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1. 定义

机械冲击试验（方波）是一种通过施加具有方波形状冲击脉冲来测试产品或材料在瞬间剧烈冲击下的响应特性的试验方法。方波冲击的特点是在极短时间内，加速度迅速上升到设定峰值并保持一段时间，然后突然下降，其波形类似一个矩形。这种冲击波形能够模拟产品在实际使用过程中可能遇到的突然碰撞、撞击等情况，例如产品在运输过程中的掉落、高速运动物体的突然停止碰撞等。

与半正弦波冲击相比，方波冲击的能量传递更为突然和集中，因为它在上升沿和下降沿的变化非常陡峭，能在短时间内对产品施加较大的冲击力，从而更严格地考验产品的抗冲击性能。

1. 检测目的

• 在对安全性要求较高的领域，如航空航天、汽车安全系统、医疗设备等，产品在遭受突然冲击时的可靠性直接关系到生命安全和设备的正常运行。机械冲击试验（方波）能够提前发现产品可能存在的安全隐患，例如关键部件在冲击下的损坏可能导致设备故障，从而引发安全事故。通过试验，可以采取相应的防护措施，如加强关键部件的结构强度、增加缓冲装置等，有效降低安全风险和经济损失。

• 帮助企业了解产品在方波冲击这种***条件下的性能表现。通过观察产品在冲击后的机械结构完整性、电气性能稳定性、功能可靠性等方面的变化，为产品的设计改进提供数据支持。例如，如果产品在方波冲击后出现零件损坏、电气短路或者功能丧失等问题，企业可以针对性地对产品结构、材料或者内部电路等进行优化，以提高产品的抗冲击性能。

• 在产品制造过程中，机械冲击试验（方波）是确保产品质量稳定性的关键环节。通过对产品进行方波冲击试验，可以验证产品是否能够承受规定强度的瞬间冲击，符合设计要求和相关质量标准。对于采购方来说，试验合格与否是验收产品的重要依据，只有通过这种严格冲击试验的产品才能在质量上得到认可，从而***投入市场的产品质量可靠。

• 质量控制与产品验收

• 性能评估与优化

• 安全保障与风险防范

2. 检测标准

• 在电子设备制造业，如 IPC - TM - 650《Test Methods Manual》中规定了电子组件和电路板的各种测试方法，其中包括一些特殊的冲击试验，可能涉及方波冲击的情况，用于评估电子设备在生产和使用过程中的可靠性。在航空航天行业，针对航空电子设备和飞机结构部件等，有专门的行业标准规定方波冲击试验的具体参数和要求，这些标准更加严格，以确保航空航天产品的高可靠性。

• GB/T 2423.6 - 2019《环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Eb 和导则：碰撞》：类似于上述***，主要针对碰撞试验，但其中一些关于冲击脉冲的特性、试验设备要求和试验程序等内容可以应用于方波冲击试验。它为国内产品在类似冲击试验方面提供了参考依据。

• IEC 60068 - 2 - 29:2007《Environmental testing - Part 2 - 29: Tests - Test Eb and guidance: Bump》：此标准虽然主要涉及的是 “碰撞” 试验（bump），但其中的原理和部分试验方法对于方波冲击试验也有参考价值。它规定了试验设备的基本要求、试验程序以及结果评定等内容，为相关产品的国际通用测试提供了一个框架。

• *** 16750 - 3:2012《Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment - Part 3: Mechanical loads》：在汽车电气和电子设备的机械负载测试部分，包含了对机械冲击试验的要求，其中涉及到可能与方波冲击类似的瞬间冲击情况，对汽车相关产品的方波冲击试验条件和标准的制定有一定的指导意义。

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• 行业标准

3. 检测方法

• 试样准备：从待测试的产品中选取有代表性的样品，仔细检查产品的外观，确保没有明显的缺陷，如裂纹、松动的零件等。对产品进行清洁和预处理，如安装必要的附件或进行初始性能测试，记录产品的初始状态。根据产品的实际使用场景和试验要求，确定产品在试验台上的安装方式，安装好夹具并将产品固定在冲击试验台上。

• 试验条件设置：根据产品的类型、使用环境、相关标准以及试验目的，设置方波冲击试验的参数。这些参数主要包括峰值加速度（通常以重力加速度 g 为单位，范围可能从几十 g 到数千 g，具体取决于产品类型）、脉冲持续时间（一般从几毫秒到几十毫秒）、冲击方向（通常包括上下、左右、前后三个方向）和冲击次数等。例如，对于一些小型电子设备，峰值加速度可能设置为 100g - 500g，脉冲持续时间为 5 - 10 毫秒，每个方向冲击 3 - 5 次。

• 进行试验：启动方波冲击试验台，按照设定的试验条件进行冲击试验。在试验过程中，通过传感器实时采集产品的加速度和位移等冲击响应数据，并传输到数据采集系统进行记录和分析。同时，观察产品在冲击过程中的外观变化，如是否有零件脱落、结构变形、外壳破裂等情况，以及产品的工作状态是否正常，例如电子设备是否出现死机、重启、信号中断等现象。

• 试验结束处理：当完成所有规定方向和次数的冲击后，停止冲击试验台。小心地取下产品，对产品进行全面的检查和测试。检查产品的外观是否有损坏，包括裂纹、变形、磨损、零件脱落等；对产品的功能进行测试，如电子设备的电气性能（信号传输质量、电源稳定性等）、机械产品的运动功能（灵活性、精度等），评估产品在方波冲击试验后的性能变化和损坏情况。

• 方波冲击试验台：这是进行机械冲击试验（方波）的核心设备，主要由冲击发生器、台面、控制系统和能量吸收装置组成。冲击发生器能够产生方波形状的冲击力，通过***控制，使加速度在极短时间内上升到设定峰值，并在规定时间内保持该峰值。台面用于固定被测试产品，其设计要***产品能够均匀地受到冲击力。控制系统可以设定冲击的峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向等参数。能量吸收装置用于在冲击结束后吸收剩余能量，防止设备反弹对产品造成二次冲击。

• 传感器：包括加速度传感器和位移传感器。加速度传感器用于测量产品在冲击过程中的加速度变化，确保实际冲击加速度符合设定值。位移传感器则用于监测产品在冲击过程中的位移情况，以评估产品的结构变形程度。这些传感器将物理量转换为电信号，通过数据采集系统进行记录和分析。

• 夹具：根据产品的形状、尺寸和重量等因素专门设计，用于将产品牢固地固定在冲击试验台的台面上。夹具要***产品在冲击过程中不会发生位移，并且能够准确地传递冲击力，避免因固定不牢而导致试验结果不准确。

• 试验设备

• 试验程序

4. 判定标准

• 在实际判定中，需要综合考虑外观检查、性能测试和功能检查的结果。如果产品在这三个方面都符合标准要求，则可以判定机械冲击试验（方波）合格；否则，判定为不合格。同时，还可以根据试验过程中出现的问题和性能变化情况，对产品的抗冲击性能进行评估，为产品的改进和优化提供依据。例如，如果产品在某个冲击方向或参数下出现问题，可以针对性地采取措施，如调整结构设计、增加缓冲材料或装置等，以提高产品的抗冲击性能。

• 检查产品在方波冲击试验后的功能是否正常。例如，对于电子设备，检查其各种功能（如显示功能、通信功能、按键功能等）是否完好；对于机械产品，检查其各种工作功能（如转动、滑动等）是否正常。如果产品的功能正常，则判定功能合格；若出现功能故障，则判定为不合格。

• 根据产品的性能指标要求，对产品进行全面的性能测试。如果产品在方波冲击试验后的性能参数（如机械产品的强度、精度、效率，电子设备的电气性能参数等）仍在规定的合格范围内，则判定性能合格；否则判定为不合格。例如，对于电子设备，测试其在冲击后的信号传输质量、电源稳定性等参数；对于机械产品，测试其在冲击后的强度、精度等性能指标。

• 观察产品在方波冲击试验后的外观变化。如果产品外观没有明显的损坏迹象，如无裂纹、变形不影响使用、零件没有脱落等，可初步判定外观合格。若出现严重的外观损坏，如结构断裂、外壳破碎、关键部件丢失等，则判定为外观不合格。

• 外观检查判定

• 性能测试判定

• 功能检查判定

• 综合判定