JIS Z 0119:2002 包装及び製品設計のための製品衝撃強さ試験方法 | ページ 3

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                                                                          平成  年 月 日作成
    試験実施者    所属                           製品名
                  氏名                           型式
                                           製
    試験開始日       年     月     日      品    製品寸法         L    ×W     ×H     mm
    実施場所                               仕    製品質量                             kg
                                           様
    試験環境            ℃          %            製品の材質
    前処置条件                                   製品価格                             円
                                                 衝撃試験機
                                           測
                                           定    測定周波数範囲                       Hz
                                           条    衝撃印加方向
                                           件
                                                  ジグ及び材質
                                                     許容速度変化                     m/s
                                                     波形
                                                     最大整形加速度                       m/s2
                                                正
                                                弦   作用時間                             ms
                                                半   落下高さ                             m
                                                波
                                           試
                                           験
                                           結        許容加速度                    m/s2
                                           果       波形
                                                    速度変化                              m/s
                                                台  作用時間                              ms
                                                形  落下高さ                              m
                                                波
                      衝撃台上の供試品支持状態図・損傷状況詳細図・要改善点など
                                     参考図2 試験報告書例

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Z 0119 : 2002
                       附属書1(参考)        衝撃応答スペクトル
  この附属書は,本体の規定に関する事項を補足するもので,規定の一部ではない。
  製品衝撃強さを表す損傷境界曲線が,製品の各部の衝撃応答スペクトルを基礎としているので,衝撃応
答スペクトルを理解するためのものである。
  一般的に工業製品は多くの部品によって構成されている。製品を附属書1図1に示すように1自由度系
の集合体と仮定して,この製品に衝撃パルスを加えたときの製品の各構成部分[ぜい(脆)弱構成部]が
どのような応答をするかを示したものが,衝撃応答スペクトルである。製品の各構成部分の応答は,構成
部の固有振動数と,加わる衝撃パルスの衝撃作用時間の関係で決まる。
                        附属書1図1 損傷しやすい部分をもつ製品のモデル
  m1,m2,m3は各部分の質量,k1,k2,k3はその部分を支持するばね定数,Mは基礎ベースの質量を表し
ている。Mに衝撃パルスを加えたとき,各部分mに生じる応答加速度の大きさは異なり,パルスの形状と
                                        1
衝撃作用時間Dと各部の固有振動数 ( fc       k / m ) に関係する。
                                       2
  附属書1図2は,基本的な衝撃パルスの方形波,台形波,正弦半波,正矢波及びのこぎり波による衝撃
応答スペクトルである。横軸を各部の固有振動数fcと入力衝撃パルスの有効作用時間Deの積,縦軸は応答
加速度と入力加速度の比Am/A0(動的倍率係数)として表している。入力有効作用時間Deは波形の面積で
ある速度変化Vを,ピーク加速度A0で除した値である(方形波De=Dとすると,正弦半波では De      D,
及びのこぎり波はDe=0.5D,立上がりと下降時間が0.1Dの台形波はDe=0.9Dとなる。)。
  動的倍率係数が1.0以下となる領域,すなわち,入力衝撃パルスの作用時間が短い,例えば,製品の使
用中の落下による衝撃などにおいては,各部に生じる加速度の大きさは波形に関係なく衝撃パルスの面積
                                                             1
である速度変化Vに比例する。附属書1図2に示すように D e   fc<   となるような,極めて短い衝撃パル
                                                            2
スを製品に加えると,製品の各部分に生じる加速度の大きさAm、は,入力衝撃パルスの波形や加速度A0
に直接関係なく,式(3)のように速度変化Vに比例する。

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                                附属書1図2 衝撃応答スペクトル
                        Am/A0=2         攀      攀   攀       (1)
                        De=V/A0  (2)
                        Am=2       攀     攀   攀          2     攀      攀       
  附属書1図2の横軸De・fcが1/2         上の条件(例えば,De≧10ms,fc≧20Hz)では,基礎ベースMに生
じた加速度の12倍の加速度がDe・fcの値によって変化して各部のmに発生するが,方形波パルスでは
De・fcが0.5以上では2倍となる。

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Z 0119 : 2002
      附属書2(参考) 衝撃応答スペクトルから損傷境界曲線への変換
  この附属書は,本体の規定に関する事項を補足するもので,規定の一部ではない。
  衝撃応答スペクトルから損傷境界曲線に変換する理論を理解するものである。
  損傷境界曲線は,附属書1図2の衝撃応答スペクトルから誘導できる。方形波パルスの場合には,附属
書2図1の衝撃応答スペクトルをOA,AB及びBCに分割して数式で表すと,
                        OA : Am/A0=2                       1  (4)
                                                          0≦fc・De<
                                                          2
                        AB : Am/A0=2 sin (  瀰       1≦fc・De<21
                                                        攀              (5)
                                                      2
                        BC : Am/A0=2, 21≦fc・De  (6)
                      ここに, Am :  各部分に発生するピーク加速度
                                 fc :  各部分の固有振動数
                                A0 :  入力ピーク加速度
                                De :  入力有効作用時間
  A0・De=V,Am≦Ams,V≦Vs,A0≦Asとすると,式(4),(6)から
                             1・Ams/fc  (7)
                        Vs=
                            2
                        As=21・Ams  (8)
                        A点 : V=Vs, As=Ams  (9)
                        B点 : V=2     瀰            As=21Ams  (10)
                      ここに,    V :  入力の速度変化
                                 Vs :  製品の許容速度変化
                                 As :  製品の許容加速度
                                Ams :  各部分の許容加速度
  AとBとの間は式(5)に代入して,次の関係が得られる。
                        Ams/A0=2 sin (     瀰             一              (11)
  式(7)(11)によって作図すると附属書2図2が得られる。
   附属書2図1 衝撃応答スペクトル(方形波)              附属書2図2 理論的損傷境界曲線

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  附属書2図3は,横軸を許容速度変化の倍数とした方形波,台形波,正弦半波の損傷境界曲線である。
                                附属書2図3 理論的損傷境界曲線

――――― [JIS Z 0119 pdf 15] ―――――

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