IEC 61373:2010：鐵路應用 - 列車設備 - 振動與衝擊試驗

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最新的火車列車設備振動與衝擊試驗標準：
EN IEC 61373:2010, Railway Applications - Rolling Stock Equipment - Shock and Vibration Tests
此標準適用於固定在鐵路列車上的氣壓、電機及電子設備/元件，內容涵蓋試件進行振動與衝擊試驗之要求。

目錄 (table of contents)
簡介 (introduction)
1. 範圍 (scope)
2. 規範性引用文件 (normative references)
3. 名詞與定義 (terms and definitions)
4. 概述 (general)
5. 測試順序 (order of testing)
6. 試驗實驗室所需引用資訊 (reference information required  by the test house)
    6.1 安裝方法與試驗時設備之方位 (method of mounting and orientation of equipment under test)
    6.2 參考點與檢查點 (reference and check points)
         6.2.1 固定點 (fixing point)
         6.2.2 檢查點 (check point)
         6.2.3 參考點 (reference point)
         6.2.4 量測點 (measuring point)
    6.3 試驗中之機械狀態與功能測試 (mechanical state and functioning during test)
         6.3.1 機械狀態 (mechanical state)
         6.3.2 功能測試 (functional tests)
         6.3.3 性能測試 (performance tests)
    6.4 隨機振動試驗之再生性 (reproducibility for random vibration tests)
         6.4.1 加速度頻譜密度 (acceleration spectral density (ASD))
         6.4.2 均方根值 (root mean square value (r.m.s))
         6.4.3 機率密度函數 (probability density function (PDF))
         6.4.4 時間 (duration)
7. 初始量測及預先處理 (initial measurement and preconditioning)
8. 功能隨機振動試驗條件
    8.1 試驗嚴厲度及頻率範圍 (test severity and frequency range)
    8.2 功能振動試驗之時間 (duration of functional vibration test)
    8.3 試驗中之功能測試 (functioning during test)
9. 增強隨機振動試驗之模擬長期壽命試驗
    9.1 試驗嚴厲度與頻率範圍 (test severity and frequency range)
    9.2 加速振動試驗之時間 (duration of accelerated vibration test)
10. 衝擊試驗程序 (shock testing conditions)
     10.1 波形與容差 (pulse shape and tolerance)
     10.2 速度變化 (velocity changes)
     10.3 安裝 (mounting)
     10.4 重複率 (repetition rate)
     10.5 試驗嚴厲度、波形與方向 (test severity, pulse shape and direction)
     10.6 衝擊次數 (number of shocks)
     10.7 試驗中之功能測試 (functioning during test)
11. 運輸與搬運 (transportation and handling)
12. 最終量測 (final measurement)
13. 允收準則 (acceptance criteria)
14. 報告 (report)
15. 試驗證明 (test certificate)
16. 處置 (disposal)
附錄A (資訊性) 服務量測、量測位置、服務資料記錄方法、服務資料摘要、及從量測得服務資料得到隨機試驗水準所使用方法之說明 (Annex A (informative) explanation of service measurement, measuring positions, methods of recording service data, summary of service data, and method used to obtain random test levels from acquired data)
附錄B (資訊性) 識別鐵路載具上設備之一般位置及其對應試驗類別之圖示(Annex B (informative) figure identifying general location of equipment on railway vehicles and their resulting test category)
附錄C (資訊性) 型式試驗證明範例(Annex C (informative) example of a type test certificate)
附錄D (資訊性) 從ASD 數值或水準計算 RMS 數值之指導綱要(Annex D (informative) guideance for calculation RMS values from ASD values or levels)

圖1：高斯（常態）分布 (Gaussian distribution)
圖2：第1類 - A 級，安裝在車箱，ASD 頻譜 (category 1 - class A - body-mounted - ASD spectrum)
圖3：第1類 - B 級，安裝在車箱，ASD 頻譜 (category 1 - class B - body-mounted - ASD spectrum)
圖4：第2類，安裝在轉向架，ASD 頻譜 (category 2 - bogie mounted - ASD spectrum)
圖5：第3類，安裝在車軸，ASD 頻譜 (category 3 - axle mounted - ASD spectrum)
圖6：累積 PDF 容差頻帶 (cumulative PDF tolerance bands)
圖7：衝擊試驗容差，半正弦波頻帶 (shock test tolerance - bands half sine pulse)
圖A.1：用於車軸、轉向架（車架）及車箱之標準量測位置 (standard measuring positions used for axle, bogie (frame) and body
圖A.2：典型疲勞強度曲線 (typical fatigue strength curve)
圖B.1：載具上設備之一般位置 (general location of equipment on vehicles)
圖D.1：ASD 頻譜 (ASD spectrum)

表1：基本隨機振動試驗之試驗嚴厲度與頻率範圍 (test severity and frequency range for functional random vibration tests)
表2：試驗嚴厲度與頻率範圍 (test severity and frequency range)
表3：試驗嚴厲度、波形與方向 (test severity, pulse shape and direction)
表A.1：試驗參數/條件之環境資料獲得摘要 (environmental data acquisition summary of the test parameters/conditions)
表A.2：由問卷所獲得之加速度水準 rms 值摘要 (summary of the r.m.s acceleration levels obtained from the questionaire)
表A.3：利用條款 A.4 所描述方法分析服務資料獲得之試驗水準 (test levels obtained from service data using the method shown in Clause A.4)

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ASTM D4169 – 2009:
Standard Practice for Performance Testing of Shipping Containers and Systems

第12節說明有關SHIPPING CONTAINER 在軌道、貨車及空運之隨激振動試驗規格及方法。

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此標準涵蓋安裝在軌道載具上之電機、氣壓及電子設備與元件(簡稱設備)等物品之隨機振動與衝擊試驗要求。隨機振動為認可設備與元件所使用的唯一方法。


執行及解釋此標準時，必須配合工程判斷與經驗。

此標準適用於設計與確認目的，當然，不排除其他發展工具（例如正弦掃描），這些發展工具得用於確認事先決定的機械與操作信心。

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軌道車輛設備依安裝位置分為三類：
第 1 類：安裝在車箱(body)(B)
第 2 類：安裝在車架(frame)(F)，又稱轉向架(bogie)第 3 類：安裝在車軸(axle)(A)

類別	位置*	設備位置描述
第 1 類 - A 級	M, N, O, I及J	直接安裝在車箱上或車箱下之元件
第 1 類 - B 級	D	安裝在固定在車箱下方的底架櫃中之元件
第 1 類 - B 級	K及E	安裝在固定在車箱內大型內務櫃中之元件
第 1 類 - B 級	F	安裝在固定在車箱內大型內務櫃中次總成中之元件
第 2 類	G	安裝在軌道載具轉向架上之櫃、次總成、設備及元件
第 3 類	H	安裝在軌道載具車軸上之次總成、設備及元件或總成

* 表中位置字母代號詳件IEC 61373:2010 p.32 Annex B 圖B.1 附圖之說明


圖B.1 - 車輛上設備一般位置(IEC 61373:2010)

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衝擊試驗條件

半正弦波
三軸六向，每軸向衝擊 3 次。試驗程序依照 IEC 60068-2-27

試驗嚴厲度、波形及方向

類別	方位	加速度峰值 A，m/s2	作用時間 D，ms
第 1 類 A 級與 B 級 安裝在車箱	垂直 橫向 縱向	30 (~3 g) 30 (~3 g) 50 (~5 g)	30 30 30
第 2 類 安裝在轉向架	所有	300 (~30 g)	18
第 3 類 安裝在車軸	所有	1,000 (~100 g)	6

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IEC 60068-2-27:2008, Environmental testing -  Part 2-27: Tests - Test Ea and guidance: Shock
IEC 60068-2-47:2005, Environmental testing - Part 2.47: Tests - Mounting of specimens for vibration, impact and similar dynamic tests
IEC 60068-2-64:2008, Environmental testing - Part 2-64: Tests - Test Fh: Vibration, broadband random and guidance
ISO 3534-1:2006, Statistics - Vocabulary and symbols - Part 1: Probability and general statistical terms

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IEC 61373:2010上一版為1999年發行的第 1 版(ed. 1.0)，中國的等同版國標為2008年發行的GB/T 21563-2008《軌道交通 - 機車車輛設備 - 衝擊和振動試驗》。

2010年主要的技術變更內容說明如下：

• change of the method to calculate the acceleration ratio which has to be applied to the functional ASD value to obtain the simulated long-life ASD value;
• addition of the notion of partially certified against this standard;
• suppression of Annex B of the IEC 61373:1999 due to the new method to calculate the acceleration ratio;
• addition of guidance for calculating the functional RMS value from service data or the RMS value from ASD levels of Figure 2 to 6 (Figure 1 to 5 in IEC 61373:1999)