軌道交通機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗

1、GB/T21563-2018、戶 、.前言本標準按照 GB/T1.1 一 2009 給出的規(guī)則起草。本標準代替GB/T21563-2008軌道交通機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗，與GB/T21563-2008 相比，主要技術(shù)變化如下：一修改了常用的 3 種模擬長壽命振動試驗方法的釋義， 刪除了現(xiàn)場信息內(nèi)容， 適用范圍增加了多軸試驗、主結(jié)構(gòu)的釋義等（見第 1 章， 2008 年版的第 1 章） ；增加了引用標準 GB/T2423.57-2008（1第2章）；增加了術(shù)語，如隨機振動、正態(tài)分布、加速度譜密度、組件和柜體等（見第 3 章） ；一修改了在功能振動試驗前制造商和用戶的協(xié)議內(nèi)容（見第 4 章，

2、2008 年版的第 4 章） ；修改了試驗順序的相關(guān)內(nèi)容，使其更加明確（見第 5 章， 2008 年版的第 5 章） ；增加了夾具測試要求的內(nèi)容，使試驗方法更為合理（見 6.2） ；修改了“固定點”一修改了控制點的定義，將“控制點”改為“檢測點”一修改了“ 1 類 B 級車體安裝功能振動試驗的值”（見表1、表A.3， 2008 年版的表 1、表 A.3） ； 一修改了被試設(shè)備的安裝軸向未知時的試驗處理方法， 以便試驗更加合理 （見 8.1、9.1、 10.1， 2008年版的 8.1、 9.1、 10.1） ；一修改了“模擬長壽命振動試驗條件” ，制造商和用戶可根據(jù)實際情況對本標準進行裁剪使用

3、（見第 9 章， 2008 年版的第 9 章） ；一增加了采用沖擊響應(yīng)譜方法完成沖擊試驗的內(nèi)容， 以便制造商和用戶可根據(jù)實際情況對本標準進行裁剪使用（見10.1） ；一增加了在試驗臺能力不足的情況下重型設(shè)備沖擊試驗處理方法的內(nèi)容 （見 10.5 中表 3， 注2） ；一修改了 1、 2、 3 類模擬長壽命振動試驗頻譜，因標準中引入了兩種不同的加速度比例系數(shù)計算方法，從而得到兩種不同的振動試驗頻譜（見圖2圖 5， 2008 年版的圖1圖 4） ；一修正了 1類B級模擬長壽命振動試驗的值，因ASD譜的頻率范圍由5Hz150Hz變更為2Hz150Hz且1類B級功能振動試驗的值發(fā)生了變化（見 9.1中

4、表2、圖3、A.6中表A.3,2008 年版的 9.1 中表 2、圖 2、 A.5 中表 A.3） ；一增加了加速度比例系數(shù)計算方法， 使制造商和用戶可根據(jù)實際情況對本標準進行裁剪使用（見；一增加了典型疲勞強度曲線，以便明晰加速度比例系數(shù)計算方法In的推導(dǎo)過程（見圖A。本標準使用重新起草法修改采用IEC61373： 2010軌道交通機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗。本標準與IEC61373： 2010 相比存在技術(shù)性差異，這些差異涉及的條款已通過在其外側(cè)頁邊空白位置的垂直單線（ 1）進行了標示，具體技術(shù)性差異及其原因如下：一關(guān)于規(guī)范性引用文件，本標準做了具有技術(shù)性差異的調(diào)整，以適應(yīng)我國的技術(shù)條件，調(diào)

5、整的情況集中反映在第 2 章“規(guī)范性引用文件”中，具體調(diào)整如下： 用等同采用國際標準的 GB/T2423.43-2008代替了 IEC60068-2-47 2005; 用等同采用國際標準的 GB/T3358.1-2009代替了 ISO3534-1: 2006; GB/T21563-2018 增加引用了 GB/T2423.57-2008 （IEC60068-2-81 2003, IDT）。一增加了機械設(shè)備或部件的適用范圍；一修改了第6 章的條結(jié)構(gòu)，避免懸置段，后續(xù)章條號依次修改；修改了文中注為正文；增加了夾具測試要求的內(nèi)容，使試驗方法更為合理；一修改了“模擬長壽命振動試驗條件” ，使制造商和用戶

6、可根據(jù)實際情況對本標準進行裁剪使用；一增加了采用沖擊響應(yīng)譜方法完成沖擊試驗的內(nèi)容， 以便制造商和用戶可根據(jù)實際情況對本標準進行裁剪使用。本標準做了下列編輯性修改：一修改了“振動和沖擊” “沖擊和振動”的文字描述，將其統(tǒng)稱為“沖擊和振動” ；增加了所有公式的編號；修改了 3.2 中正態(tài)分布概率密度函數(shù)表達式的符號，用我國常用的符號代替；一修改了公式中的文字描述， 將公式中 “參考點總方均根值” “損傷” “加速度比例系數(shù)” “時間因子”的文字描述分別用符號代替；修改了圖2圖 5 中表格的格式；一修改了附錄C中RMS的表述，將RMS和統(tǒng)一為“”；一修改了式（C.6）中的符號，用我國常用的符號代替；

7、一增加了參考文獻。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任。本標準由國家鐵路局提出。本標準由全國牽引電氣設(shè)備與系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會（ SAC/TC278歸口。本標準起草單位： 中車株洲電力機車研究所有限公司、 中國鐵道科學研究院標準計量研究所、中車青島四方車輛研究所有限公司、中車青島四方機車車輛股份有限公司。本標準起草人：王鵬、劉國濤、高福來、鄧愛建、何丹爐、宋瑞、王秋華。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：GB/T21563 2008。GB/T21563-2018引言本標準包括了安裝在軌道機車車輛上的機械、氣動、電氣和電子設(shè)備（以下均簡稱為設(shè)備）或部件的

8、 | 沖擊和隨機振動試驗要求。隨機振動是驗證設(shè)備（或部件）的唯一方法。本標準中的試驗主要用于驗證被試設(shè)備在軌道機車車輛正常運行環(huán)境條件下承受振動的能力。為了使之具有代表性，本標準采用了全世界各個機構(gòu)提供的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)。本標準不適用于特殊應(yīng)用場合下因自感應(yīng)產(chǎn)生的振動。在執(zhí)行和解釋本標準時，需要有工程技術(shù)方面的判斷能力和經(jīng)驗。本標準用于設(shè)計和驗證，但不排除采用其他方式（如正弦振動）來確保機械和工作上的置信度滿足預(yù)期要求。被試設(shè)備的試驗量級僅取決于其在車上的安裝位置（即車軸、轉(zhuǎn)向架或車體安裝） 。為獲取隨機振動激勵下與設(shè)備性能有關(guān)的設(shè)計信息，可采用樣機進行試驗；但為驗證設(shè)備，應(yīng)從正常設(shè)備中抽取樣品進

9、行試驗。 GB/T21563-2018軌道交通機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗1 范圍本標準規(guī)定了對安裝在軌道機車車輛上的設(shè)備進行沖擊和隨機振動試驗的要求。 由于軌道運行環(huán)境的影響，車上的設(shè)備將承受沖擊和振動。為確保設(shè)備的運行質(zhì)量，在裝車前應(yīng)模擬設(shè)備使用環(huán)境條件對其進行一定時間的試驗。可采用多種方法進行模擬長壽命振動試驗，這些方法各有利弊，其中最常用的有：a）振幅增強法：增大振幅，減少試驗時間；b）時間壓縮法：保留原始振幅，減少試驗時間（提高試驗頻率）；c）振幅抽取法：當振幅低于特定值時，剔除其在原始數(shù)據(jù)中所占的時間段。本標準采用上述a）所述的“振幅增強法”，與第2章中的引用文件一起，規(guī)定了用于軌道

10、機車車輛上的設(shè)備進行振動試驗時的默認試驗步驟。 但是， 制造商和用戶也可根據(jù)事先達成的協(xié)議采用其他標準進行試驗，在此情況下，可不按本標準進行驗證。若能獲取有效的現(xiàn)場信息， 則可按附錄A 的方法進行試驗。 若所采用的其他標準的試驗量級低于本標準要求， 則該設(shè)備被部分證明適合于本標準 （僅當在現(xiàn)場條件下獲取的功能振動試驗量級小于或等于試驗報告中的規(guī)定值時） 。本標準主要用于軌道系統(tǒng)上的機車車輛， 也可用于其他場合。 對于采用充氣輪胎或無軌電車之類的其他運輸系統(tǒng)， 因沖擊振動水平明顯不同于軌道系統(tǒng)， 制造商和用戶應(yīng)在招標時就試驗量級達成協(xié)議。宜按附錄 A 中的指南來確定沖擊時間/幅值和振動頻譜。當試

11、驗量級低于本標準時，則無法充分證明被試設(shè)備符合本標準要求。如無軌電車，其車體安裝的設(shè)備可按本標準 1 類要求進行試驗。本標準適用于單軸試驗。如在事先征得制造商和用戶同意后，也可進行多軸試驗。本標準僅根據(jù)設(shè)備在車上的安裝位置將試驗等級分為以下 3 類（參見附錄B） ： 1 類車體安裝： A級車體上（或下部）直接安裝的柜體、組件、設(shè)備和部件； B級車體上（或下部）直接安裝的柜體內(nèi)部的組件、設(shè)備和部件。注 1：當設(shè)備安裝位置不明時，采用 B 級。一 2 類轉(zhuǎn)向架安裝： 安裝在軌道機車車輛轉(zhuǎn)向架上的柜體、組件、設(shè)備和部件。-3 類車軸安裝：安裝在軌道機車車輛輪對裝置上的組件、設(shè)備和部件或總成。注 2：

12、 對于安裝在只有一系懸掛的機車車輛 （如棚車和敞車） 上的設(shè)備， 除招標時另有協(xié)議，車軸安裝設(shè)備按3 類嚴酷等級進行試驗，所有其他設(shè)備按2 類嚴酷等級進行試驗。試驗費用取決于被試設(shè)備的重量、 形狀和復(fù)雜程度， 故在招標時制造商可提出符合本標準要求且更為經(jīng)濟有效的試驗方法。 采用商定的替代方法后， 制造商有責任向用戶或其代表證明該替代方法符合本標準的要求。一旦采用替代方法，則不應(yīng)按本標準要求出具證書。本標準適用于評估安裝在機車車輛主結(jié)構(gòu)上的設(shè)備（和 / 或安裝在其上的部件） ，不適用于對主結(jié)構(gòu) GB/T21563-2018的組成設(shè)備進行試驗。本標準所述的主結(jié)構(gòu)是指車體、轉(zhuǎn)向架和車軸。在某些情況下

13、，用戶可能會要求完成一些附加或特殊試驗，如：a）安裝或連接在已知的可能產(chǎn)生固定振動頻率的振源上的設(shè)備。b）對牽引電動機、受電弓、受電靴及設(shè)計用于傳遞力和（或）力矩的懸掛部件和機械零件等設(shè)備，可能要按其特殊要求進行試驗以確定其能應(yīng)用于軌道機車車輛上。在此情況下，所有需要進行的試驗都應(yīng)在招標時一一協(xié)定。c）在用戶指定的特殊環(huán)境下使用的設(shè)備。2 規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2423.43 2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第 2部分：試驗方法振動、沖擊和

14、類似動力學試驗樣品的安裝（IEC60068-2-47： 2005， IDT）GB/T2423.57-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2-81部分：試驗方法試驗Ei:沖擊沖擊響應(yīng)譜合成（IEC60068-2-81： 2003， IDT）GB/T3358.1-2009統(tǒng)計學詞匯及符號第1部分：一般統(tǒng)計術(shù)語與用于概率的術(shù)語（ISO3534-： 2006， IDT）IEC60068-2-27 2008環(huán)境試驗第2-27部分：試驗方法試驗 Ea和導(dǎo)貝沖擊（Environmentaltesting-Part2-27:Tests-TestEaandguidance:Shock）IEC60068-2-64 20

15、08環(huán)境試驗第2-64部分：試驗方法試驗Fh:振動、寬帶隨機振動和導(dǎo)則（ Environmentaltesting-Part2-64:Tests-TestFh:Vibration,broadbandrandomandguidance）3 術(shù)語和定義GB/T3358.1-2009和IEC60068-2-64 2008界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。隨機振動randomvibration在未來任一給定時刻，其瞬時值不能精確預(yù)知的振動。正態(tài)分布gaussiandistribution； normaldistribution具有式（1）概率密度函數(shù)的連續(xù)分布，其中一 xvb,參數(shù)滿足一 0u0,

16、（見圖1）。f（x ） =6ce式中：標準差；x隨機變量；z均值。GB/T21563-2018WtAwit.注：根據(jù)圖1,瞬時加速度值處于士 o之間的概率等于概率密度曲線f（x）所圍繞的面積。瞬時加速度絕對值處于：1 ）0010 之間占68.26%的時間；2 ）1020之間占27.18%的時間3 ）2030 之間占4.30%的時間。圖 1 正態(tài)分布示例加速度譜密度accelerationspectraldensity； ASD當在帶寬趨于零和平均時間趨于無窮的極限狀態(tài)下， 各單位帶寬上通過中心頻率窄帶濾波器的加速度信號方均值。組件 components位于柜體內(nèi)部的氣動、電氣、電子等部件。柜體

17、 cubicle一個由組件裝配成的完整設(shè)備，包含機械部分和特殊結(jié)構(gòu)（如變流器、逆變器等） 。4 總則本標準目的在于揭示產(chǎn)品的潛在缺陷（或錯誤） 。在軌道機車車輛上已知的沖擊和振動環(huán)境下工作時，這些缺陷（或錯誤）可能導(dǎo)致故障。本標準的試驗不能代替全壽命試驗，但在合理的置信度水平上，本試驗條件可以證明設(shè)備在現(xiàn)場使用時具有規(guī)定的壽命。如設(shè)備在試驗后能滿足第 13 章的要求，則可認為其符合本標準。本標準中的試驗量級是參照附錄 A 中的方法， 通過環(huán)境試驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)得出。 該數(shù)據(jù)由負責收集運環(huán)境振動量級的機構(gòu)提供。根據(jù)本標準，應(yīng)進行以下試驗：一功能振動試驗： 施加最小的試驗量級， 驗證被試設(shè)備在軌道機車車

18、輛上可能的環(huán)境條件下使用時能否正常工作。在試驗進行前，制造商和最終用戶應(yīng)就功能測試的要求達成協(xié)議（見。功能振動試驗的要求見第 8 章。功能振動試驗并非要對模擬運行條件下的全部性能進行評估。一模擬長壽命振動試驗： 證實在加速運行振動量級條件下設(shè)備機械結(jié)構(gòu)的完好性。 在試驗時不必檢查設(shè)備的功能。模擬長壽命振動試驗要求見第 9 章。一沖擊試驗：模擬運行過程中的偶然事件。在試驗時不必檢查設(shè)備的功能，但有必要證明其工作GB/T21563-2018狀態(tài)和機械結(jié)構(gòu)完好性沒有改變，也未出現(xiàn)外觀變形。這些情況應(yīng)在最終試驗報告中明確說明。沖擊試驗要求見第 10 章。5 試驗順序可按以下順序進行試驗：首先進行垂向、

19、橫向和縱向模擬長壽命振動試驗；其次進行垂向、橫向和縱向沖擊試驗；然后（僅當指明或協(xié)定時）進行運輸和裝卸試驗；最后進行垂向、橫向和縱向功能振動試驗。注：本標準不要求也不包括運輸和裝卸試驗。試驗大綱中應(yīng)規(guī)定被試設(shè)備的取向 （即參照圖 A.1 的要求定義被試設(shè)備的垂向、 橫向和縱向）和激勵方向，并記錄在試驗報告中。6 試驗機構(gòu)需要的其他信息6.1 概述試驗機構(gòu)需要的其他一般信息見IEC60068-2-64： 2008。被試設(shè)備安裝白一般要求見 GB/T2423.43 2008。6.2 被試設(shè)備的安裝和取向應(yīng)按實際安裝狀態(tài)（包括彈性安裝），直接或通過夾具將被試設(shè)備安裝在試驗臺上。宜在試驗前對夾具進行測

20、試，夾具測試的主要內(nèi)容為：a）參數(shù)設(shè)置：宜采用正弦掃頻方法進行夾具測試，但也可采用隨機激勵或其他方法。采用 正弦掃頻方法和隨機激勵方法進行夾具測試時，其參數(shù)設(shè)置應(yīng)滿足以下要求：1）正弦掃頻方法參數(shù)設(shè)置：掃頻速率01oct/min ,定加速度2m/s5m/s,掃頻范圍：被試設(shè)備模擬長壽命振動試驗 ASD譜的下限頻率上限頻率；2）隨機激勵方法參數(shù)設(shè)置：平直譜型，ASD=0.4809 （m/s）/Hz,譜線數(shù)學46倍模擬長壽命振動試驗的譜線數(shù)，統(tǒng)計自由度120。b）合格判定：在整個頻率范圍內(nèi)，具檢測點上測得的容差范圍應(yīng)滿足以下要求：1）對于正弦掃頻方法，保持在規(guī)定振幅的士10%以內(nèi)；2）對于隨機激勵

21、方法，應(yīng)用以下準則：一檢測點信號的ASD偏離規(guī)定要求不應(yīng)超出：- 500Hz 以下：一 1.5dB, +3dB;- 500Hz1000Hz間：士 3dB。一 500Hz1000Hz間在最大為100Hz的累計帶寬上允許偏離可達到 6dB。夾具在試驗頻率范圍內(nèi)應(yīng)盡量避免共振， 若無法避免時， 應(yīng)分析試驗時夾具共振對被試設(shè)備性能的影響，并在試驗報告中予以說明。由于安裝方式對試驗結(jié)果有較大的影響，試驗報告中應(yīng)準確記錄試驗安裝方式。除非另有協(xié)議， 應(yīng)按被試設(shè)備的實際工作取向進行試驗， 試驗時不應(yīng)采取特殊防護措施來抵消電磁干擾、發(fā)熱或其他因素對被試設(shè)備的使用和性能產(chǎn)生的影響。 GB/T21563-2018

22、6.3 參考點和檢測點應(yīng)在參考點和/ 或檢測點 （相對于設(shè)備的固定點而言） 進行測量， 以確定是否滿足試驗要求。當設(shè)備的很多小零部件安裝在同一夾具上時， 若所安裝夾具的最低共振頻率高于試驗的上限頻率，則試驗時所選用的參考點和 / 或檢測點可能與夾具有關(guān)，而與被試設(shè)備的固定點無關(guān)。固定點是被試設(shè)備以正常工作狀態(tài)安裝時，其與夾具或振動臺面相接觸的部分。位于夾具、 振動臺或被試設(shè)備上用于信號測試的點， 應(yīng)盡可能靠近某個固定點并與之剛性連接。如固定點不超過4 個，則全部作為檢測點。這些點的振動量級不應(yīng)低于規(guī)定的下限值。試驗報告中應(yīng)指明所有檢測點。若設(shè)備的零部件較少、重量較輕、機械結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，則不必采

23、用多個檢測點，但應(yīng)在試驗報告中明確檢測點的數(shù)目和位置。參考點是為證實是否滿足試驗要求， 從采集的參考信號中選取的某個點， 用以表征設(shè)備在試驗中的運動情況。 參考點可以是檢測點或是對各檢測點信號進行人工或自動處理后得出的虛擬點 （即虛擬參考點） 。若隨機振動試驗中采用虛擬點控制， 其參考信號的頻譜定義為所有檢測點信號的加速度功率譜密度（ASD值在每一頻率上的算術(shù)平均值。此時，參考信號的總方均根值（r.m.s）等于各檢測點信號方均根值（的方均根，見式（ 2） 。| 習（）（2）式中：參考點總方均根值；n。一一檢測點的數(shù)目。參考點的選用情況和原因應(yīng)在試驗報告中予以說明。對于大型、復(fù)雜設(shè)備，在試驗時宜

24、采用虛擬點進行控制。注：確認總方均根加速度時，可采用掃描技術(shù)對檢測點信號進行自動處理構(gòu)成虛擬點，但未修正分析儀器的帶寬、采樣時間等誤差時，不能用于確認 ASD的量級。測量點位于被試設(shè)備的指定位置上，用于試驗時采集數(shù)據(jù)以檢測被試設(shè)備的振動響應(yīng)特性。測量點應(yīng)在本標準規(guī)定的試驗開始前選定（見第 7 章） 。6.4 試驗中的機械狀態(tài)和功能測試若安裝在機車車輛上的被試設(shè)備長期保持的機械狀態(tài)不止一種， 則需選取兩種機械狀態(tài)進行試驗，其中至少選取一種最惡劣的狀態(tài)（如接觸器緊固力最小的機械狀態(tài)） 。當被試設(shè)備的機械狀態(tài)多于一種時， 其每種狀態(tài)下的沖擊和振動試驗時間應(yīng)相等， 其試驗量級分別 GB/T21563-

25、2018在第 8 章、第 9 章和第 10 章中予以規(guī)定。制造商應(yīng)在試驗開始前制定功能測試大綱并與用戶達成協(xié)議。功能測試應(yīng)在功能振動試驗時（見第 8 章）進行。功能測試旨在驗證設(shè)備的工作能力，僅用于表明被試設(shè)備在實際使用時能正常工作，不應(yīng)與性能測式混淆。如果功能測試有所更改，應(yīng)在試驗報告中詳細說明。注：除制造商和用戶協(xié)商一致外，沖擊試驗時不進行功能測試。在試驗開始前及所有試驗完成后，均應(yīng)進行性能測試。制造商應(yīng)制定性能測試大綱，應(yīng)給出允許的容差范圍。6.5 隨機振動試驗的可再現(xiàn)性隨機振動信號在時域內(nèi)不具備可重復(fù)性， 在同樣長的時間內(nèi)， 隨機信號發(fā)生器無法產(chǎn)生兩個完全相同的樣本。盡管如此，仍可闡明

26、兩個隨機信號的相似性，并在它們的特性曲線上給出其容差范圍。應(yīng)對一個隨機信號進行定義， 以便將來能在不同試驗機構(gòu)或不同被試設(shè)備上按相似的試驗條件進行復(fù)現(xiàn)。 、匚 應(yīng)注意：a）以下容差范圍包括儀器誤差，但不包括如隨機（統(tǒng)計）誤差、系統(tǒng)誤差等其他誤差；b）測量數(shù)據(jù)應(yīng)取自檢測點或參考點。ASD容差應(yīng)小于規(guī)定 ASD量級的士 3dB附圍從1/2XASD2X ASD）,見圖2圖5所示。起 止斜率不應(yīng)小于圖2圖5中的數(shù)值。在給定頻率范圍內(nèi)，參考點的加速度值應(yīng)在圖2圖 5 中規(guī)定值的士10%以內(nèi)。注：因t僉時ASD譜的低頻段難以控制在 3dB范圍內(nèi)，此時只需將試驗值記錄在試驗報告中。除非另有說明，每個測量點處

27、所測加速度的時間序列PDF應(yīng)呈近似高斯分布，且波峰因數(shù)（即峰值與值之比）不應(yīng)小于2.5。注：圖6給出了累積PIDF的容差范圍。在每個軸向上進行上述隨機振動的總時間不應(yīng)少于規(guī)定值（見 8.2 和 9.2） 。6.6 測量容差振動容差應(yīng)符合IEC60068-2-64： 2008 中 4.3 的規(guī)定。6.7 恢復(fù)應(yīng)在同等條件下（如溫度）對被試設(shè)備進行初始檢測和最終檢測。在試驗后和最終檢測前應(yīng)對被試 GB/T21563-2018設(shè)備進行一定時間的恢復(fù)，以確保其能達到與初始檢測時相同的條件。7 初始檢測和預(yù)處理完成，并提供書面證明，即證明在按本標準進行沖擊和振動試驗之前，被試設(shè)備符合性能測試要求。測量點

28、的位置應(yīng)由制造商確定，并清楚地注明在試驗報告中。應(yīng)按制造商給出的參考點和測量點上獲取的隨機信號來計算傳遞函數(shù)。 為進行檢查或安裝儀器而取下的蓋板，在試驗中應(yīng)復(fù)原。對于 1 類設(shè)備，應(yīng)在第 9 章的試驗條件下測得其傳遞函數(shù)；對于2 類、 3 類設(shè)備，應(yīng)在第 8章的試驗條件下測得其傳遞函數(shù)。測量的相干系數(shù)不應(yīng)小于0.9， 如果無法達到， 則取不少于 120 個互不重疊頻譜的平均值 （或240 個統(tǒng)計自由度的線性平均值） 。8 功能振動試驗條件8.1 試驗嚴酷等級和頻率范圍應(yīng)按表 1 中相應(yīng)的值和頻率范圍對被試設(shè)備進行試驗。當被試設(shè)備2 個或 3 個軸向的實際安裝方向未知時，則均應(yīng)按所未知軸向中最嚴

29、酷的等級完成試驗。表 1 功能振動試驗的嚴酷等級和頻率范圍頻率范圍1類垂向0.75A級橫向縱向0.501類垂向B級橫向見圖 3車體安裝縱向0.70垂向2類橫向見圖 4轉(zhuǎn)向架安裝縱向垂向3類橫向車軸安裝縱向17.0注 1：這些試驗數(shù)據(jù)是附錄 A 中的典型運行數(shù)據(jù)，是試驗時施加在被試設(shè)備上的最小試驗量級。當實測數(shù)據(jù)中包含上述功能振動試驗條件時，可參照附錄 A 和附錄 C 中的方法和公式進行加速試驗。注 2： 實測數(shù)據(jù)通過應(yīng)用附錄 A 和附錄 C 中的方法和公式獲得的功能振動試驗量級可能低于表 1 中的最小試驗量級， 但在事先征得制造商和用戶的同意后， 被試設(shè)備可按實測的較低功能振動試驗量級進行試驗

30、。此時，被試設(shè)備的試驗僅部分被驗證符合本標準要求（僅驗證其運行條件） ，且低于或等于標準規(guī)定的實測功 |能振動試驗數(shù)據(jù)在試驗報告中予以詳細說明。 GB/T21563-20188.2 功能振動試驗持續(xù)時間注 1：本試驗旨在驗證被試設(shè)備不受所施加的、表征實際運行情況的試驗量級的影響。注 2：本試驗持續(xù)時間不少于10min 。8.3 試驗中的功能測試9 模擬長壽命振動試驗條件9.1 試驗嚴酷等級和頻率范圍本標準在確定模擬長壽命振動試驗量級時，采用了兩種加速度比例系數(shù)計算方法：為 3.78；試驗量級進行試驗。當被試設(shè)備2 個或 3 個軸向的實際安裝方向未知時， 則未知軸向均應(yīng)按所未知軸向中最嚴酷的等級

31、完成試驗。表 2 模擬長壽命振動試驗嚴酷等級和頻率范圍試驗5h,值類別取向頻率范圍加速度比例系數(shù)取5.66| 加速度比例系數(shù)取7.83| （1、 2類）或 3.78（3類） | （1、 2、 3類）垂向A級橫向2.09車體安裝縱向垂向5.72B級橫向2.55車體安裝縱向3.96垂向30.62類轉(zhuǎn)向架安裝縱向14.2垂向3類橫向見圖 5車軸安裝注： 若功能振動試驗量級源于實測數(shù)據(jù)， 則模擬長壽命振動試驗量級也由實測功能振動試驗量級參照附錄 A 中|的加速度比例系數(shù)計算得出。 GB/T21563-20189.2 模擬長壽命振動試驗持續(xù)時間被試設(shè)備一般應(yīng)在垂向、 橫向、 縱向 3 個軸向各自完成5h

32、 的試驗， 其總試驗時間應(yīng)達到 15h。若試驗期間出現(xiàn)因被試設(shè)備過熱（如橡膠件振動過熱等）而可能對其造成影響時，則可將試驗暫停一段時問，以便被試設(shè)備恢復(fù)至正常狀態(tài)，但應(yīng)確保該軸向的累積試驗時間達到5h。試驗暫停情況應(yīng)記錄在試驗報告中。注 1：本試驗過程中不必運行被試設(shè)備。注 2：若事先達成協(xié)議，本試驗可參照附錄A 中的方法增加試驗時間而減小振幅（降低試驗量級） ，但該方法并非優(yōu)先選用項，且僅限于3 類車軸安裝的設(shè)備采用。10 沖擊試驗條件10.1 脈沖波形和容差被試設(shè)備應(yīng)按IEC60068-2-27 2008施加一系列持續(xù)時間為D、峰值為A的單個半正弦脈沖（D和A 的值見圖 7） 。橫向加速度

33、不應(yīng)超過IEC60068-2-27： 2008規(guī)定方向的標稱脈沖峰值加速度的 30%，且前后沖擊 |波形補償系數(shù)不超過20%。圖 7 給出了脈沖波形和容差范圍。當被試設(shè)備2 個或 3 個軸向的實際安裝方向未知時， 則未知軸向均應(yīng)按所未知軸向中最嚴酷的等級完成試驗。若制造商和用戶事前達成協(xié)議，被試設(shè)備也可按現(xiàn)場采集的沖擊信號采用GB/T2423.57-2008|中規(guī)定的方法所合成的沖擊響應(yīng)譜進行試驗。 試驗時應(yīng)明確沖擊響應(yīng)譜譜型、 試驗時域波形、單次脈沖時間及試驗次數(shù)。10.2 速度變化量實際速度變化量不應(yīng)超過圖 7 所示標稱脈沖相應(yīng)值的士15%。當速度變化量取決于實際脈沖的積分時，應(yīng)按圖 7

34、的積分時間計算。10.3 安裝被試設(shè)備應(yīng)按6.2 的要求安裝到試驗臺上。10.4 脈沖重復(fù)頻率為使被試設(shè)備從共振效應(yīng)中恢復(fù)，兩次沖擊之間應(yīng)相隔足夠長的時間。10.5 試驗嚴酷等級、脈沖波形和方向數(shù)值見表3。 GB/T21563-2018表 3 試驗嚴酷等級、脈沖波形和方向m/sms垂向1類A 級和 B 級橫向302類轉(zhuǎn)向架安裝3類車軸安裝注 1：脈沖波形詳見圖7。注 2：對于重型設(shè)備，若無合適的試驗臺來進行沖擊試驗，則可在事先征得制造商和用戶同意的情況下，采用降|低沖擊峰值加速度或采用沖擊響應(yīng)譜來完成試驗。10.6 沖擊次數(shù)按 IEC60068-2-27： 2008 的規(guī)定，應(yīng)對被試設(shè)備施加

35、18 次沖擊（應(yīng)在垂向、橫向、縱向 3 個軸向分別10.7 試驗過程中的功能測試在試驗中不必運行被試設(shè)備。 但某些設(shè)備應(yīng)保持其功能的完整性， 除在相關(guān)產(chǎn)品標準中另有規(guī)定，應(yīng)按制造商和用戶在試驗大綱中的要求進行驗證。11 運輸和裝卸應(yīng)符合IEC60068-2-27I勺規(guī)定。12 最終檢測試驗機構(gòu)的能力范圍，在此情況下，應(yīng)由制造商完成，并提供書面證明，即證明在按本標準進行沖擊和振動試驗后，被試設(shè)備符合性能測試的要求。應(yīng)按制造商給出的參考點和測量點上獲取的隨機信號來計算傳遞函數(shù)。 為進行檢查或安裝儀器而取下的蓋板，在試驗中應(yīng)復(fù)原。對于 1 類設(shè)備，應(yīng)在第 9 章的試驗條件下測得其傳遞函數(shù)；對于2 類

36、、 3 類設(shè)備，應(yīng)在第 8章的試驗條件下測得其傳遞函數(shù)。測量的相干系數(shù)不應(yīng)小于0.9，若無法達到，則取不少于120個互不重疊頻譜的平均值（或240 個統(tǒng)計自由度的線性平均值） 。當傳遞函數(shù)或其他測量數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，應(yīng)進行分析并在試驗報告中說明。13驗收標準所有試驗完成之后， 如果達到了以下要求， 可為被試設(shè)備出具試驗合格證書： GB/T21563-2018c）外觀和機械結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。應(yīng)對試驗結(jié)果進行工程判別。14 試驗報告在試驗、最終檢測和功能測試全部或部分完成后，試驗機構(gòu)應(yīng)向用戶出具完整的試驗報告。報告中應(yīng)說明試驗過程、被試設(shè)備所受的影響，以及下列內(nèi)容：a）試驗過程中發(fā)生的變化，并標明序

37、列號或識別號。b）應(yīng)提供試驗儀器和試驗過程的詳細記錄。這些內(nèi)容可列入試驗報告中。c）應(yīng)按6.2的規(guī)定將被試設(shè)備的安裝方式記錄在試驗報告中。d）采用的試驗方法和試驗順序，試驗報告中應(yīng)圖示說明所有的檢測點和測量點的位置。e）所進行的功能測試以及試驗前、后測得的數(shù)據(jù)。f）檢測點、參考點的試驗數(shù)據(jù)和按預(yù)期要求、驗收標準得出的觀察結(jié)果。試驗報告中應(yīng)包括按圖2圖7格式的所有檢測點的圖示。試驗報告中還應(yīng)包含容差范圍，以證明該試驗在本標準容差范圍之內(nèi)。g）應(yīng)提供振動試驗的功能測試數(shù)據(jù)和/或沖擊試驗的功能驗證結(jié)果。注：可將已實施但超出本標準要求的特殊試驗列入試驗報告中。15試驗證書試驗證書應(yīng)包含以下全部信息：一

38、關(guān)于被試設(shè)備的說明；一制造商名稱；一設(shè)備型號和出廠/ 更改情況；一設(shè)備的序列號；一試驗報告編號；一報告日期；一產(chǎn)品試驗大綱。試驗證書應(yīng)由試驗機構(gòu)和制造商授權(quán)的代表簽署。注：附錄 D 列出了一個典型的試驗證書。16 試品處置按本標準通過試驗的所有設(shè)備，制造商應(yīng)給出明確的標識。滿足試驗要求和驗收標準的設(shè)備，可按制造商和最終用戶之間的協(xié)議確定是否投入使用。11GB/T21563-2018Acn， （/592/g9dB/ 倍頻程標稱頻譜的（對數(shù)坐標）上限標稱值-6dB/倍頻程下限同克兒五5說明：M 一質(zhì)量，單位為千克（ kg） ；當 M0 500kg 時，f1=5Hz,f2=150Hz當 500kg1

39、250kg 時， f1=2Hz,f2=60Hz?？v向ASD量級（ m/s2） 2/Hz值m/s2Hz150Hz模擬長壽命 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 |振動試驗 | 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83|ASD量級0.532|1.034|0.131|0.250|0.234|0.452（ m/s2） 2/Hz值m/se4.25|5.90|2.09|2.90|2.83|3.902Hz-150Hz注 1：對于試驗頻率高于2Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。

40、注 2：對于試驗頻率低于150Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。注3:如果f2以上的頻率存在，則需包括在內(nèi)，通過延長一6dB/倍頻程衰減線與要求的最大頻率相交可得到其幅值。此時，其值將增加。注 4：行李架、水箱等在軌道機車車輛運行過程中具有附加載荷的產(chǎn)品，在試驗時需考慮產(chǎn)品與附加載|荷的總質(zhì)量（按總質(zhì)量計算f1、 f2 ） 。試驗時附加載荷的質(zhì)量宜參照產(chǎn)品規(guī)范或?qū)嶋H使用情況的 |統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出。“表示參考值。圖21類A級車體安裝 ASD頻譜GB/T21563-2018Asp/的2/以9dB/倍頻程標稱頻譜的（對數(shù)坐標） |上限標稱值-6dB/倍頻程下限同克兒五5說明：M 一質(zhì)量，單位為千克（ kg

41、） ；當 M0 500kg 時，f1=5Hz,f2=150Hz當 500kg1250kg 時， f1=2Hz,f2=60Hz?？v向ASD量級（ m/s2） 2/Hz值m/s2Hz150Hz模擬長壽命 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 |振動試驗 | 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83|ASD量級0.964|1.857|0.192|0.366|0.461|0.901（ m/s2） 2/Hz值m/se2Hz-150Hz注 1：對于試驗頻率高于2Hz 的設(shè)備

42、，其值需低于上述值。注 2：對于試驗頻率低于150Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。注3:如果f2以上的頻率存在，則需包括在內(nèi)，通過延長一6dB/倍頻程衰減線與要求的最大頻率相交可得到其幅值。此時，其值將增加。注 4：行李架、水箱等在軌道機車車輛運行過程中具有附加載荷的產(chǎn)品，在試驗時需考慮產(chǎn)品與附加載|荷的總質(zhì)量（按總質(zhì)量計算f1、 f2 ） 。試驗時附加載荷的質(zhì)量宜參照產(chǎn)品規(guī)范或?qū)嶋H使用情況的 |統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出。,表小參考值。圖31類B級車體安裝ASD頻譜13GB/T21563-2018As） /rmgs2/1標稱頻譜的（對數(shù)坐標9dB/倍頻程容差帶士 3dB（對數(shù)華標）說明：M 一質(zhì)量，單位為

43、千克（ kg） ；當 M0 100kg 時，f1=5Hz,f2=250Hz當 100kg250kg 時， fi=2Hz,f2=100Hz。ASD量級0.1440.0414（ m/s2） 2/Hz值m/s2Hz250Hz模擬長壽命 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 |振動試驗 | 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 5.66| 系數(shù)取 7.83|ASD量級6.12|11.83|4.62|8.96|1.32|2.62（ m/s2） 2/Hz值m/s30.6|42.5|26.6|37.0

44、|14.2|20.02Hz250Hz注 1:對于試驗頻率高于2Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。注 2：對于試驗頻率低于 150Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。注3:如果f2以上的頻率存在，則需包括在內(nèi)，通過延長一6dB/倍頻程衰減線與要求的最大頻率相交可得到其幅值。此時，其值將增加。,表小參考值。圖42類轉(zhuǎn)向架安裝 ASD頻譜GB/T21563-2018T（ m/s2 ） 2/H1標稱頻譜的（對數(shù)坐標9dB/倍頻程容差帶士 3dB-6dB/倍頻程（對數(shù)坐標）說明：M 一質(zhì)量，單位為千克（ kg） ；當 M 50kg 時，f2=500Hz;當 50kg125kg 時， f2=200Hz。ASD量

45、級7.01.751（ m/s2） 2/Hz值 m/s10Hz500Hz模擬長壽命 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 加速度比例 | 振動試驗 | 系數(shù)取 3.78| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 3.78| 系數(shù)取 7.83| 系數(shù)取 3.78| 系數(shù)取 7.83| ASD量級124.9|545.2|100.2|441.2|25.02|110.3（ m/s2） 2/Hz值 m/s144.0|300.0|129.0|270.0|64.3|135.010Hz500Hz注 1：對于試驗頻率低于 500Hz 的設(shè)備，其值需低于上述值。注2:如果f2以上的

46、頻率存在，則需包括在內(nèi)，通過延長一6dB/倍頻程衰減線與要求的最大頻率相交|可得到其幅值。此時，其值將增加。,表小參考值。圖53類車軸安裝ASD頻譜15GB/T21563-201899.9999.9- （ 30）-F（-30）0.01L幅值圖6累積PDF容差范圍GB/T21563-2018一 1.2A一 0.8A 0.241 上限0.2A標稱脈沖下限2.5/）積分時間 =1.5D振動試驗臺監(jiān)測時間=6D類別取向峰值加速度A 標稱持續(xù)時間Dm/s1類A 級和 B 級2類轉(zhuǎn)向架安裝車軸安裝注 1：某些特殊用途的 1 類設(shè)備可能需要額外增加峰值加速度為 30m/s2 和標稱持續(xù)時間為100ms 的

47、|沖擊試驗。在此情況下，制造商和用戶需在試驗前就試驗量級達成一致意見。注 2：行李架、水箱等在軌道機車車輛運行過程中具有附加載荷的產(chǎn)品，在試驗時需考慮產(chǎn)品和附加載|荷的總質(zhì)量。試驗時附加載荷的質(zhì)量宜參照產(chǎn)品規(guī)范或?qū)嶋H使用情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出。圖 7 沖擊試驗容差范圍 -半正弦脈沖17GB/T21563-2018附錄 A（資料性附錄）關(guān)于運行測量、測量位置、記錄運行數(shù)據(jù)方法、運行數(shù)據(jù)匯總以及從所得運行數(shù)據(jù)推導(dǎo)隨機試驗量級方法的解釋A.1 總則軌道機車車輛的沖擊和振動與車輛速度、 軌道條件及其他環(huán)境因素有關(guān)。 為評估軌道機車車輛上安裝的設(shè)備能否正常地無故障工作一定的年限，需要有設(shè)計/ 試驗規(guī)范。為建

48、立符合實際的試驗規(guī)范， 有必要獲得實測的運行數(shù)據(jù)， 并根據(jù)這些數(shù)據(jù)， 得到試驗量級。可使用以下數(shù)據(jù)和方法：一對 3 種安裝類別：車軸、轉(zhuǎn)向架及車體，采用的標準測量位置（見 A.2） ；一通過問卷調(diào)查方法向軌道交通運營商及設(shè)備制造商獲得的運行數(shù)據(jù)（見A.3） ；所得運行數(shù)據(jù)的匯總（見 A.4）；從所得運行數(shù)據(jù)推導(dǎo)隨機試驗量級的方法（見A.5） ；一采用 A.5 的方法從運行數(shù)據(jù)計算得出的試驗量級（見A.6） 。注：當運行數(shù)據(jù)是從實際軌道機車車輛/線路上獲得時，其試驗量級可采用A.5 的方法計算得出。A.2對3種安裝類別：車軸、轉(zhuǎn)向架及車體采用的標準測量位置車軸、轉(zhuǎn)向架及車體 3 種安裝類別所采用

49、的標準測量位置見圖 A.1?？v向A車軸的垂向、橫向和縱向測量位置；F轉(zhuǎn)向架（構(gòu)架）的垂向、橫向和縱向測量位置；B車體的垂向、橫向和縱向測量位置。圖 A.1 車軸、轉(zhuǎn)向架（構(gòu)架）及車體采用的標準測量位置A.3通過問卷調(diào)查從軌道交通運營商和設(shè)備制造商處獲得運行數(shù)據(jù)參照表 A.1 對每個測量位置的運行數(shù)據(jù)進行問卷調(diào)查。 GB/T21563-2018表 A.1 試驗參數(shù) / 條件的環(huán)境數(shù)據(jù)采集問卷表試驗參數(shù) / 條件（問題）| 總則測量振動級別的理由2 軌道交通系統(tǒng)所處的地點3 被測車輛的類型4 特定試驗或正常運行5 車輛速度主要條件6 天氣狀況溫度（）、相對濕度（%） 、雨、雪7 被測車輛的軸重8鋼

50、軌型號（UIC分級）9 鐵道基礎(chǔ)（軌枕、道磕）10 鋼軌接口類型（焊接、鉸接）附加條件11 車輪條件、斷面、圓錐度12 軌道條件（垂向振幅）13 用于測量的軌道長度14 彎曲半徑和數(shù)量15過道又數(shù)和位置16 其他獨有事件（橋梁、隧道）17 列車配置和總質(zhì)量18牽引力（僅動車）19記錄儀類型（FM、 DR、 PCM、 DAT）20 頻率范圍（下限及上限）21 振幅范圍（最大和最?。r域分析22 時域分析的帶寬23 采樣頻率24 樣本總數(shù)或所有記錄的總時間25 最大加速度（m/s2 ，正）26 最小加速度（m/s ，負）27 方均根值28 振幅分辨率29 基于譜密度函數(shù)的值（m/s2 ）頻譜分析（

51、車體、轉(zhuǎn)向架和車軸宜采用的分析帶寬分別為150Hz、 250Hz、 500Hz）30 頻譜分析帶寬/ 抗混濾波器的截止頻率31 相應(yīng)時間記錄的采樣頻率32頻率分辨率（ f）或頻率線數(shù)33 數(shù)據(jù)采集時的樣本數(shù)量（塊長度）34 低頻極限35 采集 / 分析時的時間窗類型及記錄長度GB/T21563-2018表A.1 （續(xù)）結(jié)果（回答）試驗參數(shù)/ 條件（問題）36 平均次數(shù)（時間記錄）37樣本總數(shù)和重疊（000, 138AIDC分辨率（動態(tài)范圍）39 儀器固有的噪聲級別40基于ASTD的總值（m/s2）需要的圖形41 基于頻域分析的功率譜密度42 基于時域分析的概率密度分布A.4 運行數(shù)據(jù)匯總經(jīng)問卷

52、調(diào)查得到的加速度量級匯總見表A.2。表 A.2 經(jīng)問卷調(diào)查得到的加速度量級匯總最大量級平均量級類別|m/sem/s標準偏差STD該值的次數(shù)1類車體垂向1.240.2619車體橫向0.430.08車體縱向0992類轉(zhuǎn)向架垂向轉(zhuǎn)向架橫向7.01.7轉(zhuǎn)向架縱向3類車軸垂向14車軸橫向3914車軸縱向6A.5根據(jù)所得運行數(shù)據(jù)推導(dǎo)隨機試驗量級的方法本標準采用增加振幅而縮短試驗時間的方法（即“振幅增強法” ），為進行模擬長壽命振動試驗，加速度比例系數(shù)計算方法I中采用圖A.2所示典型疲勞強度曲線I,并進行以下假設(shè)：a）作用于設(shè)備上的加速度與所產(chǎn)生的應(yīng)力幅度（最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差）成正比，見式（ A.1）

53、。0=M A/S（A.1） GB/T21563-2018式中：應(yīng)力，單位為帕（Pa）；M 質(zhì)量，單位為千克（kg） ；A加速度，單位為米每二次方秒（m/s2）;S截面積，單位為平方米（m2）。b ）損傷與應(yīng)力的 m 次冪和循環(huán)次數(shù)的乘積成正比。由假設(shè)a）可知：基于損傷與應(yīng)力幅度的正比關(guān)系可求得模擬長壽命振動試驗量級，即模擬長壽命振動試驗量級等于功能振動試驗量級乘以加速度比例系數(shù)。由假設(shè)b）可知式（A.2）。D=a Ao N（A.2）式中：D 損傷；N循環(huán)次數(shù)； o應(yīng)力幅度；m指數(shù)（典型值為39）;a常數(shù)。（對數(shù)坐標） ，疲勞強度曲線疲勞強度基準：）恒幅疲勞極限|m2 截止極限9|-5 X10。，（