ASTM D4728-2006譯件r

1、版權(quán)： ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania 19428 8, USA。 根據(jù)中國標準化研究院（CNIS）簽訂的AST授權(quán)協(xié)議發(fā)行。電話：86 10 58811350。由中國標準化研究院標準館根據(jù)ASTM授權(quán)協(xié)議進行銷售由福建省技術(shù)監(jiān)督情報研究所提供服務(wù)郵編:350013 電話地址:福州市六一北路15號 標號：D 4728 06 國際船運集裝箱隨機振動測試標準測試方法該測試方法受美國材料試驗協(xié)會關(guān)于包裝的D10委員會管轄，并且直接由有關(guān)物理測試方法的D

2、10.22小組委員會負責。現(xiàn)用版本2006年10月1日最終核準，并于2006年10月發(fā)布。原來的版本以D10 提案 P186出版。前一版于2001年核準為D 4728-01。版權(quán)所有 ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.本標準以固定標號D 4728發(fā)行，標號后緊跟的數(shù)字表示最初采用的年份或是（如有修訂）最新修訂的年份。括號中的數(shù)字表示最新重新批準的年份。上標e表示在最新修訂或重新批準后作了編輯性修改。1.范圍1.1 本測試方

3、法適用于備案裝運單元的隨機振動測試。這些測試可用于評估有內(nèi)包裝和密封措施的集裝箱的性能，以堅固性和集裝箱受到隨機振動輸入時為其所裝物提供的保護兩方面評估。1.2 本測試方法提供了在裝運集裝箱測試中取得并運用振動數(shù)據(jù)的方法。注1參考資料一節(jié)（）該括號中黑體數(shù)字請參閱本測試方法底下的參考名單。有列出補充資料的出處。1.3本標準無意討論與之應(yīng)用引起的所有的安全問題（如有）。設(shè)立相關(guān)安全及健康規(guī)程并在執(zhí)行標準前判定控制限制適用性是執(zhí)行標準者責任。第6節(jié)給出了具體的防范措施聲明。2.參考資料2.1 ASTM標準：查閱美國材料試驗協(xié)會標準請登陸ASTM網(wǎng)站 或通過電郵聯(lián)系客戶服務(wù)s

4、。欲獲取美國材料試驗協(xié)會標準信息年鑒，請參閱美國材料試驗協(xié)會網(wǎng)站的標準文件摘要網(wǎng)頁。D 996包裝和分配環(huán)境術(shù)語D 4169 運輸集裝箱和系統(tǒng)的性能試驗D 4332 試驗用調(diào)節(jié)容器、包裝件或包裝元件的實施規(guī)程2.2 ISO標準：ISO 13355 包裝完整滿裝運輸包裝件及單元貨物垂直隨機振動測試在國際標準化組織處可得，地址：1 Rue de Varembe, Case Postale 56, CH-1211, Geneva 20, Switzerland.3. 術(shù)語3.1定義：3.1定義 包裝和分配環(huán)境的一般定義見術(shù)語D 996 。3.2本標準具體術(shù)語定義：3.2.

5、1 帶寬是頻帶的上下限之區(qū)別，以Hz為單位。用本測試方法的目的，帶寬可認為是等同于頻譜分析的頻率分解。3.2.2 閉環(huán)一種控制條件，輸入隨時間變化而由于系統(tǒng)的輸出或響應(yīng)而被修改。3.2.3 分貝(dB)兩功率量（即PSD）之比的對數(shù)之10倍，以10為基數(shù)。比率為2.0的兩PSD級別相差3dB。比率為0.5的PSD級別相差為3dB。3.2.4 均衡化在要求的頻率范圍上對電子控制信號的幅度特性進行調(diào)整或糾正以維持要求的振動輸出頻譜或級別。3.2.5 均衡器用于進行均衡化的儀表。3.2.6 方均應(yīng)變量平方的時間平均。3.2.7 天環(huán)一種控制條件，系統(tǒng)的輸入預(yù)先設(shè)定，不受系統(tǒng)的輸出或響應(yīng)而影響。3.2

6、.8 整體均方根加速度在整個頻率范圍上，功率譜密度的積分之方根。3.2.9 周期性振動隨時間等量增長而重復(fù)方波的一種擺動。3.2.10 功率譜密度（PSD）用每單位頻率的方均加速度表達隨機振動方式。單位為g2/Hz (m/s2)2/Hz)。功率譜密度是被帶寬除的給定矩形帶寬中的方均限值，帶寬接近0。3.2.11 隨機振幅在任何瞬間時刻的瞬間振幅不受規(guī)定的擺動。隨機振動的瞬時幅度可以用概率分布應(yīng)變量表示，此應(yīng)變量在給定幅度范圍上的積分可得出幅度處于此范圍上的時間的概率百分比。隨機振動不含有周期性或非周期性成分。如果隨機振動的瞬間量符合高斯分布，則稱為高斯隨機分布。高斯隨機振動屬性是rms級別等于

7、標準偏差，或1 sigma，而幅度會在99.7的時間內(nèi)是在3sigma以內(nèi)，或是rms級別的3倍。3.2.12 均方根 (rms)方均值的平方根。有一個例外的情況便是，正弦波的均方根是峰值的0.707倍。3.2.13 Sigma驅(qū)動信號削波振動系統(tǒng)的驅(qū)動的或輸出信號最大幅度限于一個sigma值或是rms值的倍數(shù)。對于3 sigma級別的驅(qū)動削波，最大幅度不會超過rms值的3倍。3.2.14 正弦振動一種周期擺動，只有一種頻率的正弦波形。3.2.15 頻譜在規(guī)定頻率范圍內(nèi)頻率分量的定義。3.2.16 自由統(tǒng)計度(DOF)與PSD的計算有關(guān)，自由度是PSD估算的統(tǒng)計準確度。DOF的數(shù)值由分析帶寬（

8、頻率分解率）而定以及樣本的總時長（由頻率分解率及平均數(shù)而定）。公式是DOF = 2BT， B是分析帶寬，用Hz表示，T是總記錄時長，用秒表示。3.2.17 傳遞函數(shù)輸出和輸入間的動態(tài)關(guān)系。就振動系統(tǒng)而言，指在規(guī)定頻率范圍上輸出響應(yīng)與恒定輸出比。4. 意義及使用4.1 船運集裝箱受處于派發(fā)環(huán)境中的復(fù)雜的動態(tài)應(yīng)力之下。若要接近實際損毀、避免損毀、或是掌握船運經(jīng)驗，需要對集裝箱和所裝物進行振動試驗。這樣，會同時激起許多產(chǎn)品及集裝箱共振。4.2 在隨機振動測試中的共振增大不如在正弦共振暫?；驋呙铚y試中強烈。因此，將共振增大引起的不合現(xiàn)實的疲勞損毀最小化了。4.3 隨機振動測試應(yīng)基于有代表性的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

9、如果可能，比較實驗室測試結(jié)果與真實的現(xiàn)場船運效果，可以增加信心。見規(guī)程D 4169了解推薦的隨機振動測試（見附件X1和附件A2了解相關(guān)信息。） 4.4 隨機振動測試與正弦振動測試之間無直接對等關(guān)系。一般而言，難以在正弦和隨機間的建立對等測試，因為存在非線性、阻尼及產(chǎn)品響應(yīng)特性等。4.5 受到振動會影響船運集裝箱、其內(nèi)包裝、密封措施及所裝物。經(jīng)過這一測試，可分析這些組件間的相互影響關(guān)系。可對一個或多個組件進行設(shè)計修改以實現(xiàn)在船運環(huán)境中表現(xiàn)出最佳性能。4.6 可用臨時或周期數(shù)據(jù)同時進行多個隨機振動測試以模擬這類的已知應(yīng)力，即，鋼軌接頭、坑洞等。4.7 隨機振動可以沿任意軸向進行（如垂直或水平）也可

10、以是按任何包裝方位。對于每一種軸向，應(yīng)嘗試不同的測試級別，具體取決于要模擬的現(xiàn)場環(huán)境。5.儀器5.1 振動測試系統(tǒng)振動測試系統(tǒng)（振動機）應(yīng)有一振動平臺，具足夠的強度和硬度，使得平臺承受測試樣本時，施加的振動均勻的分布在整個測試平臺上。振動平臺應(yīng)由一機械裝置支持，該機械裝置要能在要求的頻率范圍內(nèi)按連續(xù)可變的幅度受控級別產(chǎn)生單一軸向振動輸入。應(yīng)提供合適的夾具和及導(dǎo)向裝置限制測試樣本不合要求的運動。5.2 電子控制電子控制應(yīng)能生成在平臺表面測試樣本附近產(chǎn)生要求的功率譜密度的振動系統(tǒng)驅(qū)動輸入。5.2.1閉環(huán)-自動均衡要求使用閉環(huán)控制器，讓操作人員能輸入要求的PSD數(shù)據(jù)?？刂破髯詣由山?jīng)過均衡后的振動測

11、試系統(tǒng)驅(qū)動信號以達到要求的PSD，進而維持閉環(huán)控制。均衡的驅(qū)動信號會自動對樣本和振動測試系統(tǒng)特性進行補償。典型的系統(tǒng)包括有一用于處理反饋信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一臺生產(chǎn)驅(qū)動信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，一臺具有實時分析性能的數(shù)字處理器，隨機振動控制軟件程序，圖形顯示終端，打印機以及數(shù)據(jù)存儲裝置。注2隨機振動系統(tǒng)通常會生成遵照高斯分布的驅(qū)動信號。許多系統(tǒng)都有驅(qū)動削波的性能，有時會用這一性能保護振動系統(tǒng)或是測試樣本，使其免于可能造成損毀的瞬間大振幅。5.2.2數(shù)據(jù)實時分析應(yīng)到少具有60自由統(tǒng)計度，最大分析帶寬為2Hz。5.3儀表要求使用5.2中描述的加速計、信號處理器、分析儀、數(shù)據(jù)顯示存儲儀、控制方法在臺布上測量并

12、控制PSD級別。還可能需要儀表監(jiān)測測試樣本的響應(yīng)。儀表系統(tǒng)的準確度應(yīng)在為測試規(guī)定的頻率范圍之5 %以內(nèi)。6.安全防范6.1這些測試方法可能會在受測樣本上產(chǎn)生劇烈的機械響應(yīng)。因此，圍欄、隔板及其它約束措施應(yīng)具有足夠的強度并牢牢固定。操作人員應(yīng)對潛在危險保持謹慎，并為其安全采取必要防范措施。如果出現(xiàn)危險情況，立即停止測試。7.測試樣本7.1 測試樣本應(yīng)由用于船運的集裝箱構(gòu)成，載有內(nèi)部包裝及適用設(shè)計用途的真實貨物?？梢圆捎糜腥毕莼虼纹?，只是要不影響測試結(jié)果并在測試前記錄下產(chǎn)品缺陷。如果真實科頭跣足有危險或太昂貴，可用模擬測試貨物進行測試，如使用了模擬貨載，在完成測試后，應(yīng)評估真實測試物件是能否通過測

13、試?？稍诒M量減小對測試樣本造成的改變的情況下使用傳感器取得關(guān)于集裝箱或經(jīng)過包裝后物件的數(shù)據(jù)。如有必要在測試過程中觀察所裝物，可以在集裝箱非關(guān)鍵區(qū)域切出小孔。7.2 如果集裝箱和所裝物數(shù)量足夠，強烈希望進行復(fù)制測試以提高所得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果的可靠性。8.校正及標準化8.1 用于監(jiān)測測試參數(shù)的儀表及測試設(shè)備之準度在進行各個測試前進行驗證以確保能維持要求的測試級別及公差。8.2 規(guī)定的PSD數(shù)據(jù)及由此得到的RMS加速級別應(yīng)基于其它測試標準、附件X1或是在代表性的速度、貨載、地形、路面等條件上從典型運輸工具上得到現(xiàn)場實測值或是公布的PSD數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場實測值應(yīng)用具足夠頻率響應(yīng)及動態(tài)范圍進行準確地記錄以免對

14、加速能量級別造成削弱或干擾。抽取多個獨立現(xiàn)場實測值以確保測試級別具有代表性。這一數(shù)據(jù)應(yīng)簡化成PSD格式并進行均衡化以便能妥當?shù)乜刂普駝酉到y(tǒng)。如無規(guī)定的PSD數(shù)據(jù)，建議運用圖X1.1中的相關(guān)概圖。8.3 測試樣本的振動機臺輸入級別應(yīng)作為各測試系統(tǒng)可重復(fù)性的唯一共同基準。因此，建議對基于監(jiān)測臺運動而非實際包裝響應(yīng)進行分析。這一臺面反饋信號由直接安裝在臺面的加速計生成。加速計的安裝位置應(yīng)靠近測試樣本或是于臺底位樣本正下方。8.4 振動機的驅(qū)動信號應(yīng)按5.2所述進行均衡化以對測試樣本動力、測試系統(tǒng)的傳遞應(yīng)變量、及控制系統(tǒng)的傳遞應(yīng)變量補整。8.4.1在整個測試頻率范圍上任何頻率分析帶上，隨機振動測試結(jié)果

15、曲線示意圖中的功率譜密度與規(guī)定的要求之間的偏差不得超過 3 d，但，在10Hz的累積帶寬上大至6 dB的偏差是允許的。此外，整體g rms級別與規(guī)定級別之間的偏差在測試過程中不得超過15 %。8.4.2 可允許的最大均衡器分析帶寬為2Hz，允許的最小DOF為60。8.4.3 均衡器分析帶寬可能須小于2Hz，具體取決于PSD在相鄰2斷裂點間的斜率。如果斜率非常陡，應(yīng)采用較小的帶寬以便將控制維持在3 dB。8.4.4 如果運用了sigma驅(qū)動信號削波，削波級別不得小于3.0 sigma。9.調(diào)節(jié)9.1 在測試前或測試中，或既在測試前也在測試中按適用的說明書要求對樣本進行調(diào)節(jié)。如果無調(diào)節(jié)要求，而集裝

16、箱材料對天氣情況敏感，而建議營造調(diào)節(jié)環(huán)境（見規(guī)程D4332了解標準調(diào)節(jié)及特殊調(diào)節(jié)）。10.程序10.1 將測試樣本安裝在振動將欲受測裝置按其正常船運方位放置，以便讓要求的振動條件（垂直或水平）傳輸至外部集裝箱。樣本重心應(yīng)盡可能靠近桌面的中心。除非單元貨載、堆疊柱、或是單個裝置在裝運過程中會牢固的固定，否則它們應(yīng)允許自由振動，拖車中平整車板上的板條箱便是一例。如果樣本沒有固定至桌面，約束裝置應(yīng)連接至振動臺以防止樣本可能從振動臺掉下。調(diào)整約束裝置，讓樣本能進行在任何水平方向上能離開其中心位置作約10 mm(0.4 in)的自由移動。10.2 開機啟動應(yīng)采取措施振動，使得在啟動時，振動級別不超過PS

17、D的數(shù)值。這一條很重要，因為隨機振動會產(chǎn)生相對較大的低頻位移，且次序雜亂。10.2.1建議啟動測試時，從低于最大級別的6dB開始，一步或多步漸增。這使得閉環(huán)控制系統(tǒng)能在低測試級別完成均衡化并為操作人員提供充足的機會在進行最大測試級別測試前直觀地驗證測試樣本及夾具接受的測試是否符合實際。10.3 對隨機振動測試維持適用說明書規(guī)定的時長（若有）或是預(yù)先設(shè)定的時長，或是某一時長直到可以檢測到預(yù)先設(shè)定的量。測試時長為最大測試級別的時間，開機時間不包括在內(nèi)。10.4 常常針對實際現(xiàn)場數(shù)據(jù)提高測試級別以縮短測試時長。若如此嘗試，應(yīng)多加注意。運用這一種“等值”可呈現(xiàn)出樣本對測試輸入做出之響應(yīng)的線性本質(zhì)，但事

18、實卻并非線性。10.5 如果能得到測試物件的船運資料，測試時長或PSD數(shù)值應(yīng)基于觀察到的損毀程度該進行修改。例如，如果實驗室測試沒有達到實際的損毀程度，則應(yīng)進行調(diào)整。11. 報告11.1 報告應(yīng)包括以下信息：11.1.1 說明使用的是本方法。11.1.2 對測試樣本進行識別和描述，包括集裝箱、內(nèi)包裝、產(chǎn)品（說明規(guī)格、重量、以及其它相關(guān)細節(jié)）、及測試物件圖片（測試前后）（如果可能）。11.1.3 如果測試了單元化貨物，對單元化貨物、堆疊高度、運用的單元化方法、以及測試物件的照片（測試前后）（如果可能）進行說明。11.1.4 測試目的及適用的說明書（如果有）。11.1.5 隨機振動PSD級別針對性

19、的原理，包括對使用的測量和分析方法進行詳細說明。11.1.6 詳細說明測試方法、測試級別分析帶寬、DOF、驅(qū)動削波、及采用的時長。11.1.7 驗證是否遵照了測試方法，包括實際振動臺輸入PSD圖，或是對出現(xiàn)的任何偏差進行說明。11.1.8 各測試的重復(fù)次數(shù)。11.1.9 在測試前以及測試過程中測試樣本所處的大氣條件。11.1.10 在本測試前，樣本進行的任何其它測試。11.1.11 所使用的儀器和儀表的描述。11.1.12 測試結(jié)果、觀察到的測試造成的損毀程度與在船運過程中觀察到的真實損毀程度之比較（如果有歷史數(shù)據(jù)）11.1.13 對測試造成集裝箱或所裝物損壞或變質(zhì)進行描述并附圖。11.1.1

20、4 有助于正確的解釋結(jié)果或是改進集裝箱、內(nèi)包裝或產(chǎn)品設(shè)計的所有明顯共振響應(yīng)及任何觀察到的情況，以及11.1.15 說明測試樣本是否遵循了適用的說明書。12.精確度和偏差12.1 由于測試結(jié)果是非量化的，所以未就本測試方法的產(chǎn)生隨機振動造成的損毀之精度及偏差給出資料。13.關(guān)鍵詞13.1 派發(fā)環(huán)境；隨機振動；船運集裝箱；振動；振動控制附件（非強制信息）XI. 樣本PSD測試結(jié)果曲線圖XI.1 圖X1.1、圖X1.2及圖X1.3的樣本PSD測試結(jié)果曲線示意圖僅作參考，而無意于準確的描繪一個具體的運輸模式或派發(fā)環(huán)境。采用隨機振動的人員在使用這類資料前應(yīng)驗證準確度和適用性。G2/HzA片簧 20，00

21、0 lbB片簧 40，000 lbC氣墊 5，000 lbD氣墊 18，000 lbG2/Hz貨車鐵軌空運 頻率Hz 頻率Hz圖 X1.1 樣本商運振動測試結(jié)果曲線示意圖 圖X1.2 樣本貨車振動測試結(jié)果曲線示意圖圖X1.3 ISO13355振動測試結(jié)果曲線示意圖G2/Hz頻率Hz XI.2 圖Xl.l顯示了各類商運的振動強度與頻率含量的相對差。XI.2.1 圖Xl.l由多家組織經(jīng)過長期測試得到的現(xiàn)場實測值而制成。XI.2.2 圖Xl.l中的數(shù)據(jù)對在各種貨載條件、懸掛類型、路面狀況、行駛速度等情況下實測的振動強度取平均，但不能反映在任何具體運輸環(huán)境存在的環(huán)境。確切的環(huán)境應(yīng)由使用本方法的人員進行

22、驗證。Xl.2.3 由坑洞、鋼軌接頭、起飛/著陸著引的瞬變現(xiàn)象未反映于圖Xl.l中。 XI.2.4 規(guī)程D4169中運用了圖XI.1中的結(jié)果曲線作為確保級別II測試定義。XI.2.5 圖XI. 1的結(jié)果曲線見表Xl.l。表X1.1 圖X1.1 結(jié)果曲線 （規(guī)程D 4169 確保級別II）貨車鐵軌空運頻率級別頻率級別頻率級別HzG2/HzHzG2/HzHzG2/Hz10.0000510.0000120.000240.0120.001120.01160.01500.0011000.01400.001900.00043000.00001800.0012000.000012000.00001整體級別,

23、0.520.291.05grmsX1.3 圖X1.2顯示由于貨車拖車懸吊系統(tǒng)及拖車裝載時存在的差別。這些樣本測試結(jié)果曲線由參考資料(8)而來，為州際公路上貨車以55mph速度行駛得到的合成曲線。.Xl.3.1 曲線A為載重為20 000 lb （9 072 kg）的片簧拖車。Xl.3.2 曲線B為載重為40 000 lb（18,144 kg）的片簧拖車。Xl.3.3 曲線C為載重為5，000 lb（2,268 kg）的氣墊拖車。Xl.3.1 曲線D為載重為18，000 lb（8,165 kg）的氣墊拖車。XI.3.5 圖XI. 2的結(jié)果曲線見表Xl.2。X1.4 圖X1.3提供了ISO 133

24、55的測試結(jié)果曲線作參考，作為可用于模擬一般運輸（主要指公路）的指示性的功率譜密度。XI.4.1 圖XI. 3的結(jié)果曲線見表Xl.3。表X1.2圖X1.2結(jié)果曲線曲線 A曲線B曲線C曲線D頻率Hz級別g2/Hz頻率Hz 級別g2/Hz頻率Hz級別g級別g2/Hz 頻率Hz 級別g2/Hz10.00110.000110.000710.001530.0120.000220.001520.00640.0130.00230.00130.00480.000140.00250.0000550.00008140.00260.0000570.0000860.00008200.002200.000690.000

25、0570.00015320.0001280.0006200.00005100.00009400.0008500.00008300.0002200.00015550.0008600.00008400.00005300.0004600.00011000.000005500.0006400.00021000.00006600.00021000.00021000.0002Overall Level, g rms0.27表X1.3 圖X1.3 結(jié)果曲線 （源自ISO 13355）頻率Hz級別g2/Hz30.000560.012180.012400.0012000.0005整體級別

26、 g rms0.59X2. 樣本PSD振動數(shù)據(jù)X2.1 圖X2.1、圖X2.2及圖X2.3的樣本PSD測試結(jié)果曲線示意圖僅作參考，而無意于準確的描繪一個具體的運輸模式或派發(fā)環(huán)境。采用隨機振動的人員在使用這類資料前應(yīng)驗證準確度和適用性。X2.2 圖X2.1顯示了貨車拖車垂直、橫向及縱向方向間存在的差別。這一來自參考資料 （7）的數(shù)據(jù)反映的是載重為40 0001b (18 144 kg) 的片簧拖車以州際水泥公路上以55 mph速度行駛。功率密度垂直橫向縱向X2.3 圖X2.2顯示了不同類型鐵軌運輸間的差別。這些樣本源自參數(shù)資料（9）和（10），反映的是多個不同長度和速度的運載段上取的平均數(shù)據(jù)。功

27、率 (赫茲) 圖X2.1 樣本貨車振動數(shù)據(jù)CTOFC機車D89英尺TOFC機車BCOFC機車A標準牽引裝置有蓋貨車g2/Hz 頻率 Hz 圖. X2.2 樣本鐵軌振動數(shù)據(jù)X2.3.1 曲線A指標準牽引裝置有蓋貨車，自車的中部測取的數(shù)據(jù)。X2.3.2 曲線B指樞接的“鐵路運集裝箱”（COFC）機車，運載五個單元的單垛貨物。X2.3.3 曲線C指樞接的“集裝箱車架輸送”（TOFC）機車，運載五個單元的貨物。X2.3.4 曲線D指一臺89英尺長的TOFC車。參考書目(1) Harris及Crede.，沖擊及振動手冊,McGraw-Hill，New York，NY，1976。(2) “方法514.3 振動”， 環(huán)境試驗方法與工程指引，MIL-STD-8J0D，國防部，1983年7月。.(3) “制造并運用隨機振動的程序（使用盒式磁帶卡座）”，海軍制造篩選方案，NAVMAT P-9492，海軍部， 1979年5月。(4) Ostrem，F(xiàn).E.及Godshall，W.D.，“常見船運環(huán)境評估”，通過技術(shù)報告FPL 22，美國林產(chǎn)