IEC68-2-27

IEC 68-2-27 試驗方法Ea：衝擊
IEC 68-2-27 Test Ea：Shock
前言
本試驗法之目的為提供一標準試驗程序，以偵測試件在衝擊環境下之機械弱點及特定功能退化情形。

本試驗法亦可用於決定試件結構之整體性或視為試件品質管制之程序。

範圍
本試驗法適用於元件、裝備及電工產品在運輸或使用過程中，遭遇次數少且非重複性(non-repetitive)
之衝擊環境。

本試驗法適用於無包裝之裝備及含運輸箱之裝備。

如為後者，則運輸箱可視為試件本體之一部份。

限制
本試驗法並非模擬實際環境條件，但試驗嚴厲度及波形之選擇應儘可能重現試件在運輸或使用時所遭遇之環境效應或滿足結構整體性測試之需求。

本試驗法為非重複性試驗，若欲執行重複性衝擊試驗則請參考"IEC 68-2-29 試驗方法Eb：顛簸"。

測試步驟
1. 試驗前試件應依相關規範之規定執行目視檢查、電性及機械檢驗。

2. 由表1及表2選擇適當之脈衝波形及嚴厲度執行試驗。

3. 試驗中試件應依相關規範之規定執行操作或功能測試。

4. 試驗後試件應依相關規範之規定執行目視檢查、電性及機械檢驗，並明定允、拒收標準。

測試條件
∙脈衝波形：後緣鋸齒波、半正弦波或梯形波。

∙加速度值：如表1所示。

∙作用時間：如表1所示。

∙衝擊次數：三軸六向，每向3次，共18次(請參閱附錄)。

∙試驗容差
檢查點上之脈衝波形須符合圖1～圖3之要求。

波形：試驗波形應介於容差範圍（實線）內。

後緣鋸齒波：下降時間較短之非對稱三角形，如圖1所示。

半正弦波：正弦波之前半週期，如圖2所示。

梯形波：上升及下降時間較短之對稱梯形，如圖3所示。

速度變化容差：每一種脈衝波形，其速度變化量應維持在15％以內。

圖中縱軸為加速度，橫軸為時間，當由圖形面積積分求速度變化量時，積分時間應從脈衝作用前0.
4D開始計算至脈衝作用後0.1D為止(D為脈衝作用時間)。

如果必須使用複雜裝置以控制速度變化容差時，則須在相關規範中明定其作法。

側向運動：在檢查點上與衝擊方向相互垂直之運動方向，其加速度值不得超過峰值之30％
試驗設置
∙量測系統
量測系統之特性必須能確定檢查點在預定衝擊方向之脈衝是否在容差範圍內。

整個量測系統之頻率響應(包含加速儀)可能對試驗之精確性造成很大的影響。

因此，頻率響應須限制
在一定容差範圍內(詳見圖4之說明)。

∙固定(mounting)
試件應以正常安裝姿態固定於衝擊平台或夾具上執行試驗，有關試件固定需求詳見IEC 68-2-47之
規定。

其他
本試驗法所引用之專有名詞在ISO Standard 2041或IEC 68-1中皆有定義。

新增之名詞定義如下：
∙夾持點(fixing point)
試件與夾具或衝擊平台銜接固定之點。

這些點通常是試件實際使用時安裝固定之點位。

∙檢查點(check point)
最接近衝擊平台中心之夾持點位。

若其他夾持點位連接平台之剛性比上述點位更大時，取後者為檢
查點。

∙衝擊嚴厲度
包含加速度峰值及脈衝作用時間。

∙速度變化量
在特定加速度作用下，其速度變化量之絕對值
g
地球表面之標準重力加速度值，一般取10m/s2。

附錄：衝擊試驗指引
前言
本試驗法之目的為於實驗室內重現實際運輸或操作所產生之效應，基本上並非重現實際環境。

試驗之參數皆已標準化且包含適當之容差，其目的在使不同地點或不同操作人員皆能得到相同之試
驗結果。

試驗之應用
很多試件在使用、搬運及運輸過程中皆會遭遇衝擊環境，這些衝擊位準變化很大且特性複雜。

本試驗法係提供一傳統方法以確定試件承受非重複性衝擊環境之能力，至於重複性衝擊試驗，在"IEC 68-2-29
試驗方法Eb：顛簸"中有更詳細的討論。

為了驗證或品管的目的，本試驗法亦適用於元件型態之結構整體性測試，通常是施予某固定值的力
以產生較大加速度，特別是內部有空洞的情況。

常用的三種脈衝波形：
1. 半正弦波為重現線性系統受碰撞時產生之衝擊效應，例如彈性系統受撞擊之情形。

2. 梯形波比半正弦波具有較寬之頻寬及較高之頻譜強度，可用於重現太空探測器/衛星發射時，以爆
破方式切斷螺栓之效應。

3. 後緣鋸齒波比半正弦波與梯形波具有較均勻分布之響應頻譜。

半正弦波是最常用之試驗波形，而梯形波並不適用於元件型態之試件。

當操作/運輸環境之頻譜未知時，可參考表2之範例。

當試件為包裝型態時，所遭遇之搬運及運輸衝擊環境較為簡單，一般以半正弦波及速度變化量來表
示。

試驗嚴厲度
衝擊試驗之嚴厲度及波形應儘可能模擬實際運輸或操作時所遭遇之環境效應或滿足試件結構整體性
測試之需求。

一般而言，運輸環境較操作環境更為嚴厲，故試驗位準應以前者為準。

然而，試件在操作環境中需功能正常，因此試件必須經歷兩種衝擊狀況，即在運輸環境後執行參數量測，操作環境中執行功能測試。

當選用嚴厲度時，須考慮試驗位準與實際環境間之安全裕度。

若實際操作或運輸環境未知時，嚴厲
度之選用可參考表1。

容差
本標準在波形、速度變化及側向運動均有容差要求，因此具高重複性。

但是對於某些試件之質量或動態響應會影響衝擊機時則屬例外，此時相關規範應明定較大之試驗容差或將其結果記錄於試驗報告內。

在執行上述衝擊試驗時，應先執行預備衝擊，以瞭解衝擊機包含試件時之整體特性。

對複雜之試件，通常只有一件或少量可供測試，對於只衝一次或有限次數之試驗，如在正式試驗前反複衝擊，可能會造成過度試驗(overtest)或累積性之內傷，此時最好以代表件(例如剔退件)來執行。

若上述方法不適用時，則可使用同質量及重心之啞件，但須注意此種模型有時可能會有不同之動態響應。

量測系統(包含加速儀)之頻譜響應對預定波形及嚴厲度之達成有很大的影響，因此必須限制在圖4之容差範圍內。

當需使用低通濾波器以減低加速儀產生之高頻影響時，應考慮整個系統之振幅及相位特性，
以避免波形失真。

速度變化
對於每一種波形，其速度變化量可由下列方式決定：
·撞擊速度(不包含反彈時)。

·自由落體機制產生之落下及反彈高度。

·加速度/時間曲線之積分。

積分時間如無特別規定，應以實際速度變化前0.4D開始積分至脈衝作用後0.1D為止(D指理想脈衝作用時間)。

如果以電子積分法計算速度變化較為困難時，則須使用更精密的設備，但此時應先考慮精密設
備成本。

標示速度變化量之目的主要在使實驗室所執行之脈衝波形介於容差範圍內，以獲得較佳之重複性。

試驗條件
本試驗法之基本要求為三軸六向各施以三次衝擊。

對於某些對稱或很明顯可減少衝擊方向之情況，相關規範中可減少衝擊方向，但不能減少每向之衝擊次數。

實際上，試驗各項執行細節，應依試件數量、
複雜度、預算及安裝方向來決定。

本試驗法之目的並非評估疲勞累積效應，因此如能獲得足夠之試件時，可改為每一方向以一件試件執行三次衝擊。

元件層次可依據試件數量及固裝方式，對試件施加最小次數之衝擊，以符合規範之要求。

當僅有一件試件且必須執行十八次衝擊時，可能會出現異常而不具代表性之特性，因此規範之制訂
者應事先考慮。