配送用カートンは振動テーブルから完全に正常に取り出すことができます。
開ければ物語が違うかもしれません。
フォームがずれました。ケーブルがハウジングに擦れてしまいました。商品はカートンの片側の壁に向かって動いています。テストを独立した区画で開始したアクセサリーはもう存在しません。
どの瞬間にも劇的なことは起きませんでした。損傷は繰り返される振動によって進行しました。
これが問題です ISO 13355は調査を目的として設計されています。
ISO 13355:2016は、完全かつ充填された輸送パッケージおよびユニット積載に対して垂直ランダム振動試験を規定しています。この方法は、パッケージの強度や中身への保護力、またはその両方を評価するために使用できます。単独の振動試験として使用される場合もあれば、より広範な分布試験シーケンスの一部として使用されることもあります。
ただし、テストラボでは標準数値を知ることは始まりに過ぎません。
どのランダムな振動プロファイルが必要ですか?詰められたパッケージの大きさと重さはどのくらいですか?どうやって抑制するの?パッケージ、拘束ハードウェア、可動部品を追加した後、振動システムは必要なPSDを再現できますか?
これらの問題が、実用的なテストシステムかどうかを決めます。
ISO 13355が実際にテストするもの
標準のタイトルは注意深く読む価値があります:
ISO 13355:2016 — パッケージング — 完全かつ充填された輸送パッケージおよびユニット積載 — 垂直ランダム振動試験。
三つの部分がすぐに重要になる:
Complete and filled.ランダムです。垂直に。
試験試料は単なる空の箱ではありません。また、製品が包装から取り出されているわけでもありません。この方法は、垂直ランダム励起にさらされる完全な充填された輸送パッケージまたは単位荷重を中心に構築されます。
12kgの産業用コントローラーを考えてみましょう。
波形の箱に入って2つの成形フォームエンドキャップの間に入って出荷されます。ケーブルキットはコントローラーの隣の内側のコンパートメントに置かれ、カートンはテープで閉じられています。
振動表では、これらは4つの独立したオブジェクトではありません。
これらは一つの動的なシステムです。
コントローラーはフォームに対して相対的に動くことができます。フォームはカートンに対して圧縮されたり移動したりします。カートン自体がしわむことがあります。アクセサリーは、テスト開始時に触れていなかった表面に接触し始めることがあります。
この相互作用こそが、梱包振動試験では輸送構成全体を考慮する必要がある理由です。
パッケージを外すとテストが変わったことになりますが、簡略化ではありません。
10–200 Hz は完全なランダム振動仕様ではありません
ここでパッケージングのランダム振動試験が誤解されがちです。
A customer youにこう言う:
"10Hzから200Hzまでのランダムな振動が必要です。"
有用な情報ですが、テストの設定には不十分です。
ランダム振動は周波数帯域だけで定義されるわけではありません。
実際の輸送環境は振動エネルギーを様々な周波数に分散させます。実験室では、必要なランダム振動スペクトルがその分布を記述します。
ISO 13355自体はランダム振動理論の議論においてIEC 60068-2-64を参照しています。
PSDがエネルギーの所在を教えてくれる
パワースペクトル密度(PSD)はランダム振動エネルギーが周波数とともにどのように分布するかを記述します。
これは重要な点です。なぜなら、パッケージングシステムはすべての周波数で均等に応答するわけではないからです。
カートン構造はある領域で強く反応することがあります。クッションシステムは別のシステムに反応するかもしれません。パッケージ製品は独自の動的特性を持つことがあります。
振動エネルギーの集中点を変えれば、パッケージの反応も変更できます。
Grms Tells You Something Different
overall Grmsは全体のランダム振動レベルを測る指標を提供します。
PSDの代わりにはなりません。
同じ全体の振動プロファイルを想像してください。
プロファイルAは周波数帯域の一部により多くのエネルギーを集中させます。プロファイルBはその分配が異なります。
全体のレベルは同じかもしれませんが、励起は違います。
パッケージに周波数感応の挙動がある場合、その違いは重要になることがあります。
したがって、顧客が提供する場合:
"0.6 Grms"
まだ情報が欠落しています。
有用なテスト仕様のためには、以下の組み合わせを理解する必要があります:
PSDプロファイル、周波数範囲、全体のGrmsおよびテスト時間。
同じGrmsは必ずしも同じランダムな振動テストを意味するわけではありません。
実用的なISO 13355テストシーケンス
正確な振動プロファイル、コンディショニング、受け入れ基準は適用される規格、顧客仕様、試験プログラムから得られるべきです。
実験室の観点からは、ワークフローは7つの実用的な段階に分けられます。
1. 振動要件の定義
まずは試験要件から始めます—シェーカーではなく。
確認する 必要なランダム振動プロファイル(関連するものを含む):
PSD、周波数範囲、全体のGrmsおよび持続時間。
要件が顧客仕様やより広範な配布テストプログラムから来ている場合は、その文脈をテストと保持してください。
振動コントローラーに既に保存されているプロファイルを選択しないでください。
2. Prepare the Complete Package
分布に関連する構成で試料を組み立てます。
電子機器の出荷の場合、これは次の意味になるかもしれません:
Product + 保護袋 + フォームインサート + アクセサリー + 内包装 + 外側カートン。
自動車部品の場合は、複数の個別に保護された部品を含むカートンである場合もあります。
バッテリーや工業製品の場合、試料はかなり重い場合や単位負荷の一部となる場合があります。
テスト前に設定をドキュメント化してください。
3. Condition and Document the Specimen
包装材料は環境条件に反応できます。
波形板は明らかな例です。その機械的挙動は湿気や湿度によって影響を受けます。
該当するところは必要な条件付けを適用し、パッケージ寸法と充填質量を文書化します。
大きなまたは非対称荷重の場合、荷重分布や重心も設置計画時に考慮する必要がある場合があります。
4. Position and Restrain the Package
振動テーブル上に試料を必要な向きに配置します。
では抑制についてよく考えてください。
拘束具には役割があります。それは、意図された試験条件を維持し、安全でないまたは意図しない動きを防ぐことです。
その役割は輸送パッケージを剛性でクランプされた構造試験試験品に変えることではありません。
拘束が不足すると制御不能な動きを招くことがあります。
抑制しすぎると、評価しようとしたパッケージの応答が変わってしまいます。
Restrain the Package.テストを再設計しないでください。
これは特に大きなカートンや単位の積載物で重要になります。
カートンの上でストラップを強く引っ張ると、意図された配布条件にはなかった圧縮が生じる可能性があります。硬い側面の固定器具は、本来ならパッケージが感じるはずの動きを制限することがあります。
拘束装置は単に試料を取り付けやすくするのではなく、必要な試験条件を支えるものであるべきです。
5. 制御測定のインストールと検証
ランダムな振動には制御された励起が必要です。
制御加速度計、その取り付け装置、振動コントローラーは測定チェーンの一部であり、シェーカーが稼働した後に無視できる付属品ではありません。
緩いセンサー、取り付け面の不良、または制御位置の不適切な場合、試験結果が損なわれる可能性があります。
システムは、コントローラーが必要なランダムな振動入力を維持できるよう、信頼できるフィードバックが必要です。
6. Run the Random Vibration Profile
指定された垂直ランダム振動曝出を実行します。
テスト中はタイマー以上のものを見てください。
異常なパッケージの動き、制約の問題、予期せぬノイズ、制御喪失、またはテストの妥当性に影響を与える可能性のあるその他の挙動を探してください。
実行中にテストセットアップが大きく変わった場合は、必ず記録してください。
7. パッケージとその内容を検査
する振動が止まったら、部屋の向こう側から合格・不合格の判断をしないでください。
パッケージを体系的に検査してください。
まず外側のカートンや容器から始め、クロージャー、クッション材、内部包装を内側へと進めていきます。
最後に、製品自体を検査します。
機能製品の場合、目視検査だけでは不十分かもしれません。
カートンは問題なさそうです。荷物は合格しましたか?
必ずしもそうではありません。
ISO 13355はパッケージの強度と内容物に対する保護の調査に利用できます。
つまり、テスト後の検査は破れた段ボール以上のものも考慮する必要があります。
パッケージは内部に重要な変更があるにもかかわらず、外部の損傷はほとんど見られません。
フォームが移動した可能性があります。
成形された支持体がひび割れた可能性があります。
製品がカートン壁に接触するほどずれている可能性があります。
ケーブルがハウジングに繰り返し擦れている可能性があります。
コネクターやファスナーが緩んでいる可能性があります。
医療機器、電子機器、産業用コントローラーは見た目は正常であっても、その状態を確認する前に機能チェックが必要になる場合があります。
受理基準は製品と試験プログラムによって異なりますが、原理はシンプルです:
カートンの損傷が見えないからといって自動的にPASSを意味するわけではありません。
これは特にサーバー、自動車電子機器、バッテリーシステム、医療機器、家電、産業用制御などの高価値または機能的に重要な出荷において重要です。
積は異なります。工学的な問題は同じです:
パッケージは中身を守り続けましたか?
100 kgのペイロード評価がすべての100 kgのランダムテストが成功するわけではありません
これは包装振動試験機器を選ぶ際の最も重要な区別の一つです。
100kgのパッケージを固定振動テーブルに置く。
Nothing happens.
テーブルはそれを保持できます。
次に、同じシステムに指定されたPSDをそのパッケージが移動中に指定された周波数帯域で再現するよう求めます。
それは別の質問です。
Payload Is Only First Check
シェーカーは動くシステムを加速しなければなりません。
そのシステムには以下が含まれます:
Filled package
Restraint / fixture
Armature
Table or head expander
その他の移動ハードウェア
したがって、重要なのはパッケージ質量だけではありません。
そして質量だけが性能パラメータではありません。
ランダム振動能力は、必要なスペクトルやシェーカー全体の動作限界にも依存します。
試験によって、エンジニアリングチェックには以下が含まれます:
力、加速度、速度、変位、周波数。
これが次のような文の理由です:
パッケージの重量は80kgで、機械は100kgを支えています。」
機器選択を終えません。
より良い質問は次の通りです:
完全な負荷システムが力、速度、変位の制限内で必要なPSDを再現できますか?
それが重要な機能です。
ランダム振動はシミュレートされた輸送運動とは異なり
ますstrong data-start="14389" data-end="14407">transportingは多くの機器選択ミスを引き起こします。
輸送振動試験用に設計された機械は、必ずしもすべての輸送振動方法に適しているわけではありません。
ISOは、完全かつ充填された輸送パッケージのための異なる振動方法を区別します。ISO 2247は固定低周波正弦波振動を扱い、ISO 8318は可変周波数正弦波振動を扱っています。ISO 13355は垂直ランダム振動に対応しています。
振動法は機器を決定します。
ISO 13355では、システムが必要なランダム励起を生成・制御する必要があります。
典型的な電磁気学構成には以下が含まれます:
電磁シェーカー + パワーアンプ + 振動コントローラー + 加速度計 + テストテーブル/器具
ITM-LABの場合、RS-V Series ElectroDynamic Vibration Test Systemが、単に「輸送振動」を含む機械的輸送振動機械を選ぶのではなく、ISO 13355の適用に適合する機器プラットフォームとなります。
RS-Vプラットフォームはランダム振動試験をサポートし、複数の力構成で利用可能です。具体的な構成は実際のパッケージ、テーブル配置、必要な振動プロファイルに合わせる必要があります。
シェーカーは標準的な数値ではなくテストプロファイルを再現する必要があります。
ISO 13355のRS-V構成の選択
Start with the specimen.
シェイカーカタログではありません。
Package Dimensions
まず、必要なテーブル面積を決めます。
300mmカートンの400×と大型の工業用パッケージは、質量が似ていても非常に異なるテストインターフェースを必要とすることがあります。
パッケージは必要な拘束装置に合わせて組み立てる必要があります。
大型試料の場合、ヘッドエクスパンダーやその他のテーブル構成も移動システムに影響することがあり、能力評価で考慮する必要があります。
Filled Package Mass
実際の試験試料の質量を使います。
複数のパッケージが同時にテストされた場合、全体のテストロードを考慮します。
単位負荷の場合、質量分配も重要になることがあります。
Required PSD
可能な限り実際のランダム振動スペクトルを提供してください。
これは機器エンジニアにとって以下よりもはるかに有用です:
"ISO 13355マシンが必要です。"
システムはプロファイルを再現する必要があり、標準的な番号を認識するのではありません。
周波数範囲と全体のgrms
これらの値は振動需要の定義に役立ちますが、どちらもPSDとは独立して考慮すべきではありません。
周波数帯域だけでは不完全です。
Grms単独は不完全です。
PSDとともに、システムが再現しなければならないランダム環境の多くを記述します。
Test Duration
Durationもテスト要件に含
まれます。選択した構成は指定された露光条件のテスト条件下で動作する必要があります。
Restraint and Fixture
シェーカーで動くものはすべて移動質量に寄与します。
治具の剛性や形状も負荷システムに影響を与えることがあります。
それらを機器評価に含めてください。
Force, Velocity and Displacement
移動する構成と必要なランダムプロファイルが分かれば、選択したシステムは関連する動的限界に対して検証できます。
ここで機器の選択がペイロード比較ではなく工学的作業となります。
ITM-LAB RS-Vシリーズは、約980–9,800 Nのランダムフォースをカバーする電磁気動的振動構成を含み、振動コントローラ、治具、テーブルの構成が試験要件に応じて選択可能です。
ISO 13355アプリケーションの場合、最終的なRS-V構成は選択前に求められる垂直ランダムプロファイル、総移動負荷およびテーブル配置に照らして検証する必要があります。
ISO 13355 ランダム振動試験システム選択ロードマップ
機器を指定する最も信頼できる方法は、パッケージから外側に向かって作業することです。
機器サプライヤーに送るべき情報は?
見積もりを依頼する前に自分でシェーカー構成を計算する必要はありません。
しかし、「ISO 13355振動テスター」だけでは信頼できる推奨には不十分です。
参考文献は以下の通りです:
パッケージ/製品タイプ — 何を発送していますか?
パッケージ寸法 — 長さ×幅×高さ。
Filling package mass — 製品とパッケージを含める。
Quantity — 1つのパッケージか複数のパッケージか?
PSDプロファイル — 必要なスペクトルまたはテスト仕様があれば送信してください。
周波数帯域 — 必要な低周波数と高周波数。
overall grms — 必要なランダム振動レベル。
テスト時間 — 必要な露光時間。
拘束/取り付け要件 — すでに定義されている場合。
適用仕様 — ISO 13355および顧客または流通要件。
これらの入力により、機器供給者はパッケージの重量だけで推測するのではなく、テーブル配置、移動負荷、シェーカーの能力を評価できます。
ISO 13355 FAQ
ISO 13355とは何ですか?
ISO 13355:2016は、完全かつ充填された輸送パッケージおよびユニット積載の垂直ランダム振動試験の方法を規定しています。パッケージの強度、内容物の保護、またはその両方を評価するために使用できます。現在の第2版は2016年に出版され、ISOの2021年のシステマティックレビューで確認されました。
梱包振動試験におけるPSDとは何ですか?
PSD、またはPower Spectral Densityは、ランダムな振動エネルギーが周波数全体にどのように分布するかを説明します。
テスト定義および機器選択には、PSDプロファイルと周波数範囲、全体のGrms、持続時間を組み合わせて考慮する必要があります。
2つのプロファイルは同じスペクトル形状でも同じGrmsを持つことがあります。
ISO 13355にはどのような振動マシンが使われていますか?
ISO 13355は垂直ランダム励起を使用しているため、試験システムには制御されたランダム振動機能が必要です。
適切なコントローラー、加速度計、テストインターフェースを備えた電磁振動システムは実用的な解決策の一つです。
ITM-LABの場合、RS-Vシリーズが、必要なランダム振動プロファイルに合わせて設定するための適切なプラットフォームです。
正しいランダム振動シェーカーを選ぶ方法は?
完全なパッケージと必要なテストプロファイルからスタート。
パッケージ寸法と充填質量、PSD、周波数範囲、全体のGrms、持続時間、テーブル要件、拘束設定を定義してください。
その後、必要な力、速度、変位能力に対して完全な負荷システムを確認します。
ペイロード容量だけでシェーカーを選択しないでください。
標準番号から動作するテストシステムへ
ISO 13355は輸送パッケージのための垂直ランダム振動法を定義しています。
すべてのパッケージが同じになるわけではありません。
軽量電子カートンと重工業ユニットの負荷は、輸送振動試験を必要とすることがありますが、機器への要求は大きく異なります。
実用的な選択列は以下の通りです:
Complete Package → Dimensions + Mass → PSD → 周波数範囲 → grms + 持続→時間 テーブル + 総移動質量 →→ 力 / 速度 / 変位 → 負荷されたランダム能力 →シェーカー構成
このシーケンスに従うことで、最も一般的な機器選択ミスの一つ、つまりペイロード番号が十分に大きく見えるからといって振動システムを選ぶことを避けることができます。
適切なシステムは、実際のテスト構成を装着した状態で必要なランダム振動プロファイルを再現できるものです。
ISO 13355ランダム振動テストシステムを設定する必要がありますか?
どのシェーカー構成があなたのパッケージに合っているか分かりませんか?
パッケージ寸法と充填質量から開始し、ITM-LABに必要なPSDプロファイル、周波数範囲、全体のGrmsおよび試験時間を送信します。
当社のエンジニアリングチームは、移動荷重、テーブルおよび拘束要件、振動制御装置、負荷システム能力を評価し、適切なRS-Vシリーズ構成を推奨します。
