一、标准概述

IEC 60068-2-57:2013是规定通过时间历程法和正弦拍频法对试件进行非包装瞬态振动试验（试验Ff）的国际标准，用于评定试件在规定振动条件下的耐受能力。

二、适用范围

IEC 60068-2-57:2013 的适用范围：本标准适用于电工电子产品非包装件的瞬态振动试验，规定了时间历程法和正弦拍频法两种试验方法，用于评定试件在规定瞬态振动条件下的结构完好性和性能耐受能力。

三、试验条件与所需仪器

试验条件

• 非包装件刚性固定于振动台，三轴向依次试验。

• 采用时间历程法或正弦拍频法，严酷等级（峰值加速度、频率范围、持续时间等）由产品规范选取。

• 典型峰值加速度10g～100g，持续时间数毫秒至数十毫秒。

• 频率范围一般10Hz～500Hz。

• 加速度容差±1.5dB。

所需仪器

• 川至仪器振动台（或冲击机）

• 功率放大器

• 加速度传感器（基准点+检查点）

• 波形发生与控制系统

• 数据采集记录系统

• 安装夹具

四、试验过程与要求

试验目的

通过时间历程法或正弦拍频法，对非包装试件施加规定的非重复性瞬态振动，模拟产品在运输、使用等过程中可能遇到的瞬态振动环境，评定试件的结构完好性和功能耐受能力。

试验设备

• 川至仪器振动台（瞬态振动发生器/冲击机）：产生所需瞬态振动波形，频率范围一般覆盖10 Hz～500 Hz。

• 功率放大器：驱动振动台产生所需振动量级。

• 加速度传感器（基准点+若干检查点）：基准点传感器接入闭环控制回路，检查点用于监控试验均匀性。

• 波形发生与控制系统：精确生成激励信号，闭环控制振动输出。

• 数据采集与记录系统：记录各点加速度时程，用于试验后容差判定。

• 安装夹具：将试件按实际安装状态刚性固定于振动台。

试验过程

1. 试验准备：试件为非包装件，按实际安装条件刚性固定于振动台；在试件上设置若干检查点，选取一个作为基准点接入闭环控制，其余为检查点；各点安装加速度传感器。

2. 试验方向：三个互相垂直的轴向依次进行试验（除非规范另有规定）。

3. 施加振动：

• 时间历程法：将实际采集或合成的瞬态加速度时程波形作为激励信号，以基准点闭环控制驱动振动台再现该波形，沿每个轴向单次施加一次完整波形。

• 正弦拍频法：由单一正弦频率经低频信号调制产生拍频波形，载波频率在规定范围内扫描，以基准点闭环控制，沿每个轴向单次施加一次完整拍频波形。

4. 试验后检查：对试件进行外观检查和功能检测，按产品规范规定的合格准则判定是否通过。

试验要求

• 严酷等级：峰值加速度、频率范围、持续时间等由产品规范选取，典型峰值加速度为10g、20g、40g、60g、100g等，持续时间数毫秒至数十毫秒，频率范围一般为10 Hz～500 Hz。

• 加速度峰值容差：±1.5 dB（约±15%），基准点与检查点之间均需满足。

• 波形容差：时间历程法要求基准点实测波形与目标波形的相关系数≥0.75；正弦拍频法要求峰值加速度偏差在规定范围内。

• 检查点一致性：各检查点峰值加速度与基准点之差不超过规定限值（通常±3 dB）。

• 试验次数：每个轴向仅施加一次（非重复性瞬态振动）。

• 功能判定：依据产品规范规定的合格准则进行判定。

五、恢复条件

恢复步骤

1. 试验结束后，将试件从振动台上卸下，轻拿轻放，避免二次损伤。

2. 将试件置于标准大气条件下的环境中，静置恢复规定时间。

3. 恢复期间不对试件进行任何操作或通电检测。

4. 恢复结束后，先进行外观检查（有无裂纹、变形、松动、脱落等）。

5. 再按产品规范要求进行功能检测，判定是否满足合格准则。

关键要求

环境条件：温度15℃～35℃，相对湿度25%～75%，气压86 kPa～106 kPa。

恢复时间：由产品规范规定，一般不少于1 h。

判定时机：功能检测必须在恢复结束后进行，不得在试验刚结束时立即判定。

判定依据：严格按产品规范规定的合格准则（结构完好性、功能性能）进行判定。

注意事项

• 试件从振动台卸下时要轻拿轻放，避免因操作不当造成额外损伤，影响判定结果。

• 恢复期间严禁通电或进行任何检测，防止干扰恢复过程。

• 若产品规范要求试验中进行中间功能检测，则中间检测后也需按标准大气条件恢复后再继续后续试验。

• 传感器在恢复期间可保留在试件上，但不得作为判定依据。

• 若试件在试验中已出现明显损坏，可不再进行后续轴向试验，直接进入恢复与判定阶段。

六、设备要求

• 功率放大器

• 将控制器输出信号放大至驱动振动台所需的功率等级，频率响应与振动台匹配，失真度低。

• 加速度传感器

• 布设不少于 5 个测点：控制点用于闭环驱动，检查点用于验证谱形，响应点记录样品实际受振状态。需配合电荷放大器或信号调理器使用，确保微弱信号准确采集。

• 数据采集与分析系统

• 多通道同步采集，采样频率满足奈奎斯特定理，支持长时程存储。实时显示 PSD 谱形、Grms、频率等关键参数，自动生成试验报告。

• 试验夹具与固定装置

• 将样品刚性固定于台面，模拟实际安装结构，螺栓扭矩严格控制，避免夹具自身引入共振或松动。

• 环境监控设备

• 温湿度记录仪全程监控试验与恢复环境，确保温度 15~35 ℃、湿度 25%~75% RH，数据可追溯。

七、其他注意事项

• 拍频周期设置
  每个拍频周期必须包含调制频率的半个周期，激励后必须留出自由响应衰减时间，不可连续激励不留衰减，否则会导致加速度叠加失真。

• 共振扫描不可跳过
  必须先按 1/2 倍频程逐步扫频找到共振峰值，再在危险频率上加载，不可直接按预定频率跳过扫描，否则可能漏检薄弱环节。

• 三轴不可同时加载
  X、Y、Z 三轴必须依次独立完成全部循环，严禁同时多轴激励，避免耦合效应导致结果不可控。

• 样品安装刚性要求
  夹具螺栓扭矩必须按标准值严格控制，过松会引入额外共振，过紧会改变样品边界条件，两者都会导致结果失真。

• 传感器安装要牢靠
  传感器必须用胶粘或螺栓刚性固定在指定位置，松动会导致测量值严重偏离真实值，尤其高频段（>1000 Hz）极为敏感。

• 试验中途不可中断
  一旦开始拍频加载，不得随意停机调整参数。如需调整，必须从该轴向重新开始。

• 初始与最终检测必须一致
  检测项目、方法、判定标准必须完全相同，否则无法有效对比，结果无效。

• 记录必须完整
  共振频率、拍频参数、各轴向加速度、检测结果全部归档，缺任何一项报告均不被 CNAS/CMA 认可。

结语

IEC 60068-2-57 瞬态振动试验是评价非包装件在实际瞬态冲击环境下结构完好性与功能耐受能力的关键试验。试验核心在于：严格的波形复现（时间历程法/正弦拍频法）、精确的闭环控制（基准点+检查点）、规范的恢复与判定流程。试验人员应重点关注波形相关系数、容差控制及恢复条件的执行，确保试验结果的重复性与可比性，为产品可靠性设计提供有效依据。

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