この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
この国際規格は、顧客 (耐衝撃性の分析評価を必要とする) と供給者 (分析を実施する人) の間で確立されなければならない重要な技術的対話の要素を指定します。これは、計算解析に基づく機械システム (製品または人体) の耐衝撃性の評価において、顧客とサプライヤーの間でどのような情報を交換する必要があるかについてのガイドとなることを目的としています。
通常、実行可能な場合は、機器または構造コンポーネントの耐衝撃性を衝撃試験で検証する必要があります。試験手順と試験性能は、次のような国際規格の一部の分野ですでにカバーされています。
IEC 68-2-27:1987, 環境試験 — 2: テスト — テスト Ea およびガイダンス: ショック。
ISO 8568:1989, 機械的衝撃 - 試験機 - 特性と性能。
実践的な経験を通じて、衝撃試験は、衝撃荷重が加えられた機械、車両、構造物、または人間の対象の機械的応答に対する洞察をエンジニアに提供します。このようなテストにより、エンジニアは、製品および人間の被験者の機械的および機能的信頼性を計算よりも正確に判断できます。衝撃に対する耐性を評価するために物理的試験を受けた製品は、通常、数学的分析に基づく耐性の評価によって示されるよりも大きな耐性を示します。ただし、主に計算分析を実行する方法の改善と、現実世界との関係が以前よりもよく理解されているため、計算方法を使用して得られた数値結果に基づく評価の信頼性が高まっています。
衝撃試験が可能または実用的でないと考えられる場合は、衝撃試験よりも分析方法が好まれます。
- 評価が必要な構造物または設備が過度に大きいまたは高価である。
- 耐衝撃性の評価は、設計プロセスの一部として、および/または設計者が使用するモデルをテストおよび改善する目的で必要です。
- 設計者は、評価が必要な製品をテストするかどうか、およびどのようにテストするかを決定する際に分析サポートを必要とします。
- 設計者は、製品または製品クラスに対して実施された衝撃試験の結果を一般化するための基礎を探しています。また
- 耐衝撃性は、単純な数学的モデルを使用して適切に評価できます (たとえば、耐衝撃性の設計や耐衝撃性の取り付け用の留め具のレイアウトなど)製品の機械的挙動と複雑さ、製品が使用されるシステムの他の部分と比較した機能的重要性、および製品または製品がその一部であるシステムに課される安全要件に応じて、選択された分析アプローチが選択されます。製品の耐衝撃性を適切に評価するには、比較的単純な場合と高度な場合があります。それは次のように単純かもしれません
- 等価静荷重 ( g荷重) 解析、または
- モデルの弾性および/または塑性変形エネルギー能力を、衝撃パルス入力に関連するエネルギーを故障なく受け入れるモデル能力の尺度として使用する単純なモデルの解析。それは、
- 時刻歴、
- 有限要素、および
- 解析モーダル解析。
顧客と分析評価のサプライヤーとの間の誤解を避けるために、多くの詳細について話し合い、確立する必要があります。
- a)製品およびその環境の機械的特性 (すなわち、サイズ、重量、材料、構造または製造方法、動作条件、安全性、衝撃に弱いコンポーネント、パイプ接続、留め具など);
- b)衝撃入力パラメータ、許容限界要件またはその他の許容基準の仕様;
- c)適切な数学的モデル。その妥当性は、有用な結果を得るために必要な最小数のパラメータに関して、製品の機械的特性を特徴付けるモデルの能力によって測定できます。これらには、力とたわみの制約の種類 (線形または非線形、弾性または塑性、単独または組み合わせ)、システムまたはモーダル減衰のタイプ、エネルギーがシステムを介して伝播する方法、および形状と数が含まれます。モデルの自由度 (集中パラメータと有限、または連続と無限);
- d)適切な分析方法、関心のある周波数範囲、および調査の目的と限界。
- e)結果を提示する方法とスタイル
十分な技術情報が顧客から提供されない、または提供されないために、サプライヤが背景知識を適切に適用できない場合があります。ただし、顧客は、分析評価から何が期待できるかを認識している必要があります。
Introduction
This International Standard specifies the elements of the essential technical dialogue that must be established between a customer (who needs an analytical assessment of shock resistance) and the supplier (the person carrying out the analysis). It is intended to be a guide on what information should be exchanged between a customer and a supplier of an assessment of the shock resistance of a mechanical system (a product or human subject) where the assessment is based on computational analysis.
Normally, and where practicable, the shock resistance of the equipment or structural components should be verified by shock tests. Test procedures and test performance are already covered in some fields by International Standards, such as
IEC 68-2-27:1987, Environmental testing — 2: Tests — Test Ea and Guidance: Shock.
ISO 8568:1989, Mechanical shock — Testing machines — Characteristics and performance.
Through hands-on experience, a shock test can provide engineers with insight into the mechanical response of a machine, vehicle, structure or human subject to which an impact load has been applied. Such tests enable an engineer to determine the mechanical and functional reliability of a product and of a human subject more accurately than by computation. A product subjected to a physical test to assess its resistance to shock usually shows greater resistance than is indicated by an assessment of its resistance based on a mathematical analysis. However, there is an increasing reliance on assessments based on numerical results obtained using computational methods, primarily because of improvements in the methods by which computational analyses are accomplished and because their relationship with the real world is now understood better than before.
Analytical methods are preferred over shock tests when shock tests are not considered possible or practical, for example in cases where
- the structure or equipment for which an assessment is required is excessively large or expensive;
- an assessment of shock resistance is required as part of the design process and/or for the purpose of testing and improving the model used by the designer;
- the designer needs analytical support in deciding whether and how to test the product for which an assessment is required;
- the designer is seeking a basis for generalizing the results of shock tests performed on a product or class of products; or
- the shock resistance can be assessed adequately by using simple mathematical models (for example, in shock isolation design or the layout of fastenings for shock-resistant installations).Depending upon the mechanical behaviour and complexity of the product, its functional importance relative to other parts of the system in which it will be used, and the safety requirements imposed on the product or the system of which it is a part, the analytical approach selected to assess appropriately the product's shock resistance may be relatively simple or sophisticated. It may be as simple as
- an equivalent-static-load (g-load) analysis, or
- an analysis of simple models using the elastic and/or plastic deformation-energy capability of the model as a measure of the model's capability to accept without failure the energy associated with a shock-pulse input.It may be as sophisticated as computational methods that make use of
- time history,
- finite elements, and
- analytical modal analysis.
In order to avoid misunderstandings between the customer and the supplier of an analytical assessment, many details need to be discussed and established concerning
- a) the mechanical properties of the product and its environment (i.e. size, weight, material, method of construction or manufacture, operating conditions, safety, shock-sensitive components, pipe connections, fasteners, etc.);
- b) the specification of the shock-input parameters, tolerance-limit requirements or other acceptance criteria;
- c) the appropriate mathematical model, the adequacy of which can be measured by the model's capability for characterizing the mechanical properties of the product in terms of the least number of parameters required to yield useful results. These include the kind of force-deflection constraints (linear or non-linear, elastic or plastic, singly or in combination), the type of system or modal damping, the manner in which energy is propagated through the system, and the form and number of degrees of freedom of the model (lumped-parameter and finite, or continuous and infinite);
- d) an appropriate method of analysis, frequency range of interest, and the purpose and limits of the investigation;
- e) the method and style of presenting the results.
Sometimes the supplier is handicapped in applying his background knowledge properly because sufficient technical information is not or cannot be furnished by the customer; however, the customer should be aware of what he can expect from an analytical assessment.