GB/T 4857.23-2003 包装 运输包装件 随机振动试验方法

ICS55.020

A80召昌

中华人民共和国国家标准

GB/T4857.23-2003

包装运输包装件随机振动试验方法

Packaging-Transportpackages-Randomvibrationtestmethod

2003-07-14发布2003-12-01实施

中华人民共和国发布

国家质量监督检验检疫总局

GB/T4857.23-2003

前言

美国材料与试验协会标准ASTM4728-1995《运输包装件随机振动试验方法》、国际标准

ISO13355-2001包《装运输包装件随机振动试验》在内容上基本相同，但考虑到ASTM4728-

1995比ISO13355-2001内容较为详细，操作性较强，本标准修改采用ASTM4827-1995>

本标准与ASTM4728-1995的主要差异:

1.取消了4“用途和意义”因为这一部分属于对随机振动试验的原理性解释，本标准不作说明

2.保留了原标准两个推荐性附录的内容，作为本标准的资料性附录。其中原ASTM标准附录X1

作为本标准的资料性附录A，原ASTM标准附录X2作为本标准的资料性附录B，同时在附录B中补充

了少量我国随机振动功率谱密度试验数据实例。

本标准的附录A,附录B为资料性附录。

本标准由中国包装总公司提出

本标准由全国包装标准化技术委员会归口。

本标准主要起草单位:中国包装科研测试中心、华为技术有限公司。

本标准主要起草人;李华、邵忱、徐炜峰、韩雪山、戴震兴、韩冬、苏远。

GB/T4857.23-2003

包装运输包装件随机振动试验方法

范围

本标准规定了运输包装件、集装单元进行随机振动试验时所用试验设备的主要性能要求，试验程序

及试验报告的内容。

本标准适用于评定运输包装件、集装单元经受随机振动时，内外包装的强度、包装箱的封合强度和

包装对内装物的保护能力。它既可以作为单项试验，也可以作为一系列试验的组成部分。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T4122.1包装术语基础

GB/T4122.3包装术语防护

GB/T4857.1包装运输包装件试验时各部位的标示方法

GB/T4857.2包装运输包装件温湿度调节处理

GB/T4857.17包装运输包装件编制性能试验大纲的一般原理

3术语和定义

GB/T4122.1和GB/T4122.3确立的术语以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

均衡equalization

在整个预定频率范围内的每一个特定频率段上，对随机振动输人信号进行不同程度的放大和衰减，

从而使振动台面或试验样品上的某一点达到预定的振动要求

3.2

功率谱密度(PSD)powerspectraldensity(PSD)

用于量化随机振动强度的术语，表示为单位频率的加速度均方值，单位g2/Hzo

3.3

随机振动randomvibration

在振动过程中，质点运动周期没有规律，并且过程永不精确重复，只能用统计方法来研究的非周期

性振动

3.4

a驱动信号处理sigmadrivesignalclipping

振动系统的振动或输出信号的最大振幅被限制为一个。值或一个均方根(rms)的倍数值的情况。

3.5

统计自由度(DOF)statisticaldegreesoffreedom(DOF)

统计自由度反应的是对PSD统计的准确性。其计算见式()1

D〕F!2XBT··················，·················……(1)

式中:

B—频谱分析中的频率分辨率，单位为赫兹(Hz);

1

GB/T4857.23-2003

了一记录时间，单位为秒(s).

试验设备

4.1振动试验机

振动试验机应有一个具有足够的强度、刚度和承载能力的尺寸适宜的振动台，能产生单轴向的振

动，并能在预定频率范围内产生连续变化的振幅，具有防止其他轴向振动的功能。

4.2控制系统

控制系统应能有效地控制振动台，使试验样品附近产生预定的PSD。闭环控制和开环控制系统的

实时数字分析都要使用至少60DOF自由度和最大2Hz的频谱分析带宽。

4.2.1闭环控制系统

闭环控制是一个自动均衡系统，操作者可以输入预定的PSD数值。控制系统能使振动台面上试验

样品附近自动产生预定PSD的随机振动信号。典型的系统应包括读取反馈信号的模数转换器、产生驱

动信号的数模转换器、实时数字分析处理器、随机振动控制软件、曲线显示终端、打印机、硬/软磁盘存贮

器和磁盘驱动器。

注:典型的随机振动系统产生一个呈正态分布的驱动信号.为了避免试验样品遭受瞬时高幅振动，系统可以增加0

驱动信号处理功能。

4.2.2开环控制系统

根据试验负载，使用专用的记录仪器调节振动驱动系统，使振动台面上试验样品附近产生预定的

PSD随机振动。典型的系统包括记录/播放或播放设备，记录数据的贮存媒体，控制整体振动系统递

增驱动信号的设备，一个监控整个水平的瞬时加速度显示器。为再现试验振动频谱，播放设备要有足够

大的频率范围和动态响应范围。条件许可的情况下，开环控制系统应使用闭环控制方法来分别对每个

试验样品进行均衡，以保证真实的PSD、样品动态响应和预期的试验强度不产生重大偏差在不能对

每个试验样品分别进行均衡的情况下，允许使用与试验样品相同质量的模拟物来进行均衡。

注:由于开环控制系统不能补偿试验样品的真实响应，所以操作时应非常小心，并需要反复修正。

4.3流通环境频谱记录设备

为了保证记录的准确，记录设备应具有适宜的频响宽度和动态范围，以免降低加速度强度或产生噪

声干扰。采集的数据必需转换并修正为PSD形式

4.4附助设备

加速度传感器、信号调节器、频谱分析仪、数据显示器、存贮器、振动台PSD测量设备、监控试验样

品反应的设备等。在整个试验频率范围内这些设备的准确度应为士5%.

5试验程序

5.1试验样品的准备

按GB/T4857.17的要求准备试验样品

试验样品应与实际运输的包装件相同(相同的包装和真实的产品)。在不影响试验结果的情况下，

可以使用有缺陷的产品或等外品，这些情况需要在实验报告中说明。若产品有危险或很昂贵，也可以使

用模拟内装物，在试验后必须评价真实包装件能否通过试验。

如果需要对产品进行观测，可以在外包装上不重要的位置挖个孔

5.2试验样品各部位的编号

按GB/丁4857.1的规定，对试验样品各部位进行编号。

5.3试验样品的预处理

按GB/T4857.2的规定，选定一种条件对试验样品进行温、湿度预处理

如果没有给出环境条件，包装材料对湿度又敏感，建议在23℃士20C温度和50%士2%相对湿度条

GB/T4857.23-2003

件下预处理至少24he

5.4试验强度的选择

根据试验目的选用适当试验强度值，应优先选用从流通环境中实际采集的PSD和加速度均方根

(grms)值，或参考选用附录中的数值，或从公开发表的PSD资料中选择一个适用的试验强度。

5.5设备校准

5.5，1试验前校准

试验前要对所有仪器和设备的准确性进行校验，保证达到预定的试验强度和允差。

加速度传感器应直接安装在振动台上测量反馈信息。它应放置在样品附近或样品下面振动台的

背面。

振动系统的控制信号应用4.2中所述的控制系统进行均衡，来补偿振动台面对试验样品的驱动力、

试验系统的传输功能和控制系统的传输功能

5.5.2随机振动试验的允差

随机振动所产生的PSD强度误差在整个试验频率范围内的任意一个频率分析段上都不能超过

士3dB，当累计分析带宽为10Hz时，这个误差允许达到士6dB。同时，整个加速度均方根的误差不能

超过预定的士15%,

对于开环控制方法，实时加速度均方根测量表的瞬时时间间隔应为1s-2s.

均衡器的最大分析带宽应根据PSD曲线上每段线段的斜率而变化，斜率越大的曲线使用的频谱分

析带宽越窄，应使带宽两端的PSD值控制在士3dB之内

在使用。驱动信号处理时，分析的水平不能低于3.Oa.

5.6试验步骤

5.6.1记录试验场所的温湿度。

56.2按预定的状态将试验样品置于振动台台面上。

5.6.2.1试验样品的重心要尽量接近台面的中心，保证预期的振动(水平或垂直)能够传送到外包

装上

5.6.2.2集装货载、堆码振动或单独的包装件都应使用不固定方式放置，包装件用围框围住，以免它在

振动过程中从台上坠落。调整保护设施的位置，使试验样品在任意水平方向上有大约10mm的活动

空间。

5.6.2.3只有当包装件在真实的运输条件下需要固定时(如平板货车)，试验时才将样品固定放置

5.6.3刚开始试验时，必须保证其强度不能超过选择的PSD曲线强度。

5.6.4按下列两种方法进行试验:

5.6.4.1方法A:试验应以至少低于预定PSD6dB开始起动，然后分一步或几步增加强度直到达到预

定值，使闭环控制系统在较低的试验强度下完成均衡。

5.6.4.2方法B:应逐步递增控制系统的驱动信号，使试验强度逐渐增加到预定强度值。

注1:对于一个全新的试验过程，随机振动会产生一个相对振幅较大的低频的位移。

注2在试验过程中试验样品可能产生强烈的机械反应。因此栅栏、保护物等都要有足够的强度和安全性。在操作

时应始终警惕潜在的危险并事先采取安全措施。如有危险发生请立刻停止试验。

5.6.5时间

5.6.5.1继续振动直至完成预定时间的随机振动，或者直到包装件出现损伤时停止试验这段时间的

振动完全是在预定强度下完成的，调节振动强度时间不计在内。

5.6.5.2可以增加试验强度来缩短试验时间

5.6.5.3