Mechanical Shock Test 中的Duration time 問題

Astro_tsai

Hi All,
一般在做單機的shock test, 有一個參數是Duration time, ex. 50 G 11ms, 其中的11ms 是如何定義?

有人說 是依照產品撞擊到不同材質上所反應的時間, ex 10~11ms 是落在紙上, 26ms 是EPE, 2.5ms 是落在鋼體...

請問有相關的書籍 或整理資料? 以應用在產品設計測試規格....

感恩

liaojenyi

推薦以SRS(Shock Response Spectrum)來比較衝擊規格嚴厲度。
不知道『有人說 是依照產品撞擊....』出自何處，但覺得不太可靠。
推薦看Gaberson的一些介紹：
http://www.sandv.com/downloads/0309lang.pdf   （Shock'n on Shakers）
http://www.sandv.com/downloads/1201gabe.pdf   (Shock Severity Estimation)
http://www.sandv.com/downloads/1004gab2.pdf  (PVSS Matlab Program)
http://www.sandv.com/downloads/1004gabe.pdf  (Effects of Filtering Shock Data)
http://www.sandv.com/downloads/1004lang.pdf   (A New American National Standard for Shock Testing Equipment)

liaojenyi

http://www.sandv.com/downloads/0309gabe.pdf    (Using the Velocity Shock Spectrum to Predict Shock Damage)

hlperng

這是直覺與理性的議題，就像最近正夯的書：《快思慢想》一樣。衝擊試驗，和所有的環境試驗一樣，從最早的模擬環境因子、到模擬環境效應，專業技術與知識累積越多、其詮釋的空間也越大。問題是從那一個角度切，或是想要什麼樣的答案。

衝擊試驗從最早模擬環境的落下試驗、衝擊波形試驗，到最近的衝擊響應頻譜試驗，同樣試驗的目的，有各種解釋的方式，經過適當的討論，或許可以得到自己想要的答案。

落下試驗(drop test)，以高度、碰撞地面條件、次數作為試驗規格的主要參數項目，又分為自由跌落(free drop)、邊角跌落等，顛簸(joint)、滾動(jumble)、滾動(jumble)等，都是以模擬搬運、運輸等作業環境條件，基本上是早期的試驗方法，以使用者為實際直接觀點的試驗方法，目前則多見於運輸箱、包裝方式的脆弱性評等(fragility rating)。

衝擊波形試驗，以加速度g值、作用時間(duration)、波形、次數為試驗規格的主要參數項目、是70到90年代測試驗證電子設備耐衝擊能力的主要試驗方法，模擬設備安裝平台所受到的衝擊環境條件，常用的波形有方波、半正弦波、三角波、前緣鋸齒波、與後緣鋸齒波等，實務上最常見的半正弦波與後緣鋸齒波兩種。其中作用時間11 msec、6 msec是"經典"的試驗規格，至於其源由，但早期以美軍標準為聖牛圖騰的環境試驗領域，可找到適當且合理的解釋文章或論述很少，加上後期轉向以衝擊響應頻譜為主要試驗規格參數之後，幾乎沒有人解釋為什麼。

衝擊響應頻譜是近年來公認(IEC)為最能測試物品耐衝擊能力的試驗方法，以包含衝擊響應加速度(g)及虛擬頻率(f_n)為主的衝擊響應頻譜、及次數為試驗規格的主要參數項目。

EIA JESD-22 B104C (2004)：《機械衝擊》(Mechanical Shock)，規定的衝擊試驗條件，加速度g值由100g到2,000g、試驗時間由0.3 msec到2.0 msec，積體電路(IC)環境試驗標準，共8種試驗條件。其中，

1. 試驗條件H：2,000 g、0.3 msec；
2. 試驗條件G：2,000 g、0.4 msec；
3. 試驗條件B：1,500 g、0.5 msec；
4. 試驗條件F：900 g、0.7 mse；
5. 試驗條件A：500 g、1.0 msec；
6. 試驗條件E：340 g、1.2 msec；
7. 試驗條件D：200 g、1.5 msec；
8. 試驗條件C：100 g、2.0 msec。

EIA JESD-22 B111 (2003)：《手持式電子產品電路板層級零件跌落試驗方法》(Board Level Drop Test Method of Components for Handheld Electronic Products)，規定的衝擊試驗規格主要為JESD-22 B104試驗條件B(1,500 g、0.5 msec、半正弦波)，另外亦可使用試驗條件H(2,900 g、0.3 msec、半正弦波)。

EIA-364-27, 《電氣連接器機械衝擊(特定波形)試驗程序》(Mechanical Shock (Specified Pulse) Test Procedure for Electrical Connectors)，連接器(connectors)環境試驗標準，取代美軍標準MIL-STD-1344，規定有12種試驗條件。其中，

1. 試驗條件H：30 g、11 msec、半正弦波；
2. 試驗條件I：30 g、11 msec、鋸齒波；
3. 試驗條件A：50 g、11 msec、半正弦波；
4. 試驗條件E：50 g、11 msec、鋸齒波；
5. 試驗條件B：75 g、6 msec、半正弦波；
6. 試驗條件F：75 g、6 msec、鋸齒波；
7. 試驗條件C：100 g、6 msec、半正弦波；
8. 試驗條件G：100 g、6 msec、鋸齒波；
9. 試驗條件D：300 g、3 msec、半正弦波；
10. 試驗條件J：500 g、1 msec、半正弦波；
11. 試驗條件K：1,000 g、0.5 msec、半正弦波；
12. 試驗條件L：1,500 g、0.5 msec、半正弦波。

IEC 60068-2-27, Environmental Testing Part 2: Tests, Test Ea and Guidance: Shock

IEC 60068-2-29, Environmental Testing Part 2: Tests, Test Eb and Guidance: Bump

IEC 60068-2-31, Environmental Testing Part 2: Test, Test Ec: Drop and Topple, Primarily for Equipment Type Specimens

IEC 60068-2-32, Environmental Testing Part 2: Test, Test Ed: Free Fall

IEC 60068-2-55, Environmental Testing Part 2: Test, Test Ee: Bounce

IEC 60068-2-62, Environmental Testing Part 2: Test, Test Ef: Impact, Pendulum Hammer

IEC 60068-2-63, Environmental Testing Part 2: Test, Test Eg: Impact, Spring Hammer

IEC 60068-2-75, Environmental Testing Part 2: Test, Test Eh: Hammer Tests

MIL-STD-202 TM203, Random Drop

MIL-STD-202 TM123, Shock (Specified Pulse)

MIL-STD-750 TM2016, Shock

MIL-STD-810 TM516, Shock

MIL-STD-810 TM517, Pyroshock

MIL-STD-883 TM2002, Mechanical Shock

MIL-STD-1344,  Test Methods for Electrical Connectors, TM2004: Shock (Specified Pulse)

MIL-S-901, Shock

Astro_tsai

感謝廖博, 彭博的回覆, 對於SRS的重視, 是否可以理解為"藉由SRS, 獲得共振響應的頻段, 以避免共振效應所造成的危險"?

另外問一個問題 同G值, 不同duration time, 待測物是否會有同樣的SRS?

liaojenyi

要看待測物的自然頻率！
若待測物的自然頻率很高，則是有可能的。