GBT 2424.25-2000.pdf

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1、c s i z 2 4 2 4 . 2 5 - 2 0 0 0前言本标准等同采用国际电工委员会标准 I E ( 6 8 - 3 - 3 : 1 9 9 1 环境试验第 3 部分: 试验导则设备地震试验方法)(第一版) 制定的。本标准详细叙述 了 如核电站设备、 建筑设备和电工电子产品的地震试验方法， 因为这些设备和电工 电子产品( 下文称样品) 在其使用期间可能会经受到短持续时间的非平稳随机形式的动态力的作用， 其典) V . 的例子是由于地震在样品中所产生的应力。这些应力的特性和样品的阻尼使样品的振动响应达不到稳态条件。当相关规范规定设备鉴定要做地震试验时， 本标准提供了一系列能用来鉴定其性

2、能的试验方法本标准的附录 A是标准的附录。本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会归口。本标准起草单位: 信息产业部电子第五研究所本标准 主要起 草人 : 张友兰 、 阳川、 纪春 阳、 王树荣 、 徐 忠根 。G B / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0I E C前言1 )国际电工委员会( I E C ) 关于技术问题的正式决议或协议， 是由所有对该问题特别关注的国家委 员会派代表参加的技术委员会制定的， 它们尽可能表达 了国际上对所涉及问题的一致意见2 )这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用， 在这种意义上为各国

3、家委员会所接受3 )为了促进国际上的统一， 国际电工委员会希望所有国家委员会在制定国家标准时， 只要国家具 体条件许可， 应采用国际电工委员会的推荐标准内容来制定他们自己的国家标准， 国际电工委员会的推 荐标准和国家标准之间的任何不同之处应尽可能在国家标准中明确地指出。本标准是由国际电工委员会第 5 0 技术委员会( 环境试验) 5 0 A分技术委员会( 冲击、 振动与其他动力学试验) 制定的本标准内容以下列文件为基础 :六月法文件表决报告5 0 A( C O) 1 7 95 0 A ( C 0) 1 8 2本标准表决通过的详细资料可在上表指明的表决报告中查到中 华 人 民 共 和 国 国 家

4、 标 准电工电子产品环境试验第 3 部分: 试验导则地震试验方法G B / T 2 4 2 4 . 2 5 - 2 0 0 0 i d t I E C 6 8 - 3 - 3 : 1 9 9 1E n v i r o n me n t a l t e s t i n g f o r e l e c t r i c a n d e l e c t r o n i c p r o d u c t s P a r t 3 je s t . g u i d a n c e -S e i s mi c t e s t me t h o d s引言本标准规定了两类三种试验方法， 导则包括在每一种试验方法中

5、， 本标准的导则可直接用于选择合适的试验方法， 并在地震试验中应用。 本标准结合 G B / T 2 4 2 1 一起使用。引用标准下列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时， 所示版本均 为有效所有标准都会被修订， 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。G B / T 2 2 9 8 -1 9 9 1 机械振动与冲击术语( n e q I S O 2 0 4 1 : 1 9 9 0 )GB / T 2 4 2 1 -1 9 9 9 电工电子产品环境试验第 1 部分: 总则( i d t I E C 6 8 - 1 : 1 9 8 8 )G B

6、/ T 2 4 2 3 . 1 0 -1 9 9 5 电工电子产品环境试验第二部分试验方法试验F c 和导则: 振动( 正弦) ( i d t I E C 6 8 - 2 - 6 : 1 9 8 2 )G B / T 2 4 2 3 . 4 3 -1 9 9 5 电工电子产品环境试验第二部分: 试验方法元件、 设备和其他产品在冲击( E a ) , 碰撞( E b ) , 振动( F c 和F d ) 和稳态加速度( G a ) 等动力学试验中的安装要求和导则( i d t I E C 6 8 - 2 - 4 7 : 1 9 8 2 )G B / T 2 4 2 3 . 4 8 -1 9 9

7、7 电工电子产品环境试验第2 部分试验方法试验F f : 振动时间历程法( i d t I E C 6 8 - 2 - 5 7 : 1 9 8 9 )G B / T 2 4 2 3 . 4 9 -1 9 9 7 电工电子产品环境试验第 2 部分试验方法试验F e : 振动正弦拍频法( i d t I E C 6 8 - 2 - 5 9 : 1 9 9 0 )第一篇概述1 目的本标准主要适用于电工电子产品， 也可用于其他设备和部件。 设备地震试验的目的是证明设备经受地震产生的应力和位移时， 或经受此应力和位移后完成其要求所需要功能的能力。 可采用分析法或试验分析综合法验证设备性能， 但它超出本标

8、准讨论范围; 本标准只限于完全以动力学试验数据为基础的验证。国家质f技术监督局2 0 0 0 一 1 0 - 1 7 批准2 0 0 1 一 0 6 一 0 1实施G B / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0本标准只讨论能在振动台上进行试验的全尺寸设备的地震试验当有关规范规定以地展试验为鉴定 目标时， 本标准提供试验方法的分级。注: 超出本标准范围的， 通常所说的脆性试验不考虑， 因为本标准 只给出地震试验的一般应用指南， 主要是给出G B / T 2 4 2 3 系列标准试验方法的使用指南 可根据本标准的原则， 选择试验方法， 并且这些试验方法本身是以G B / 丁2 4 2

9、 3 系列标准为基础的本标准可供生产厂家用来证实设备性能， 或供用户评估和验证设备的性能。2 一般说 明地震试验通常分两个震级: 一般震级和特定震级。 不能认为哪一震级比另一震级更需要。 两个震级之间的差别在于确定地震环境特征的有效性和( 或) 准确性 对用于特定环境的高可靠安全设备， 譬如核 电站的安全设备， 应采用特定震级， 而不是一般震级。 附录A给出选择试验类型( 一般震级或特定震级) 的流程图和本标准讨论的四个独立试验流程图( Al -A4 ) 。要从本标准中得到最大助益. 建议先彻底研究这些流程图。2 . 1 一般震级一般震级适用于不专门考虑地区特征、 支承结构或建筑特征影响的地震

10、运动的设备就承受这一震级的设备而言， 地震运动一般用地面峰值加速度这样一个数据来表征 从有关地域的地震资料中可得到这一峰值加速度。当设备不安装在地面时， 应考虑建筑物和( 或) 支承结构的传递率2 . 2 特定震级这一震级适用于专门考虑地区特征、 支承结构或建筑特征影响的地震运动的设备。 对承受这一震级的设备而言， 地震运动由响应谱( 可由不同阻尼比计算) 或时间历程确定。3 定义本标准术语的定义见 G B / T 2 2 9 8 , G B / T 2 4 2 1 , G B / T 2 4 2 3 . i o , G B / T 2 4 2 3 . 4 8 , G B / T 2 4 2

11、3 . 4 9 。 这些标准中没有的定义或不同于这些标准定义的， 在此处给出。 3 . 1 组 件 a s s e m b l y指有同一安装或共同支承结构的两个或两个以上的元器件。 3 . 2 3 分贝通带b a n d p a s s a t 3 d B由大于或等于特性曲 线最大值的护2 . / 2 倍的点所确定的 频率区间( 见图1 ) e 3 . 3 基本响应谱 b a s i c r e s p o n s e s p e c t r u m由建筑物特性及其地板、 阻尼比等确定的不变响应谱， 并可从特定的地面运动中获得( 见图 1 ) ,注: 地板的基本响应谱一般是窄带型 3 . 4

12、 宽带响应谱 b r o a d - b a n d r e s p o n s e s p e c t r u m描绘存在许多互相作用的频率而又必须作为整体对待的运动的响应谱( 见图2 c ) o往: 带宽一般大于一个倍频程。 3 . 5 危险频率c r i t i c a l f r e q u e n c y ( 技术上等效于G B / T 2 4 2 3 . 1 0 -1 9 9 5 的8 . 1 )样品出现故障和( 或) 性能下降的振动频率， 或产生机械共振和( 或) 其他效应( 如颤震) 的振动频率。 3 . 6 交越频率。 r o s s o v e r f r e q u e

13、n c y ( 技术上等效于G B / T 2 2 9 8 )振动特征量从一种关系变为另一种关系的频率注 例如， 交越频率可以是这样的频率， 在这一频率上， 振动幅值从随频率等位移变为随频率等加速度值 17 阻尼d a m p i n g ( 不同于G B / T 2 2 9 8 )阻尼是表征系统中许多能量耗散推理的通用术语实际 上， 阻尼取决于许多参数， 诸如结构、 振M,应变、 作用力、 速度、 材料、 连接滑移等。G S / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 03 . 7 . 1 iIN 界阻尼c r i t i c a l d a m p i n g允许一个有位移的系统无振

14、荡地回到初始位置的最小粘性阻尼。17 . 2 P R 尼比 d a m p i n g r a t io在一个粘性阻尼系统中， 实际阻尼与临界阻尼之比。18 方向系数d i r e c t i o n f a c t o r指地震产生的地平面水平加速度和垂直加速度之间， 通常存在的数值差别系数。3 . 9 地板加速度f l o o r a c c e l e r a t i o n由已知地震的地面运动导致的特定建筑物地板( 或安装地板) 上的加速度。注: 实际上， 地板加速度可分解为水平和垂直分量 3 . 1 0 I L 何系数g e o m e t r i c f a c t o r单轴试验

15、中需要考虑多轴同时输人振动设备的不同轴线之间相互作用的系数。 11 1 重力加速度. g n ”由地球重力而引起的标准加速度。 它随海拔高度和地球纬度的不同而变化。注: 在本标准中， 9 ， 值取整数为1 0 m / s . 3 . 1 2 地面加速度 g r o u n d a c c e l e r a t io n由已知地震运动产生的地面加速度注: 实际上地面加速度可分解为水平和垂直分量 3 . 1 3 横向频率 l a t e r a l f r e q u e n c y根据整体共振频率按一3 d 1 3 响应确定的两个频率( 见图1 ) a11 4 故障m a l f u n c

16、t i o n设备启动能力或维持所需功能的丧失， 或对安全性产生有害结果的误动作。注故障将由有关规范确定 11 5 窄带响应谱 n a r r o w - b a n d r e s p o n s e s p e c t r u m单频激振占优势的响应谱( 见图2 a ) ) ,注1 带宽 一 般等于或小于 1 / 3 倍频程频带。2 当存在几个界限分明宽间隔的频率时， 如果认为合适， 它们的每一响应可分别处理为窄带响应谱( 见图2 b) 3 . 1 6 固有频率 n a t u r a l f r e q u e n c y只取决于结构本身物理特性( 质量、 刚度和阻尼) 的自由振动频率。

17、11 7 整体共振频率 o v e r a l l r e s p o n c e指整个结构增强激励运动的共振频率。注; 在I H - 3 5 H z 频率范围内， 整体共振一般对应于一阶振动模态。 当整体共振预率在要求响应谱强部之内时， 考虑整体共振频率是重要的( 见 3 . 2 7 )11 8 间歇 p a u s e相邻两试验波之间的时间间隔( 如正弦拍频)注间歇不应导致样品响应运动的有效叠加 3 . 1 9 优选试验轴线 p r e f e r r e d t e s t i n g a x e s相应于样品最易损坏的轴线的三条正交轴线3 . 2 0 所需响应谱 r e q u i r

18、 e d r e s p o n s e s p e c t r u m用户规定的响应谱( 见图1 、 图 2 、 图3 ) 03 . 2 1 共振频率r e s p o n c e f r e q u e n c y共振频率是这样的频率， 以其作受迫振荡时， 激励频率的变化会降低系统的响应。注1 共振频率取决 于 被测变量。 对十给定的模态、 位移、 速度和加速度的共振频率将依次增加， 对于通常的阻尼比， 这GB / r 2 4 2 4 - 2 5 -2 0 0 0些共振频率之间的差别并不大2 在地震试验中， 通常假定响应传递率大于 2时， 共振频率才有意义 3 . 2 2 响应谱r e s

19、 p o n s e s p e c t r u m( 不同于G B / T 2 2 9 8 )一系列有一定阻尼比的单自由度系统对规定输入运动的最大响应曲线( 见图 l , 图 2 , 图 3 ) = 1 2 3 S l 地 震 S 1 - e a r t h q u a k e设备运行寿命期间可能出现的地震， 为此， 有关安全的设备要设计成能无故障连续工作注 : S 1地展相当于核电站中的运行基础地震 ( OB E ) 3 . 2 4 S 2 地震 S 2 - e a r t h q u a k e对 S 2 地震， 某些结构、 系统和元件要设计成产生最大地面振动的地震时能从根本上保证总系统

20、的正常功能、 结构完整和安全注: S 2 地震相当于核电站中的安全停堆地震( S S E ) p 3 . 2 5 正弦拍频 s i n e b e a t由一较低频率正弦波调制的单频连续正弦波。一个正弦拍频的持续时间是其调制频率的半周期。注: 本标准中， 把正弦拍频视为单频波 3 . 2 6 时间 历 程强部 s t r o n g p a r t o f t i m e - h i s t o r y从时间历程曲线最初达到 2 5 最大值起至最后降低到2 5 %最大值为止的时间历程部分( 见图S L 3 . 2 7 响应谱强部 s t r o n g p a r t o f t h e r

21、e s p o n s e s p e c t r u m响应谱的响应加速度高于所需响应谱-3 d B通带的部分( 见图 1 ) ,注: 响应谱强部一般位于 1 / 3 频带内。 3 . 2 8 超高 系 数 s u p e r e l e v a t i o n f a c t o r考虑建筑及结构传递率引起对地板加速度变化的系数。 3 . 2 9合成时fB7 历 程 s y n t h e s i z e d t i m e - h i s t o r y人工产生的时间历程， 其响应谱包含所需响应谱。 13 0 试验量值 t e s t l e v e l试验波形的最大峰值。往: 地震试验

22、中， 加速度是常用参数。 3 . 3 1 试验频率 t e s t f r e q u e n c y由有关规范规定的危险频率和预定频率。 3 . 3 2 试验响应谱 t e s t r e s p o n s e s p e c t r u m从振动台的实际运动中通过分析得出的或用频谱分析设备导出的响应谱( 见图1 、 图2 c ) , 图2 d ) ) 13 3 时间历程t i m e - h i s t o r y ( 不同于G B / T 2 2 9 8 )由某一运动产生的加速度， 位移或速度等的时间变化函数记录。 13 4 零 周 期加速度 z e r o p e r i o d a

23、 c c e l e r a t io n响应谱加速度的高频渐近值( 示例见图 1 ) 0注: 零周期加速度具有实际意义， 因为在一个时间历程中， 它代表最大的峰值加速度， 这种零周期加速度不可与响应谱的峰值加速度相混淆4 鉴定瀚考虑的事项相关规范应包含 4 . 1 , 4 . 2和4 . 3中论及问题的有关数据资料。 4 门使用条件样品试验时应尽可能重现实际使用条件、 尤其是试验应力综合作用而影响设备的工作或完整性的 那些( 电、 机械及热压力等的) 使用条件。试验中不考虑这些使用条件时， 应说明其忽略的正当理由4 . 2 故障判据已知或已选定使用条件和使用功能时， 相关规范要规定验收和(

24、或、 故障判据GB / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0往: 当设备的最终使用条件或受试样品的使用条件未知时 不能准确确定故障判据， 因而在没有正当理由情况 卜 进行假定， 例如， 在缺少更合适的资料时， 通常假定电路故障持续时间为 三 n . 4 , 3 鉴定标准可采用如下鉴别等级， 特定设备允许标明鉴别等级符号。 级: 地震试验中或地震试验后未出现故障的设备1 级: 地震试验中出现故障而试验后恢复其正常状态的设备。2 级: 地震试验中出现故障而完成试验后需要复位或调整但无需更换元件或修理的设备。5 试验程序一般震级试验根据第 6 章一第1 0 章， 特定震级试验根据第 1

25、1 章一第 1 5 章进行5 . 1 安装 应按照G B / T 2 4 2 3 . 4 3 中的规定安装样品。注: 通常对于带隔振器使用的样品、 其更详细指南见G L U T 2 4 2 3 . 1 。 一 1 9 9 ; 第A5 章安装样品时应考虑接线、 电缆、 管道等的影响。 地震试验也应包括样品正常使用的安装结构， 除非说明正当理由。应规定样品试验时的方位和安装， 这是样品合格鉴定的唯一条件， 除非有正当理由按免试条件鉴定( 例如， 如果能证明重力不影响样品的工作性能) 。5 . 2 测量应根据G B / T 2 4 2 3 . 1 0 , G B / T 2 4 2 3 . 4 8

26、和G B / T 2 4 2 3 . 4 9的规定进行测量。5 . 2 . 1 振动台上的振动测量应在振动台上进行振动测量， 以保证在需要测量的位置上施加正确的振动等级。应规定持久记录的参数( 位移、 速度、 加速度) 、 使用的设备和每个传感器的功能( 基准、 测量) 。5 . 2 . 2 在样品上进行振动测量除振动台测量外， 可在样品上进行振动测量， 以进一步提供试验中的样品性能资料。这些测量不属振动试验的要求部分。 5 . 2 . 3 在样品上进行功能监测对需要进行功能评价的样品， 应监测其在试验前、 试验中和试验后的性能设备的相关规范应给出需持久记录的性能。5 . 3 频率范围地震时主

27、频率一般在 1 H z -3 5 H z 。 这一频率范围足以确定样品的危险频率并进行试验 在某些情 况下， 根据存在的危险频率， 1 Hz -3 5 H z的试验频率范围可扩大或缩小， 但应说明其正当脚由。第二篇一般震级本篇介绍适用于一般震级样品的推荐的地震试验方法. 对这些样品而言， 不知道或不准确知道其地震环境。6 状态6 . 1 试验类型的选择要证明样品经受地震的能力， 表 1中几种类型的试验可供考虑一般震级中， 优先选择单轴正弦拍频试验或单轴正弦扫描试验， 其理由如下:a )正弦拍频， 其波形相似于呈现单 一 共振波形的简单结构地板的水平地震波形;b )正弦扫描. 容易实现， 但比之

28、实际地板地震波其仿真性较差虽然 1 般不推荐多轴试验， 但当样品三个优选试验轴之间有显著藕合或不希望使用几何校 I 系数G s / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0时， 可用多轴( 双轴或三轴) 试验。 若用多轴试验， 应谨懊使用单频波， 如正弦拍频、 正弦扫描和定频正弦， 因为不同轴的地震加速度峰值通常是不同相的。因此应该用像时间历程那样的复频波。表 1 试验类型选择试验 波试验类型单轴试验多轴试验正弦扫描正弦拍频时间历程定频正弦laabbCCac注: 8 : 推荐山: 合适; c : 一般不推荐6 . 2 试验方法选择有两种试验方法:a ) 标准幅值常规试验:用于设备使用条

29、件未知的情况( 见第 7 章) ;b ) 计算幅值试验:用于已知设备使用条件足以确定其不同试验参数的情况( 见第 8 章) 。7 标 准幅值常规试验方法了 . 1 应用常规试验有三个性能等级， 常称为鉴定等级( 见表2 ) ， 设备使用条件未知时， 推荐用此常规试验。 样品用户应确定样品已经试验的鉴定等级是否适合应用。 设备达到某一规定鉴定等级后， 倘若满足所有其 他要求， 可要求对设备进行高于或等于该等级的鉴定。表 2 性能等级性能等级 .地板加 速度 山水平分盘m/ s 垂直分量m/ s Inl63 -一 - - - - - - 一 9 1 4 . 5 1 5一等交越频率高于 1 . 6

30、H z 时， 可用这些等级。1 . 6 H z 至 。 . 8 H z ， 用速度幅值。低于 0 . 8 H z用位移幅值. 见图7 a ) .了 . 2 试验条件标准幅值常规试验方法只用于单轴试验。不同轴线可 一 个一个地施加激振。试验加速度可根据性 能等级( 见7 . 2 . 1 ) 、 波形系数( 见 9 . 2 . 1 ) 、 几何系数( 见 9 . 2 . 2 ) 确定。 7 . 2 . 1 性能等级( 标准幅值常规试验)标准幅值常规试验方法中， 地板加速度( a f ) 直接从表2给出的性能等级中选取7 . 2 . 2 试验波形推荐试验波形是 5 周正弦拍频或正弦扫描。 但若有充足

31、理 由。 允许用其他波形。 选择等级的激励加 速度最大值时应用波形系数( 见9 . 2 . 1 ) 和几何系数( 见9 . 2 . 2 ) 修正。8 计算幅值试验方法8 . 1 应用如有足够可用的样品特性和安装场地资料， 则推荐采用计算幅值试验方法， 因为与标准幅值常规试G a / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0验方法( 见第 7 章) 比较， 它能更准确地估算试验等级 8 . 2 试验条件原则上， 这是单轴试验， 试验中， 不同轴线可一个一个地施加激励。例如， 该试验方法适合于不同轴 线间相互作用小或相互作用能用几何系数考虑的情况8 . 2 . 1 性能等级( 计算幅值试验

32、)试验严酷等级由下列参数值确定， 设备的相关规范应规定如下参数:a )试验波形( 见 8 . 2 . 2 ) ;b )样品阻尼( 见 8 . 2 . 3 ) ;c ) 超高系数( 见8 . 2 . 5 ) ;d )方向系数( 见 8 . 2 . 6 ) ;e ) 试验持续时间( 见 9 . 1 ) ;f )试验波幅值( 见 9 . 2 ) ,8 . 2 . 2 试验波形选择当样品阻尼值与 5 %( 见图 6 ) 相差较大时， 即使使用波形系数， 所选择的试验波形对样品的影响仍 会是显著的。 8 . 2 . 3 阻尼比当样品的临界阻尼在 2 %1 0 写之间时， 推荐阻尼比为5 %a 若阻尼比在

33、这范围之外， 建议用样品实 际振动性能的表征值去确定所用的波形系数。更详细的叙述， 见 92 . 1 和图6 。 8 . 2 . 4 地面加速度( a 8 )地面加速度( a) 取决于样品安装场地的地震情况。 知道安装场地地震情况时， 相关规范应规定地面 加速度。否则应从表 3 给出的数据中选取推荐值。表 3 地面加速度等级地面加速度符号地震情况说明概 况a sm /s仅作查询参考里 氏等级统 一 建筑代码区J 地展烈度 MS K “AG2AG3AG5轻至 中强地展中强至强地展强至强 强 地震2357 . 01U班Nlx1 ) 近似统一建筑代码区( 国际建筑学会) 。2 ) MS K( 相对于

34、修正麦氏烈度表)注: 从图 7 6 ) 能看到与速度等幅的交越频率在 1 . 6 H z ， 与位移等幅的交越频率在 0 . 8 H z8 . 2 . 5 超高系数( K)由建筑物和结构的振动特性产生的地面加速度放大系数可用超高系数 K来计算。表 4中给出了推荐值， 但如果知道场地情况， 相关规范可规定其他值表 4 推荐超高系数 K系数 K应用1 . 01 . 52 . 03 . 0安装在刚度基础或刚性结构上的样品与建筑物刚性连接的装置与 建筑物刚性连接的硬结构上的装置与建筑物连接的低刚性结构上的装置G B / r 2 4 2 4 - 2 5 -2 0 0 08 . 2 . 6 方向系数( D

35、)两个水平轴线的地震运动一般都大于垂直轴线的地震运动。 如果规定 r 样品安装状况， 应根据优选 的水平试验轴二和 ，用 1 0 0 %试验值， 而垂直轴二只用 5 0 %试验值来进行试验 未定安装位置的试样， 在所有三个优选试验轴都要进行全值试验， 除非相关规范另有说明。方向系数列 于表 5 。表 5振动轴水平轴线D水平轴线D垂直轴线 D垂直轴线 D方向系数( D)系数 DD、 一1I )一1D = 0 . 二限 制说 明1 )一 1只用干规定的垂直位置安装位置未规定时关 安装位置未规定和重力效应不影响样品性能时， 须进行三次试验 样品只个主轴线中的每一个轴线依次在垂直平面上进行试验。每一试

36、验情况的方向系数为: 从 =1 , D . =1 , D. -0 . 5a . 2 . 7 地板加速度( a f )计算幅值试验方法中， 优点是利用更多的数据资料， 地面加速度( a , ) 已知或已由相关规范规定。因 此地板加速度( a f ) 可由下述公式确定:o f =u s K D 式中: a , 地面加速度( 见8 . 2 . 4 ) ;K超高系数( 见 8 . 2 . 5 ) ;D方向系数( 见8 . 2 . 6 ) 。9 试验参数9 . 1 试验持续时间地震试验持续时间应相当于地震时间历程强部的持续时间( 见图5 ) ,按 1 0 . 2 . 1 用正弦拍频波进行试验， 其试验持

37、续时间取决于规定的试验频率、 拍频数和间歇按 1 0 . 2 . 2 用正弦扫描时， 其试验持续时间取决于所需频率范围、 扫描速率、 扫描循环次数和所包含的试验 方向数目。对定频正弦试验， 其试验持续时间至少应足以达到5 周波最大加速度幅值( 见图 9 ) .9 . 2 试验加速度( a , )试验波幅值可规定为加速度、 速度或位移波的最大值， 只有加速度是参照地震的特性。标准幅值常规试验法( 见 7 . 2 . 1 ) 或计算幅值试验法( 见 8 . 2 . 7 ) 的试验加速度( a) 用地板加速度( a f ) 确定。然后按使用的试验波和安装位置轴线间任何相互作用来调整地板加速度( a

38、f )用波形系数( a ) 和几何系数( G ) 来调整地板加速度( a f ) o因此4 ， 值就代表要施加到样品的加速度量级 ， 并 由以下公式计算 :式 中:9 . 2 . 1地板加速度( 见 7 .波形系数( 见 9 . 2 .G 几何系数( 见 9 . 2 .波形系数( a )a = o f . a“ ( ;2 . 1 及 8 . 2 . 7 ) ;1 ) ;2 ) 。不同类型试验波形的产生， 取决于设备阻尼的不同严酷等级。用波形放大系数考虑这 一效应. 对 岛周正弦拍频波形其值为 1 . 5周正弦拍频试验波形相似于经插人结构滤波后的实际地震的地板波形G B / r 2 4 2 4

39、2 5 -2 0 0 0其他试验波的波形系数 “ 值通常由 5 %的阻尼比来确定。表 6给出不同阻尼比的连续正弦或正弦 扫描的波形系数a 值。 这此值可由图6 计算求得， 图6 也可用来求取每拍不同周波数正弦拍频和阻尼比的波形系数。在 1 4 . 4中的表 7 给出了设备阻尼值的实例。表 6 波形系数设备阻尼( 临界阻尼的百分比%)5 周2 正弦拍频参 石2 %2 %G 飞 0 %杏 1 0 %连续正弦和正弦扫描( 1 o c t / mi n )O 3日.口。9 . 2 . 2 几何系数( C )如果关于样品安装场地的激励情况资料不足， 几何系数 C : 取为:1一 与其他轴线无相互作用的单

40、轴激励;1 . 5 - 一 与其他轴线有相互作用的单轴激励。1 0 试验程序1 0 . 1 振动响应检查试验振动响应检查试验提供危险频率数据。它也能用来提供阻尼比和能进行单轴或多轴试验选择的数据 。此试验常用单轴正弦激励， 在1 H z -3 5 H z 频率范围内进行一个循环对数扫描， 上下扫描速率低到足以显示危险频率， 但不超过 1 o c t / mi n ,振动响应检查试验过程中施加的振动幅值不应大到产生与试验本身效应可相比拟的程度。但试验振幅应该大到足以考虑取决于振幅的危险频率和阻尼的非线性。注: 常用2 m / s 的振动幅值， 在剧烈共振的情况下， 此值可降至 1 m/ s ,

41、或更低些应该注意到由于实际情况的复杂性或接触关键部件( 如封装继电器等) 的限制， 这些振动响应检查 试验不能揭示出所有危险频率 也由于非线性， 高量级共振响应的频率和阻尼可不同于低量级共振响应 的频率和阻尼， 某些共振低激励时可能不明显。因此， 低量级检查试验的结果不可能总是提供关于设备动力学的完整数据资料。1 0 . 2 试验类型1 0 . 2 门正弦拍频试验如果有关规范无另外规定， 根据G B / T 2 4 2 3 . 4 9 ( 见图4和附录A) ， 试验是单轴型， 试验波由一列五个正弦拍频组成。施加到振动台的加速度由7 . 2 . 1 或 8 . 2 . 1中性能等级确定。试验在5

42、 . 3 中所规定的频率范围内进行。a ) 无危险频率的设备以不大于 1 / 2 o c t 为步进级， 施加试验频率必须是 5 . 3 所规定的频率范围， 还必须施加未包括在内的任何预定试验频率。少用这些频率进行的试验应该说明理由。b ) 有危险频率的设备试验频率应是相关规范规定的危险频率和预定试验频率。 少用这些频率进行的试验则应说明理由1 0 . 2 . 2 正弦扫描试验本试验为单轴型。施加到振动台的加速度由7 . 2 . 1 或 8 . 2 . 1 中的性能等级确定。推荐对数扫描速率为 1 o c t / m i n , 频率范围按 5 . 3 中的规定。1 0 - 2 . 3 其他试

43、验波形如用其他波形， 譬如用时间历程， 应该说明相关的试验程序是合理的凸GB / r 2 4 2 4 . 2 5 - - 2 0 0 0第三篇特定震级1 1 状态当如下参数确定且适用时， 建议样品按特定震级所述程序进行试验:3 )所需响应谱和地震持续时间( 适用时) ; 或b )所需时间历程。 对这种震级， 通常应指明要模拟效应的S 1和 5 2地震次数以及要考虑的负荷条件( 而不是地震条件 ) 。对特定震级试验， 根据标准推荐如下试验波形: 正弦扫描( 主要用于振动响应检查， G B / T 2 4 2 3 . 1 0 ) 正弦拍频( GB / T 2 4 2 3 . 4 9 )时N J 历

44、程( G B / T 2 4 2 3 . 4 8 )定颇正弦( 在 GB / T 2 4 2 3 . 1 0固定频率上的持续时问)1 2 试验波形 的选 择本章内容应与第 1 4 章结合起来理解。 试验波形的选择应考虑样品处于安装位置时和在规定地震影 响下的预期特征。无论采用哪种波形， 测量的试验响应潜应包含所需响应谱， 总的试验持续时间至少应等于地震强部的持续时间( 见第 1 1 章) 。对本标准来说， 试验波型分为两类:a )复频波:1 )时间历程( 自然波、 综合波或随机波) ;2 )其他波( 要说明理由) ;b )单频波:3 ) 正弦扫描;4 ) 正弦拍频;5 )定频正弦( 图 9 )

45、 ;6 )其他波( 要说明理由)1 2 门复频波振动谱是宽带时， 试验波一般应该是复频波但若有正当理由( 见1 2 - 2 ) ， 允许某些例外1 2 . 2 单频波在特定震级试验中 一 般不采用正弦扫描试验。如果地面振动经其中一个结构模态滤波， 则产生的地板运动可显示为主频。 这相当于窄带所需响应谱. 在这种情况下， 单频振动可以是满意的激振。单频试验响应谱不应误认为是每一试验频率得到试验响应谱的包络。相当于每一试验频率的试验响应潜应大于或等于基本响应谱( 见图 1 ) 的强部( 3 d B通带) 。对应每一试验频率的试验响应谱的包络应大于或等于所需响应谱( 见 1 3 . 2 )通常只有用

46、人为地加宽响应谱的方法去考虑诸如场地变化、 结构轴或设计的不定因素。 在这种情况下， 而且又无地板地震运动是窄带响应谱的其他证据， 根据这加宽响应谱， 应该假定激振是复频的。单频试验可用来鉴定如下情况的设备:a )无相互作用的共振频率( 间隔大于 1 / 4 O c t 时， 可认为属于这种情况) ;b )设备的共振频率在所需响应谱强部之外;c )有正当理由的特殊情况。G B / T 2 4 2 4 . 2 5 -2 0 0 0试 验 波形1 概述1 . 1 试验波形的技术要求1313.13使用的试验波应该是:a )产生的试验响应谱大于或等于所需响应谱;b ) 具有的最大峰值加速度至少等于零周

47、期加速度;c ) 有安全余度地再现所需地震的效应( 1 3 . 1 . 2 ) ;d )理论 上 不包括大于 3 5 H z 的任何频率， 但如果试验波中存在这样的频率， 在评价试验响应谱时 不应考虑它们。 1 3 . 1 . 2 具有安全余度的地震效应模拟在评估特定场地的地震风险时， 需要考虑设备安装寿命期间估计可能经受的5 l和s 2 地震的次数 一般假定s 1 地震五次和s 2 地震一次， 除非认为其他次数是合理的。 但是， 为了有较大的安全余度. 设备可经受相当于 s 2 地震级的两次试验。s l 试验后至少应该有一次s 2 试验。每一试验的持续时间至少应等于用来确定所需响应谱的时间历

48、程强部的持续时间( 见 1 4 . 5 ) 。 换句话说， 试验至少应模拟样品经受s l 地震和s 2 地震时的疲劳强度。因此， 每一试验都应以相同安全余度来模拟地展效应。 由于应力强度的增加， 抗疲劳强度就降低， 因此， 若选择的次数合理， 8 l试验可由产生相同的总的疲劳累计损伤效应的 5 2试验来代替为了提供按相关规范规定的功能检查， 施加到设备上的s 1 和S 2 试验的持续时间和次数可以超过 要求值。在这种情况下， 施加的试验波与需要的一样多， 但疲劳失效的可能性却增加了。模拟s l 和S 2 地展的试验波可作为“ 波列” 来施加( 见图4 ) 。 在这种情况下， 各试验波之间必须有

49、足 够的间隔( 至少 2 s ) ， 以避免它们的效应在设备上叠加。1 3 . 2 复频试验应根据 1 3 . 1中的推荐进行复频波试验。尤其应该通过合适的分析进行检查， 以证明试验响应谱包 含所需响应谱。进行适当分析的推荐值是: 阻尼为 2 %1 0 写时至少用 1 / 6 O c t , 阻尼为2 %或更低时则 用 ! / 1 2 o c t o如果阻尼大于或等于 1 0 %， 合适的分析值用 1 / 3 O c t 是足够的。1 3 . 2 . 1 时间历程试验对样品施加 一 时问历程( 见3 . 3 3 ) 进行试验以模拟样品可能受到的激振。 应该证明试验响应谱等于 或大于所需响应谱( 见图 2 c ) ) ,试验波的持续时间至少应等于地震强部的持续时间。这个值一般在 5 S -1 0 s 之间。1 3 - 2 . 2 叠加正弦拍频的时间历程试验为得到合适的试验响应谱而又不用不合理的高峰值输人， 其他波形， 譬如正弦拍频可以加到时间历 程上。因此， 不必用实际上大于所需响应谱零周期加速度的输人， 而调整输人去满足所需响应谱是允许的。为了 提供大于或等于包括样品共振频率上