của chương trình thử nghiệm, ví dụ, độ bền, chất lượng, v.v.;

b) đặc tính thống kê của môi trường;

c) đặc tính thống kê của sản phẩm;

d) đường cong thời gian – vòng đời sản phẩm.

Điều khoản này xem xét một số đặc tính chung có thể được dự kiến trong bảo quản, vận chuyển và sử dụng một sản phẩm.

3.2. Bảo quản

Trong quá trình bảo quản, sản phẩm được đặt ở một vị trí nhất định trong những khoảng thời gian dài, nhưng không được dự kiến để sử dụng trong những khoảng thời gian này. Vị trí bảo quả có thể được bảo vệ khỏi thời tiết, hoàn toàn hoặc một phần, hoặc không được bảo vệ khỏi thời tiết. Trong mọi trường hợp, trong môi trường bảo quản, sản phẩm sẽ phải trải qua việc nâng chuyển, vì vậy có thể sẽ chịu các mức xóc và rung khắc nghiệt tùy thuộc vào kiểu thiết bị nâng chuyển và giá bảo quản. Hệ quả là, sản phẩm có thể phải chịu các mức xóc và rung từ vô hại, không đáng kể đến đáng kể, ví dụ như các sản phẩm được chuyển từ các máy hoặc phương tiện đi lại, thậm chí có thể các mức xóc và rung cao hơn, ví dụ như khi bảo quản gần các máy hạng nặng và băng tải.

3.3. Vận chuyển

3.3.1. Đường bộ

Vào bất cứ thời điểm nào khi được vận chuyển bằng đường bộ, sản phẩm đều phải trải nghiệm môi trường xóc và rung. Các yếu tố chính ảnh hưởng tới cường độ và tần số của một môi trường là:

– thiết kế của phương tiện vận chuyển,

– vận tốc của phương tiện vận chuyển,

– biên dạng của đường bộ,

– vị trí của sản phẩm trong phương tiện vận chuyển,

– trục tham chiếu đối với các phép đo rung trong mối tương quan với trục của phương tiện vận chuyển, thường trục thẳng đứng là tồi tệ nhất,

– bản thân sản phẩm có thể ảnh hưởng tới đáp ứng của phương tiện vận chuyển,

– tải trọng trên phương tiện vận chuyển.

Trước kia, môi trường vận chuyển đường bộ được mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng rung hình sin. Ngày nay, rung ngẫu nhiên được sử dụng phổ biến hơn và tình huống xác định trong tiêu chuẩn này áp dụng cho kỹ thuật đó. Thực hành thông thường cũng bao gồm xóc vận chuyển đường bộ cũng như xóc nâng chuyển trong một chế độ thử nghiệm trong khi thành phần có thể rất khác nhau. Qui định kỹ thuật liên quan sẽ phải qui định nếu đây là một yêu cầu.

3.3.2. Đường sắt

Môi trường đường sắt phụ thuộc vào thiết kế hệ thống giảm xóc, mà trong các tàu hỏa hiện đại, đó là hệ thống giảm xóc không khí. Tuy nhiên, không phải tất cả các tàu hỏa đều hiện đại, đặc biệt là đối với tàu hỏa vận chuyển hàng hóa, do đó có thể dự đoán được các môi trường dải tần số ở mức cao và rộng, mở rộng đến các giá trị cao. Hệ thống giảm xóc không khí cung cấp một môi trường tần số thấp, rất êm, tuy nhiên thường ở mức thấp. Các xóc chuyển hướng có thể gây ra những mức gia tốc cao hơn đáng kể, tùy theo thiết kế bộ đệm. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến biên độ và thành phần tần số của môi trường này là:

– loại hệ thống giảm xóc toa tàu,

– biên dạng của đường sắt,

– vị trí của sản phẩm trên toa tàu,

– loại bộ đệm và tốc độ va chạm trong khi chuyển hướng.

3.3.3. Đường không

3.3.3.1. Tổng quan

Vận chuyển đường không có thể ở dạng máy bay phản lực hoặc máy bay cánh quạt, bao gồm cả máy bay trực thăng. Sàn được lựa chọn có thể làm thay đổi đột ngột môi trường mà sản phẩm được vận chuyển phải trải nghiệm.

3.3.3.2. Phản lực

Đối với máy bay động cơ phản lực, môi trường về bản chất là ngẫu nhiên và biên độ cũng như thành phần tần số của xóc và rung sẽ biến đổi tùy thuộc vào vị trí bên trong khoang chở hàng, nhưng có thể lên tới 2 000 Hz.

3.3.3.3. Cánh quạt

Trong trường hợp máy bay cánh quạt, môi trường theo lí thuyết có thể chủ yếu là sóng hình sin và sóng hài ở các tần số của roto động cơ và cánh quạt cắt qua, bên trên một nền chung ngẫu nhiên. Các tần số này thay đổi tùy thuộc vào máy bay, nhưng thường chiếm ưu thế nhất trong dải tần tới 200 Hz. Trong trường hợp này, các mô phỏng hình sin-ngẫu nhiên có thể thích hợp. Nói chung, bản chất môi trường trở thành ít mang tính hình sin hơn khi mà khoảng cách từ nguồn kích thích quay tăng lên. Trong trường hợp này, mô phỏng ngẫu nhiên-ngẫu nhiên có thể thích hợp hơn, hoặc đơn giản hơn, một biến dạng ngẫu nhiên với các khoảng cách tần số rời rạc ở biên độ cao hơn để mô phỏng các mức tăng cao. Môi trường thẳng hàng với cánh quạt có thể trở nên khá lớn và là vị trí cần phải tránh nếu sản phẩm nhạy với những tần số này.

3.3.4. Đường biển

Vận tải đường biển có thể là một sự kết hợp của các thành phần hình sin như động cơ và cánh quạt, và các thành phần ngẫu nhiên, chẳng hạn trạng thái kích thích của biển, vị trí lắp đặt bên trong của khoang hàng trong con tàu và vị trí của hàng trong khoang hàng. Các yếu tố chính ảnh hưởng tới độ lớn và tần số của môi trường này là:

– kích thước tàu,

– vận tốc tàu,

– vị trí của hàng trong tàu,

– độ khắc nghiệt của việc nâng chuyển hàng tại cảng.

3.4. Trong sử dụng

Giai đoạn này trong vòng đời của sản phẩm có thể biến đổi đáng kể, ảnh hưởng bởi một số các yếu tố như cách bố trí và vị trí lắp đặt bên trong, ví dụ, tòa nhà, vị trí của tòa nhà đó và gần các nguồn gây ra xóc và rung. Trong sử dụng không chỉ giới hạn ở các sản phẩm có thể được lắp đặt trong nhà; nó cũng có thể bao hàm tất cả các tình huống mà sản phẩm được sử dụng trong phạm vi thiết kế và vận hành của nó. Rõ ràng điều này có thể dẫn tới một số lượng đáng kể các môi trường mà sản phẩm phải đáp ứng.

Sản phẩm có thể được hoặc không được bảo vệ khỏi thời tiết trong giai đoạn này của vòng đời sản phẩm, khiến nó phải chịu tác động của một tổ hợp khác của các môi trường. Có lẽ khác biệt chính trong giai đoạn này là sản phẩm thường phải thực sự hoạt động và vận hành trên một phổ các môi trường rộng hơn nhiều so với bất cứ giai đoạn nào khác.

Tương tự, các môi trường này có thể là môi trường ôn hòa nhất mà sản phẩm phải trải nghiệm trong vận chuyển dẫn đến các trường hợp gây hại hơn.

Để trình bày rõ ràng bất cứ loại mức thử nghiệm nào và để quyết định kiểu môi trường đòi hỏi phải hiểu rõ ràng và cụ thể sản phẩm sẽ được sử dụng ra sao và nhất thiết phải đảm bảo sản phẩm không được sử dụng ngoài khả năng đã được chứng minh của nó.

4. Dữ liệu xóc và rung

Dữ liệu thu thập được trong suốt quá trình thực hành đo thực địa thường có dạng dữ liệu gia tốc là hàm của thời gian, được đo bằng một gia tốc kế phù hợp và hệ thống thiết bị đo. Dữ liệu có thể được đo ở dạng analog cũng như dạng kỹ thuật số cho phép áp dụng một số quá trình phân tích dữ liệu.

Dữ liệu này thường được xử lý thành một trong các dạng dưới đây, tùy thuộc vào bản chất của nó:

– gia tốc đỉnh là hàm của tần số, đối với dữ liệu hình sin;

– phổ đáp ứng xóc, đối với dữ liệu xóc;

– mật độ phổ gia tốc (ASD) là hàm của tần số, đối với dữ liệu ngẫu nhiên.

Cơ chế thực hiện trong tiêu chuẩn này có thể được áp dụng tương tự đối với mỗi dạng dữ liệu.

5. Mô tả các phương pháp

5.1. Tổng quan

Để cho phép một mức độ linh hoạt nào đó đối với tình huống lựa chọn, hai phương pháp được đưa ra: phương pháp thứ nhất là một cách tiếp cận đơn giản và phương pháp thứ hai sử dụng cách tiếp cận thống kê. Có sẵn nhiều phương pháp khác trong phần thư mục tài liệu tham khảo. Phương pháp được lựa chọn cần được nêu rõ trong qui định kỹ thuật liên quan.

5.2. Phương pháp đường bao ASD

Cách thông dụng nhất để đạt tới giới hạn đường bao đối với các giá trị mật độ phổ gia tốc ở tất cả các điểm đo là xếp chồng các đường cong phổ, và sau đó chọn và vẽ giá trị phổ lớn nhất ở từng độ rộng băng tần phân giải. Việc này sẽ tạo ra một đường bao không trơn mà có thể được làm cho trơn bằng cách sử dụng một chuỗi các đoạn thẳng. Để tạo ra một độ nhất quán nào đó, các đoạn thẳng này thường có các độ dốc (0, ±3 hoặc ±6) dB/octave.

Ưu điểm cơ bản là cách tiếp cận này dễ áp dụng. Bất lợi kéo theo là quá trình nối đường thẳng trở nên chủ quan và một chuỗi các đường bao sẽ thu được bởi những người khác nhau.

Sau đây là một số các bất lợi khác:

a) các kết quả khác nhau có thể thu được tùy thuộc vào độ phân giải tần số của phổ được bao;

b) không thể đảm bảo rằng đường bao phổ tại một tần số đã cho sẽ bao hàm giá trị phổ của đáp ứng ở một vị trí khác trên bàn thử.

5.3. Phương pháp giới hạn dung sai chuẩn

Một cách dứt khoát hơn để đạt tới một giới hạn thận trọng đối với các giá trị phổ của các đáp ứng kết cấu trên một sàn vận chuyển là tính toán giới hạn dung sai chuẩn đối với phổ được dự đoán trong độ rộng băng tần phân giải.

Các giới hạn dung sai chuẩn chỉ áp dụng cho các biến ngẫu nhiên phân bố chuẩn. Sự biến đổi về các dữ liệu đáp ứng phổ của các bộ dữ liệu khác nhau trên một sàn vận chuyển liên quan đến các tải tĩnh, không tĩnh và tải trọng động thoảng qua nhìn chung không phải là phân bố chuẩn. Tuy nhiên, có bằng chứng đáng kể [3] là loga của các giá trị phổ có phân bố xấp xỉ chuẩn. Do đó, bằng cách thực hiện biến đổi sau:

y = log₁₀ x

một giới hạn dung sai chuẩn có thể dự đoán. Cụ thể, giới hạn dung sai chuẩn (NTL) đối với y được định nghĩa là giá trị y sẽ lớn hơn ít nhất một phần b (beta) của tất cả các giá trị có thể của y với độ tin cậy g (gamma), và được cho bằng công thức:

NTL_y = ỹ + CS_y

trong đó

ỹ là giá trị trung bình của mẫu;

S_y là độ lệch chuẩn của mẫu;

C là hằng số lấy từ Bảng 1.

Nó được gọi là hệ số dung sai chuẩn.

Giới hạn dung sai chuẩn tính bằng đơn vị kỹ thuật gốc của x có thể tính bằng công thức:

NTL_x = 10^NTLy

CHÚ THÍCH: Nếu dữ liệu phổ không được phân bố chuẩn theo loga, có những phương pháp thống kê khác để thiết lập các giới hạn dung sai đối với các phân bố khác, hoặc thậm chí không tham chiếu tới một phân bố cụ thể [3].

Phụ lục A nêu một ví dụ đã thực hiện theo cả hai phương pháp. Đối với phương pháp giới hạn dung sai chuẩn, khuyến cáo sử dụng giới hạn 95/50 (1,78 trong Bảng 1), tức là giới hạn sẽ lớn hơn các giá trị phổ đáp ứng ít nhất là 95 % tất cả các điểm trên sàn vận chuyển với độ tin cậy 50 %. Tuy nhiên, có thể tính toán các giới hạn dung sai khác nếu có lí do để sử dụng một giá trị thận trọng hơn. Nên chú ý rằng khi chuyển từ giới hạn 95/50 (1,78 trong Bảng 1) sang giới hạn 95/90 (3,4 trong Bảng 1) mức sẽ tăng lên khoảng 7,8 dB. Qui định kỹ thuật liên quan cần phải giải thích cho một sự tăng lên như vậy.

Bảng 1 – Hệ số dung sai chuẩn C

Như trong phương pháp trước đó, điều này sẽ tạo ra một đường bao không trơn có thể làm trơn bằng cách sử dụng một chuỗi các đoạn thẳng. Để tạo ra một sự nhất quán nào đó, các đường thẳng này thường có độ dốc (0, ±3 hoặc ±6) dB/octave.

Phương pháp giới hạn dung sai chuẩn có một số ưu điểm như:

a) là một phương pháp thống kê, nó cho ta một giới hạn mà sẽ vượt quá một phần xác định của phổ với một độ tin cậy xác định.

b) không nhạy với độ rộng băng tần phân giải như phương pháp đường bao ASD.

Nhược điểm tiềm ẩn là qui trình nhạy với giả định là tại tất cả các điểm đo, sự phân bố của các giá trị phổ đáp ứng mặt sàn là loga chuẩn.

Như trước đó, một nhược điểm nữa là quá trình làm trơn trở nên chủ quan và có thể sẽ tạo ra một chuỗi các đường bao khác nhau ở những người khác nhau.

5.4. Trục sản phẩm

5.4.1. Trục đã biết

Bất cứ phương pháp nào được chọn để xây dựng một định nghĩa về môi trường, và nếu biết rằng sản phẩm sẽ được bảo quản, vận chuyển hoặc sử dụng theo một phương hướng được xác định rõ, thì khi đó, quy trình phải được lặp lại đối với mỗi trục trực giao chính của sản phẩm hoặc của sản phẩm trong bao gói của nó.

5.4.2. Trục chưa biết

Tuy nhiên, nếu không biết trước phương hướng, thì khi đó định nghĩa về môi trường phải được xây dựng từ tất cả các dữ liệu hiện có và một qui định kỹ thuật duy nhất phải được sử dụng cho mỗi trục trực giao chính của sản phẩm.

5.5. Tính đến các biến và các giá trị chưa biết

Tính biến đổi về đáp ứng phổ của một vòng đời sản phẩm xác định phải được tính đến đối với mức môi trường cuối cùng. Các biến thiên này có thể là kết quả của các khác biệt giữa các sàn được giả định là đồng nhất, các biến thiên giữa các hành trình, sản phẩm được bảo quản ở đâu và như thế nào, và cuối cùng là được vận hành sử dụng ở đâu và như thế nào.

Trong khi các quy trình ở trên chủ yếu tính đến các biến thiên về đáp ứng biên độ rung, và ở mức độ nhỏ hơn, có tính đến các biến thiên về tần số, nhưng có thể cần phải tính đến sự khác biệt trong đáp ứng của bản thân sản phẩm, thường được gọi là biến thiên “giữa thiết bị này và thiết bị kia”. Khi thiếu sự hiểu biết chính xác về sự biến thiên của sản phẩm, khuyến cáo

– đối với các sản phẩm có mức dung sai nghiêm ngặt, áp dụng mức biến thiên tần số ±5 %.

– đối với các sản phẩm cho mức sai rộng lớn hơn, áp dụng mức biến thiên tần số ±10 %.

Hệ số này cần được áp dụng khi các đỉnh phổ rất hẹp, có nghĩa là có mặt độ phóng đại cao, để đảm bảo rằng sản phẩm phải chịu ứng suất tới giá trị tối đa. Ví dụ, xem Hình B.1, các đỉnh ở khoảng 300 Hz và 500 Hz. Ở đây giá trị ở đỉnh ASD cần được mở rộng như trên.

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

Ví dụ đã thực hiện

A.1. Đường bao

Bảng A.1 chứa các giá trị  / Hz (x) đối với năm đường giả thiết, đó là, các đường từ 1 đến 5, ở tám tần số giữa 10 Hz và 2 000 Hz. Các giá trị được in đậm biểu diễn giá trị lớn nhất từ năm đường tại mỗi tần số trong tám tần số và cho kết quả là đường cong bao theo 5.2. Đường này được vẽ trên Hình A.1 cùng với năm đường. Trong Bảng A.1, cột tiếp theo năm cột các đường cong chứa giá trị y = log₁₀ x.

CHÚ THÍCH: g_n là gia tốc tiêu chuẩn lực hấp dẫn trái đất (xem 3.12 của IEC 60068-2-6:2007) [4].

A.2. Tính toán đường NTL

Cột thứ nhất trong Bảng A.2 chứa giá trị trung bình của y ở mỗi tần số trong số tám tần số và cột tiếp theo chứa độ lệch chuẩn tương ứng. Sau đó, các giá trị độ lệch chuẩn trong cột được nhân với C = 1,78 là giá trị giới hạn 95/50 được chọn từ Bảng 1. Có thể chọn giá trị khác ở bước tính toán này, tùy thuộc vào mức độ tin cậy thống kê yêu cầu. Giá trị sai lệch chuẩn tăng cao này sau đó được cộng vào giá trị trung bình y và sau đó tính x = 10^y để cho các giá trị bao giới hạn dung sai chuẩn, đường cong 6, theo 5.3. Điều này được vẽ trên Hình A.1 và có thể thấy rằng cao hơn các đường cong từ 1 đến 5 và đường cong bao tiêu chuẩn, đường cong 7, của các đường cong từ 1 đến 5.

A.3. Xử lý đường bao và đường NTL

Cả hai đường bao và đường cong NTL yêu cầu một số xử lý thêm theo 5.3 để làm chúng phù hợp với việc sử dụng như một mức phổ môi trường. Nếu đường bao của bất cứ mô tả môi trường nào có nhiều đỉnh nhọn, thì khi đó sẽ khó hơn trong việc quyết định việc biểu diễn đường thẳng của đường này.

Mức khắc nghiệt này có thể vẫn yêu cầu việc lấy hệ số nào đó như mô tả trong 5.4.

Phụ lục B mô tả một quá trình có thể áp dụng để làm trơn tru và giảm số điểm gãy tần số để đạt được phổ ASD phù hợp sử dụng trong các hệ thống kiểm soát rung kỹ thuật số hiện đại ngày nay.

Bảng A.1 – Ví dụ về 5 đường giả định đối với rung ngẫu nhiên

Bảng A.2 – Tính toán đối với năm đường giả định

Ví dụ

Hình A.1 – So sánh các đường từ 1 đến 5, đường bao 7 và đường 6 95/50 NTL

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

Phương pháp làm trơn và bao phổ mô tả môi trường

B.1. Dữ liệu gốc

Hình B.1 thể hiện một đường bao 95/50 NTL được tính toán từ dữ liệu đáp ứng cấu trúc mô phỏng trong phòng thí nghiệm. Trong khi Phụ lục A trình diễn quá trình NTL với chỉ một vài đường cong ở một số ít điểm tần số, việc xem xét kỹ thuật sẽ thực hiện thế nào với dữ liệu thực được xem là cần thiết.

Hình B.1 – Đường bao dữ liệu 95/50 NTL

B.2. Lấy trung bình trong octave

Dữ liệu ở Điều B.1 có thể được lấy trung bình trong octave, bằng cách sử dụng 1, 1/3 và 1/6 hay 1/12 octave. Đối với dữ liệu đã nêu, lấy trung bình 1/3 octave cho một sự thỏa hiệp tốt nhất để duy trì hình dạng chung với một số lượng hợp lý các điểm gãy.

B.3. Phương pháp lấy trung bình

Đối với rung ngẫu nhiên việc lấy trung bình được thực hiện trên các giá trị  / Hz. Các điểm gãy là ở giá trị tần số trung tâm trong băng thông lấy trung bình 1/3 octave. Có một số cách để lấy trung bình dữ liệu  / Hz, hai cách được liệt kê dưới đây:

a) lấy giá trị lớn nhất trong phạm vi băng thông lấy trung bình;

b) lấy giá trị trung bình trong phạm vi băng thông lấy trung bình.

Sử dụng phương pháp b) giá trị gia tốc hiệu dụng của đường bao 1/3 octave rất gần với dữ liệu ban đầu, xem Hình B.2.

Hình B.2 – Đường bao 95/50 NTL của dữ liệu bao gồm dữ liệu được lấy trung bình 1/3 octave

B.4. Đường độ dốc tiêu chuẩn

Có thể có lợi hơn nữa khi xác định đường bao 1/3 octave với các đường có độ dốc tiêu chuẩn. Đồ thị dưới đây, Hình B.3, được tạo bởi các đường là bội số của 12 dB/octave, ví dụ (-24, -12, 0, 12, 24). Các đường với dải biến động nhỏ hơn giữa các đỉnh và các rãnh có thể dùng các bội số của (3 hoặc 6) dB/octave khi thích hợp. Các giá trị đã chọn cần được nêu rõ cùng với mô tả môi trường.

Hình B.3 – Lấy trung bình 1/3 octave với các độ dốc chuẩn

B.5. So sánh đường bao và các đường NTL

B.5.1. Hình B.4 thể hiện sự so sánh giữa đường cong bao theo 5.2 và các mức khác nhau của đường cong NTL theo 5.3. Có thể nhận xét rõ ràng rằng các mức năng lượng rung tổng thể được biểu diễn bằng gia tốc hiệu dụng tăng một cách đột ngột khi mà giá trị của hệ số tin cậy g (gamma) tăng lên.

B.5.2. Đây chắc chắn là dữ liệu ngoại lệ xét theo quan điểm mức và dải động học khi so sánh với dữ liệu vận chuyển dự kiến. Tuy nhiên, nó thể hiện rõ ràng quá trình làm việc như thế nào và các ảnh hưởng mà việc lựa chọn những tham số nhất định có thể gây ra trong quá trình.

B.5.3. Dưới đây là danh mục các tham số sử dụng để tạo ra các đường cong bên dưới và là các tham số tối thiểu cần được ghi lại trong quy định kỹ thuật liên quan:

a) đường bao hoặc đường cong NTL;

b) nếu là đường NTL, các mức b (beta) và g (gamma), ví dụ, 95/50;

c) lấy trung bình octave đường, khuyến cáo 1/3 octave;

d) phương pháp lấy trung bình, giá trị trung bình hoặc giá trị tối đa trong băng thông lấy trung bình;

e) các độ dốc chuẩn áp dụng, có hoặc không, nếu có, nêu rõ các giá trị được sử dụng.

Hình B.4 – So sánh các đường có các hệ số dung sai chuẩn C tăng lên

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] IEC 60068-2 (all parts), Environmental testing – Part 2: Tests (Thử nghiệm môi trường – Phần 2: Các thử nghiệm)

[2] IEC 60721-3, Classification of environmental conditions – Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severitives (Phân loại điều kiện môi trường – Phần 3: Phân loại theo nhóm các tham số môi trường và độ khắc nghiệt)

[3] Dynamic Environmental Criteria, NASA Technical Handbook NASA-HDBK-7005, 13 March 2001 (Tiêu chí môi trường động, Sổ tay kỹ thuật NASA NASA-HDBK-7005, 13 tháng 3 năm 2001)

[4] TCVN 7699-2-6: 2009 (IEC 60068-2-6:2007), Thử nghiệm môi trường – Phần 2-6: Các thử nghiệm – Thử nghiệm Fc: Rung (hình sin)

Tài liệu tham khảo bổ sung chưa được nêu tên

TCVN 7921-1 (IEC 60721-1), Phân loại điều kiện môi trường – Phần 1: Tham số môi trường và độ khắc nghiệt

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Tổng quan

4. Dữ liệu xóc và rung

5. Mô tả các phương pháp

Phụ lục A (tham khảo) – Ví dụ đã thực hiện

Phụ lục B (tham khảo) – Phương pháp làm trơn và bao phổ mô tả môi trường

Thư mục tài liệu tham khảo