中国科学院空天信息创新研究院环境模拟实验室作业指导书

作业指导书文件编号Q/HM3-014-2020实施日期2020年09月14日14-0中国科学院空天信息创新研究院环境模拟实验室作业指导书冲击试验作业指导书(设备型号：CXP-100)1.范围本标准规定了冲击响应谱试验的试验评审、试验准备、试验实施和试验后工作的要求，列出了冲击响应谱设备的主要参数，并给出了冲击响应谱参考表。本标准适用于冲击响应谱试验。2.适用标准GJB1027A-2005《运载器、上面级和航天器试验要求》GJB150.18A-2009《军用装备实验室环境试验方法第18部分：冲击试验附录A.3冲击响应谱》GB-T2423.57-2008《试验Ei冲击冲击响应谱合成》GB-T2423.5-1995《试验Ea和导则冲击》3.术语与定义3.1固定点样品与夹具或振动台面接触的部分，在使用中通常是固定样品的地方。如果是实际安装结构的一部分作夹具使用，则应取安装结构和振动台面接触的部分作固定点，而不应取样品和振动台面接触的部分作固定点。3.2检测点位于夹具、振动台或者样品上的点，并且要求尽可能接近于一个固定点，而且在任何情况下都要和固定点刚性连接。3.3控制点在试验中，通过使用来自一个检测点上传感器的信号，按照有关规范的要求(如进行连续的算术平均或者比较技术处理)实现振动试验量级的控制。这种传感器的安装位置称为控制点。3.4监测点为观测特定位置冲击响应情况而设置的监测点。监测点未必靠近任一个固定点。4.试验评审4.1概述为保证试验人员、受试样品及试验设备等安全，试验前应就试验条件与委托方进行沟通，确定或协助委托方确定试验类别、试验项目及条件、试验时间等，权衡收益和风险，并形成委托协议书，由双方签字确认。4.2评审4.2.1要求试验前应根据委托方提供的、签署有效的试验条件进行评审，决定是否承接任务。如承接任务，则应在委托协议书中确定：委托方试验负责人；试验时间；试验条件是否有分包项目（如有需分包的项目，应征得委托方同意）；其他事项（如夹具、报告）。4.2.2试验条件4.2.2.1当委托方需要进行冲击响应谱试验时，应评审以下条件是否明确、设备是否满足要求：频率范围；拐点频率；冲击谱值；上升斜率；最大加速度；试验次数及方向；激励脉冲持续时间；样品安装方式以及是否有专用夹具；其他需要确定的内容。当委托方未全面提供上述信息时，应及时沟通。4.2.2.2冲击响应谱试验评审和实施时，应注意：控制点位置选择；样品重量;将委托方提供的上述条件与试验设备能力进行对比，确定是否可以承接任务及承接任务的注意事项。4.2.3试验设备根据委托方提供的试验条件，判断试验过程中可能出现的加速度、最大载重等条件是否超出试验设备能力。选择设备应当遵循“可用、合理、安全”的原则：可用——所选用设备应当胜任试验任务，此时设备能力可能远远超过试验任务需求；合理——所选设备在“可用”的前提下应选用功耗小、成本相对低的试验设备；安全——所选设备必须保障试验人员、受试样品及试验设备的安全，如不能保证人员设备安全，则试验不得开展。4.2.4试验人员技术评审后，应确定试验项目主管及试验员，并将其填入试验任务单。试验项目主管应：熟悉标准方法或委托方通知等相关文件的要求；熟练掌握振动试验设备的操作；协调委托方试验时间安排；能准确解答委托方提出的相关技术问题，或者提供合理的试验建议等。试验项目主管应根据委托方要求，在统筹试验人员、设备安排的情况下，合理安排试验时间，确保试验任务高质量高效率的完成。4.2.5样品及文件接收经评审确定可开展相关试验时，应按照相关规定接受样品，填入试验委托书或样品接收单，接收并保管好委托方签字确认的试验相关文件等。5试验准备5.1概述试验前，应从试验设备、夹具检查、样品安装、试振等方面进行准备。准备过程中应遵守设备安全操作规范，不得违规指挥、违规作业。5.2试验设备试验前状态检查5.2.1通用要求冲击响应谱试验中设备设施均应检定合格或经校准，且处于有效期内。5.2.2冲击响应谱注意事项试件装夹在台面上一定要牢固，严禁做试验时试件跌落飞出伤人。试件安装好后，做试验开始，人员严禁站在工作台面冲击运动方向的正面，必须在工作台面两侧1m以外。调整缓冲垫和阻尼弹簧时，一定要使摆锤处于最低位置。更换缓冲垫时，一定要等台面停止运动再进行，摆锤处于最低位置。做试验时万一发生问题，应及时切断电源，等排除故障后再开机。在使用过程中，若出现摆锤的设置提升高度与摆锤的实际提升高度严重不一致时，应及时通知设备管理员。在使用过程中，因应经常保持导轨的清洁，必要时用干布沾油少许擦拭水平导轨，之后要擦干。过多过厚的油膜容易积灰，会对导轨滑块的运动产生不良影响。5.2.3传感器应按需求选用传感器，传感器量程应满足试验要求，并应区分传感器类型（电荷、电压、ICP/IEPE），在连接控制仪和控制软件设置中应注意匹配。5.2.4控制仪检查控制仪与振动试验系统功率放大器、传感器和控制计算机连线是否正常。振动控制软件配置应与实际接线关系保持一致。5.3夹具检查5.3.1检查时机5.3.1.1夹具检查可以验证振动试验控制点是否超差或者验证试验前后夹具状态（试验状态）的一致性。5.3.1.2夹具检查除了应在试验准备阶段进行外，还宜在试验过程中及试验后进行，是否需检查应按试验有关规范的规定或视委托方的需求。5.3.2检查方法按照规定的方式将夹具安装到振动台的试验台面上，确认安装可靠后，如无特殊规定可按照试验条件夹具进行试振：5.4传感器安装5.4.1安装位置振动传感器的安装位置会对试验结果产生较大的影响，应慎重选择。一般应符合以下要求：控制点和监测点可选在夹具、试验台面或样品上，有规定时应按有关规范执行；控制点尽量接近固定点，并与固定点之间保持刚性连接；传感器优选螺接方式固定，其次可选用粘接方式；可根据需要确定控制点数量，对于大台面宜采用多点控制；当大量的小样品安装在一个夹具上，或一个小样品有许多固定点的情况下，可选择一个控制点，但该点应选择在夹具上，其条件是夹具装上样品后的最低共振频率应超过试验的上限频率。5.4.2其他注意事项传感器安装时还应注意：试验台面应平滑和无油污；引线接头不应受力，图1进行辅助固定；传感器和试验台面之间应绝缘良好，因此可使用绝缘垫片（块）等。1—试验台面；2—引线接头；3—胶带引线接头平行于试验台面时的固定5.5试验样品安装5.5.1概述样品或夹具的安装宜采用螺接的方式，当不能采用螺接时，可采用压接、胶接或者其他可用的方式进行。有关规范应规定重力的影响是否重要。如果重力影响重要的话，则样品的安装应使其重力作用方向与实际使用时的重力方向一致，否则样品可任意安装。无论采用何种安装方式，均应确保所用安装件合适、预紧力符合要求，保证人员设备安全。安装过程中应遵守相关安全规范要求。为检验安装有效性，应对夹具进行试振，试振量级、试振时间按有关规定执行。5.5.2试验前样品检查冲击台试振、夹具检查完成后，可对受试样品进行冲击前检查，检查可包括目视检查、功能检测和性能检测等，记录检查结果。检查正常时可开始正式试验。6试验实施6.1安全告知冲击试验中对人员的安全影响主要产生于振动和样品的安装、起吊过程，因此参加振动试验的试验人员和检测人员应采取安全生产、职业/健康防护措施，如佩戴耳罩、穿防砸鞋等。6.2试验6.2.1依据委托书、任务单确定试验所用夹具，及其他辅助工具。6.2.2安装试验夹具，并保证夹具与振动台刚性连接，用力矩扳手拧紧各紧固螺钉并保持力度一致70N·m。6.2.3打开位于设备后墙插电源开关，顺时针拧动液压系统开关（位于控制仪右下方钥匙）、上位机电源启动（打开控制仪机箱后盖可见），各系统打开是否正常。按照委托协议书设定正式试验条件（参考附录A，设备操作细则）。6.2.4依据委托书中的冲击试验条件对夹具进行多次试振，通过反复调整摆锤高度、挂垫毛毡厚度、阻尼弹簧、后条板方向的刚度组合直至冲击出符合试验要求的曲线为止。6.2.5委托方进行样品安装，实施过程检测。6.2.6试验准备完毕，对样品进行拍照并记录相应传感器位置。6.3监测与检测6.3.1试验过程中应对试验样品（含夹具）进行监测，随时注意试验参数的变化如发现异常，应立即中止试验并通知委托方。6.3.2试验过程中时刻监视试验设备运行情况，发现异常情况立刻中止试验，通知维修人员排故，待故障排除后继续进行试验。6.3.3监视试验样品安装情况，夹具与紧固件不应发生松动，发现异常应立即中止试验。6.4试验中断与故障处理试验期间，试验样品的异常现象判定为故障时，应按以下程序处理：6.4.1应记录故障现象、发现故障时的冲击条件、出现故障时故障样品的试验时间、通电时间；委托方进行故障分析，查找原因，制定纠正措施；6.4.2对已采取纠正措施的试验样品进行验证或对故障件单独进行验证。在作出试验通过的决定前，每个更换的部件都应承受完整的试验过程；6.4.3根据验证结果决定是否可重新开始试验、继续试验或结束试验。7试验后工作7.1试验样品和设备处置7.1.1试验结束，关闭上位机，液压系统，墙插电源开关；7.1.2待委托方拆除试验样品后，试验人员卸下样品夹具，清点试验工具；7.1.3清理设备及周围环境卫生；7.1.4按委托方或相关规范的要求妥善处置试验样品，委托方取走样品时应签字确认。7.2文明生产试验结束后，应清扫试验台及周边工作区域，试验夹具、紧固件分类放置于指定位置等。7.3原始记录和报告7.3.1原始记录试验时试验员应做好试验记录，试验后整理试验数据，检查试验记录的完整性，原始记录应包括：样品信息（包括名称、型号、编号等）；试验相关信息（包括委托方名称、地址，试验规范、条件，试验设备等）；环境条件；检测/监测记录；试验时间统计信息；（记录的试验时间必须与委托书中的试验时间一致）试验后的样品去向；其他需要记录的信息。原始记录不得随意修改。如需修改，应采用划改的方式，不得涂抹，保证原记录清晰可辨，修改后在修改处附近签名或签章确认。7.3.2试验报告试验报告应真实全面地反映试验情况。当有关规范规定试验报告内容及格式时，应按有关规范执行。如无特殊要求，应按照本实验室模板编写。设备操作细则1目的为保证环境试验检测结果的准确性；操作人员能够正确使用、操作CXP-100冲击响应谱试验机，特制定本操作规程。2范围本规程仅适用于环境模拟实验室CXP-100冲击响应谱试验机。3安全事项3.1操作设备，人员严禁站于台面冲击方向的正面，应离台体两侧1m以外；3.2试件在台面上要固定牢固；3.3调整缓冲垫和阻尼弹簧时，一定要使摆锤处于最低位置，并插上安全杆；3.4拔出安全杆后，方可启动系统。4使用前准备4.1检查工作台面的连接状况，工作台面与导轨滑块的连接是否良好，在冲击运动方响上是否滑动自如；工作台面与前条板的连接牢固，前条板与座之间是否有毛毡一类的弹性垫垫；工作台面与后条板的连接牢固；响应阻尼弹簧是否处于预紧受力状态；摆锤冲击头的连接是否牢固。4.2把相应的带有插头的连接线分别把冲击台体及油源与电控箱后面板的插座、接线端子相连接。4.3将台体与测量控制仪连接好（以选用四通道为例）。5设备操作步骤5.1用户界面冲击响应谱测控系统的运行界面左面一列按钮为功能区，右面顶部为通道选择区，下面为显示区。显示区占了运行界面的绝大部分区域。功能区包括六个按钮，分别为“新建试验”、“控制常数”、“参数设置”、“冲击试验”、“历史数据”、“打印曲线”、“格式转换”、“帮助”、“退出”。“新建试验”用来设定试验的一些基本信息，进行冲击试验前必须设定。“控制常数”为设备的基本信息，资深设备工程师才能修改或修改前联系设备厂家。“参数设置”用来设置试验条件和采集通道的参数。“冲击试验”用来打开冲击试验控制界面。“历史数据”用来调用以前试验的数据并进行显示或打印。“格式转换”用来将转换存储格式。“帮助”用来打开帮助文件。“退出”用来退出本测控系统。5.2控制常数在主界面点击“控制常数”按钮后，弹出控制常数设定对话框此控制常数与设备有关，只有资深设备工程师才能修改或修改前联系设备厂家，建议一般不要修改。5.3参数设置在主界面点击“参数设置”按钮后弹出参数设置对话框，包括两部分参数需要设置冲击谱参数和通道参数，系统自动打开默认的参数文件。冲击谱参数用来设定冲击试验的试验条件参考谱，通道参数用来设定各采集通道的参数。5.4冲击控制在主界面点击“冲击控制”后显示冲击控制界面，首先要设定提升高度（>0），然后选择单次冲击或连续冲击。选择单次冲击时，人工控制设备进行试验，点击“上升”按钮后，弹出图6-14所显示的对话框，可选择是否要进行单次冲击。选择连续冲击时，设定好连续冲击次数和两次冲击的间隔时间，按“开始”按钮后，控制系统将自动控制设备进行试验。若摆锤上升到设定高度后不想冲击了，可以点击“紧停”按钮，停止设备运转。设备状态指示显示设备当前的运行状态。在紧停状态下，可按“下降”按钮将摆锤慢慢降到最低点。完成冲击次数用来显示自上次清零后的累计冲击次数，完成冲击总次数用来显示本次试验的累计冲击次数。5.5“退出”按钮用来退出控制界面。5.6截图保存曲线。6注意事项6.1试件装夹在台面上一定要牢固，严禁做试验时试件跌落飞出伤人；6.2试件安装好后，做试验开始，人员严禁站在工作台面冲击运动方向的正面，必须在工作台面两侧1m以外；6.3更换缓冲垫时，一定要等台面停止运动再进行，摆锤处于最低位置；6.4做试验时万一发生问题，应及时切断电源，等排除故障后再开机。7清洁保养7.1