Een verzenddoos kan van de vibratietafel komen en er volkomen normaal uitzien.
Open het, en het verhaal kan anders zijn.
Het schuim is verschoven. Een kabel heeft tegen de behuizing gewuurd. Het product is naar één muur van het pak verhuisd. Een accessoire dat de test in zijn eigen compartiment heeft gestart, is er niet meer.
Er gebeurde op enig moment niets dramatisch. De schade ontstond door herhaalde trillingen.
Dat is het probleem ISO 13355 is ontworpen om het te onderzoeken.
ISO 13355:2016 specificeert een verticale willekeurige vibratietest voor complete, gevulde transportpakketten en eenheidsladingen. De methode kan worden gebruikt om de sterkte van de verpakking, de bescherming die het biedt aan de inhoud, of beide te beoordelen. Het kan worden gebruikt als een zelfstandige trillingstest of als onderdeel van een bredere distributietestreeks.
Voor een testlaboratorium is het kennen van het standaardnummer echter slechts het begin.
Welk willekeurig trillingsprofiel is nodig? Hoe groot en zwaar is het gevulde pakket? Hoe zal het worden ingeperkt? Kan het vibratiesysteem de vereiste PSD weergeven nadat het pakket, de beveiligingshardware en bewegende componenten zijn toegevoegd?
Die vragen bepalen of je een werkbaar testsysteem hebt.
Wat ISO 13355 Actually Tests
De titel van de standaard is het waard om zorgvuldig te lezen:
ISO 13355:2016 — Verpakking — Complete, gevulde transportpakketten en eenheidsladingen — Verticale willekeurige trillingstest.
Drie delen zijn direct van belang:
Volledig en gevuld. Willekeurig. Verticaal.
Het testmonster is niet simpelweg een lege doos. Ook is het niet het product dat uit de verpakking wordt gehaald. De methode is opgebouwd rond het volledige, gevulde transportpakket of eenheidslading die wordt blootgesteld aan verticale willekeurige excitatie.
Beschouw een industriële controller van 12 kg.
Het wordt verzonden in een gegolfde doos tussen twee gevormde schuimeinddoppen. Een kabelkit ligt naast de controller in een binnencompartiment, en het karton is dichtgetapet.
Op de trillingstabel zijn dit geen vier onafhankelijke objecten.
Ze zijn één dynamisch systeem.
De controller kan bewegen ten opzichte van het schuim. Het schuim kan samendrukken of migreren ten opzichte van het pak. Het pak zelf kan buigen. Accessoires kunnen verschuiven en beginnen contact te maken met oppervlakken die ze nooit hebben aangeraakt toen de test begon.
Die interactie is precies waarom verpakkingstrillingstesten rekening moeten houden met de volledige transportconfiguratie.
Verwijder de verpakking en je hebt de test veranderd—niet vereenvoudigd.
10–200 Hz is geen volledige specificatie voor willekeurige trillingen
Hier wordt het vaak verkeerd begrepen dat willekeurige trillingstests in verpakkingen worden begrepen.
Een klant vertelt u:
"We hebben willekeurige trillingen nodig van 10 tot 200 Hz."
Nuttige informatie—maar niet genoeg om de test te configureren.
Willekeurige trillingen worden niet alleen door het frequentiebereik gedefinieerd.
Echte transportomgevingen bevatten trillingsenergie verspreid over een bereik van frequenties. In het laboratorium beschrijft het vereiste willekeurige trillingsspectrum die verdeling.
ISO 13355 verwijst zelf naar IEC 60068-2-64 voor de bespreking van de theorie van willekeurige trillingen.
PSD vertelt je waar de energie is
Power Spectral Density (PSD) beschrijft hoe willekeurige vibratie-energie wordt verdeeld met frequentie.
Dat is belangrijk omdat een verpakkingssysteem niet bij elke frequentie gelijk reageert.
De kartonstructuur kan sterk reageren in één regio. Het dempingssysteem kan op een ander gebied reageren. Het verpakte product kan zijn eigen dynamische kenmerken hebben.
Verander waar de vibratie-energie geconcentreerd is en je kunt aanpassen hoe het pakket reageert.
Grms vertelt je iets anders
Overall Grms geeft een maat voor het totale willekeurige trillingsniveau.
Het vervangt de PSD niet.
Stel je twee trillingsprofielen voor met dezelfde totale GRMS.
Profiel A concentreert meer energie in één deel van het frequentiebereik. Profiel B verdeelt het anders.
Het totale niveau kan hetzelfde zijn, maar de excitatie niet.
Dat verschil kan van belang zijn wanneer het pakket frequentiegevoelig gedrag vertoont.
Dus wanneer een klant alleen levert:
"0.6 Grms"
er ontbreekt nog steeds informatie.
Voor een nuttige testspecificatie moet je de combinatie begrijpen van:
PSD-profiel, frequentiebereik, totale Grms en testduur.
Dezelfde Grms betekent niet automatisch dezelfde willekeurige trillingstest.
Een praktische ISO 13355 testreeks
Het exacte trillingsprofiel, conditionerings- en acceptatiecriteria moeten afkomstig zijn van de toepasselijke standaard, klantspecificatie en testprogramma.
Vanuit laboratoriumperspectief kan de workflow worden onderverdeeld in zeven praktische fasen.
1. Definieer de vibratievereiste
Begin met de testvereiste—niet met de shaker.
Bevestigen het vereiste willekeurige vibratieprofiel, inclusief de relevante:
PSD, frequentiebereik, totale Grms en duur.
Als de eis afkomstig is van een klantspecificatie of een breder distributietestprogramma, houd die context dan met de test.
Selecteer geen profiel alleen omdat het al in de vibratiecontroller is opgeslagen.
2. Bereid het complete pakket voor
Bouw het monster in de configuratie die relevant is voor de distributie.
Voor een elektronicazending kan dat betekenen:
product + beschermtas + schuiminzetstukken + accessoires + binnenverpakking + buitenste doos.
Voor auto-onderdelen kan het een karton zijn met meerdere individueel beschermde onderdelen.
Voor een batterij of industrieel product kan het monster aanzienlijk zwaarder zijn of deel uitmaken van een eenheidsbelasting.
Documenteer de configuratie voordat je test.
3. Conditioneer en documenteer het monster
Verpakkingsmaterialen kunnen reageren op omgevingsomstandigheden.
Golfplaat is een duidelijk voorbeeld: het mechanische gedrag kan worden beïnvloed door vocht en vochtigheid.
Pas waar van toepassing de vereiste conditionering toe en documenteer vervolgens de verpakkingsafmetingen en de gevulde massa.
Voor grote of asymmetrische belastingen moeten ook belastingsverdeling en zwaartepunt worden meegenomen bij het plannen van de opstelling.
4. Positie en beperking van het pakket
Plaats het monster in de gewenste oriëntatie op de trillingstafel.
Denk dan goed na over beperking.
De beveiliging heeft een taak: het handhaven van de beoogde testconditie en het voorkomen van onveilige of onbedoelde beweging.
Het is niet de taak om een transportpakket om te zetten in een rigide vastgeklemde structureel testmonster.
Te weinig beperking kan ongecontroleerde beweging toestaan.
Te veel beperking kan de pakketrespons die je wilde evalueren veranderen.
Beperk het Pakket. Herontwerp de test niet.
Dit wordt vooral belangrijk bij grote dozen en eenheidsladingen.
Een band die agressief over een karton wordt getrokken, kan compressie veroorzaken die niet aanwezig was in de bedoelde distributieconditie. Een stijve zijarmatuur kan beweging beperken die het pakket anders zou ondervinden.
De beperkingsopstelling moet daarom de vereiste testconditie ondersteunen in plaats van het monster simpelweg gemakkelijk te monteren.
5. Installeer en verifieer de besturingsmeting
Willekeurige trillingen vereisen gecontroleerde excitatie.
De controle-accelerometer, de bevestiging en de vibratiecontroller maken daarom deel uit van de meetketen—geen accessoires die genegeerd kunnen worden zodra de shaker draait.
Een losse sensor, een slechte montagelaag of ongeschikte controleplaats kunnen de test in gevaar brengen.
Het systeem heeft betrouwbare feedback nodig zodat de controller de vereiste willekeurige trillingsinput kan behouden.
6. Voer het willekeurige trillingsprofiel uit
Voer de gespecificeerde verticale willekeurige trillingsblootstelling uit.
Tijdens de test moet je meer dan alleen de timer bekijken.
Zoek naar abnormale pakketbeweging, fixatieproblemen, onverwachte ruis, verlies van controle of ander gedrag dat de testvaliditeit kan beïnvloeden.
Als de testopstelling tijdens de run aanzienlijk verandert, documenteer dit dan.
7. Inspecteer het pakket en de inhoud ervan
Zodra de trilling stopt, neem dan geen pass/fail-beslissing van de andere kant van de kamer.
Inspecteer het pakket systematisch.
Begin met het buitenste karton of de container, en werk dan naar binnen door de sluitingen, dempingen en interne verpakking.
Inspecteer tenslotte het product zelf.
Voor functionele producten is visuele inspectie mogelijk niet voldoende.
De doos ziet er prima uit. Is het pakket goedgekeurd?
Niet per se.
ISO 13355 kan worden gebruikt om zowel de sterkte van het pakket als de bescherming die het biedt aan zijn inhoud te onderzoeken.
Dat betekent dat de inspectie na de test verder moet kijken dan gescheurd karton.
Een pakket kan zeer weinig externe schade laten zien terwijl er iets belangrijks is veranderd binnenin.
Het schuim kan zijn gemigrerd.
Een gevormde ondersteuning kan zijn gebarsten.
Het product kan genoeg zijn verschoven om contact te maken met de kartonwand.
Een kabel kan herhaaldelijk tegen een behuizing zijn geschuurd.
Een connector of bevestiging kan losgeraakt zijn.
Een medisch instrument, elektronisch apparaat of industriële controller kan er nog normaal uitzien, maar vereist een functionele controle voordat de staat kan worden bevestigd.
De acceptatiecriteria hangen af van het product en het testprogramma, maar het principe is eenvoudig:
Geen zichtbare schade aan het karton betekent niet automatisch PASS.
Dit is vooral van belang voor hoogwaardige of functioneel kritieke zendingen zoals servers, auto-elektronica, batterijsystemen, medische apparatuur, apparaten en industriële besturingssystemen.
De producten zijn verschillend. De technische vraag is hetzelfde:
Bleef de verpakking beschermen wat erin zat?
Een payload rating van 100 kg betekent niet dat elke willekeurige test van 100 kg werkt
Dit is een van de belangrijkste verschillen bij het kiezen van apparatuur voor trillingstestapparatuur voor verpakkingen.
Plaats een 100 kg pakket op een stationaire trillingstafel.
Er gebeurt niets.
De tabel kan het dragen.
Vraag nu hetzelfde systeem om een gespecificeerde PSD te reproduceren over een gedefinieerd frequentiebereik terwijl dat pakket beweegt.
Dat is een andere vraag.
Payload is alleen de eerste controle
De shaker moet het bewegende systeem versnellen.
Dat systeem kan het volgende bevatten:
Ingevulde pakket
Beveiliging / fixture
Armature
Tabel of kopuitbreider
Overige bewegende hardware
De pakketmassa is dus niet de enige massa die telt.
En massa is niet de enige prestatieparameter.
De willekeurige trillingscapaciteit hangt ook af van het vereiste spectrum en de operationele limieten van het volledige shakersysteem.
Afhankelijk van de test kan de engineering check omvatten:
kracht, versnelling, snelheid, verplaatsing en frequentie.
Daarom wordt een verklaring zoals:
Het pakket weegt 80 kg en de machine ondersteunt 100 kg."
maakt de uitrustingskeuze niet af.
De betere vraag is:
Kan het volledig geladen systeem de vereiste PSD binnen zijn kracht-, snelheids- en verplaatsingslimieten reproduceren?
Dat is de mogelijkheid die telt.
Willekeurige trillingen zijn niet hetzelfde als gesimuleerde transportbeweging
Het woord transport veroorzaakt veel fouten bij het selecteren van apparatuur.
Een machine kan worden ontworpen voor transport trillingstesten zonder noodzakelijk geschikt te zijn voor elke transporttrillingsmethode.
ISO maakt onderscheid tussen verschillende trillingsmethoden voor complete, gevulde transportpakketten. ISO 2247 behandelt vaste laagfrequente sinusvormige trillingen, terwijl ISO 8318 variabele frequentie sinusvormige trillingen omvat. ISO 13355 behandelt verticale willekeurige trillingen.
De trillingsmethode bepaalt de apparatuur.
Voor ISO 13355 moet het systeem de vereiste willekeurige excitatie genereren en aansturen.
Een typische elektrodynamische configuratie omvat:
Elektrodynamische Shaker + Vermogensversterker + Vibratiecontroller + Versnellingsmeter + Testtafel / Armatuur
Voor ITM-LAB maakt dit het RS-V Series Electrodynamic Vibration Test System het relevante apparatuurplatform om te evalueren voor ISO 13355-toepassingen, in plaats van een mechanische transportvibratiemachine te kiezen alleen omdat de naam "transport vibration" bevat.
Het RS-V platform ondersteunt willekeurige trillingstests en is beschikbaar in meerdere krachtconfiguraties. De specifieke configuratie moet nog steeds worden afgestemd op het daadwerkelijke pakket, de tafelopstelling en het vereiste vibratieprofiel.
De shaker moet een testprofiel reproduceren—geen standaardgetal.
Keuze van een RS-V configuratie voor ISO 13355
Start met het monster.
Niet de shaker-catalogus.
Package Dimensions
Bepaal eerst hoeveel bruikbaar tabeloppervlak nodig is.
Een 400 × karton van 300 mm en een groot industrieel pakket kunnen zeer verschillende testinterfaces vereisen, zelfs als hun massa's vergelijkbaar zijn.
Het pakket moet in de juiste restrictie-opstelling passen.
Voor grotere exemplaren kan een kopuitbreider of andere tabelconfiguratie ook bijdragen aan het bewegende systeem en moet deze worden meegenomen in de capaciteitsbeoordeling.
Gevuld pakketmassa
Gebruik de massa van het daadwerkelijke testmonster.
Als meerdere pakketten gelijktijdig worden getest, beschouw dan de volledige testbelasting.
Voor eenheidsbelastingen kan massaverdeling ook van belang zijn.
Vereiste PSD
Geef waar mogelijk het daadwerkelijke willekeurige vibratiespectrum aan.
Dit is veel nuttiger voor de apparatuuringenieur dan:
"We hebben een ISO 13355-machine nodig."
Het systeem moet een profiel reproduceren, geen standaardnummer herkennen.
Frequentiebereik en Algemene Grms
Deze waarden helpen de trillingsvraag te definiëren, maar geen van beide moet onafhankelijk van de PSD worden beschouwd.
Alleen een frequentiebereik is onvolledig.
Grms alleen is onvolledig.
Samen met de PSD beschrijven ze veel meer van de willekeurige omgeving die het systeem moet reproduceren.
Testduur
Duur hoort ook in de testvereiste.
De geselecteerde configuratie moet werken onder de vereiste testcondities voor de gespecificeerde blootstelling.
Beveiliging en Fixture
Alles wat met de shaker beweegt draagt bij aan de bewegende massa.
Fixturestijfheid en geometrie kunnen ook invloed hebben op het belaste systeem.
Neem ze op in de apparatuurevaluatie.
Force, Velocity and Displacement
Zodra de bewegende configuratie en het vereiste willekeurige profiel bekend zijn, kan het geselecteerde systeem worden gecontroleerd aan de hand van de relevante dynamische limieten.
Hier wordt het selecteren van apparatuur een technische taak in plaats van een vergelijking van de lading.
De ITM-LAB RS-V Series bevat elektrodynamische trillingsconfiguraties die ongeveer
Voor een ISO 13355-toepassing moet de uiteindelijke RS-V-configuratie worden gecontroleerd aan de vereiste verticale willekeurige profiel, totale bewegende belasting en tabelindeling vóór selectie.
ISO 13355 Random Vibration Test System Selection Roadmap
De meest betrouwbare manier om de apparatuur te specificeren is door buiten het pakket te werken.
Welke informatie moet je naar de apparatuurleverancier sturen?
U hoeft de shakerconfiguratie niet zelf te berekenen voordat u een offerte aanvraagt.
Maar "ISO 13355 vibratietester" is niet genoeg informatie voor een betrouwbare aanbeveling.
Een nuttig startpunt is:
Pakket / producttype — Wat verzend je?
Pakketafmetingen — Lengte × breedte × hoogte.
Gevuld pakketmassa — Inclusief het product en de verpakking.
Hoeveelheid — Eén pakket of meerdere tegelijkertijd?
PSD profiel — Stuur het vereiste spectrum of testspecificatie indien beschikbaar.
Frequentiebereik — Vereiste lagere en hogere frequenties.
Overall Grms — Vereiste willekeurige trillingsniveau.
Testduur — Vereiste belichtingstijd.
Beperking / montagevereiste — Indien al gedefinieerd.
Toepasselijke specificatie — ISO 13355 plus alle klant- of distributievereisten.
Met die invoer kan de apparatuurleverancier de tafelindeling, het verplaatsen van de last en de shakercapaciteit evalueren in plaats van alleen op basis van het pakketgewicht te gokken.
ISO 13355 FAQ
Wat is ISO 13355?
ISO 13355:2016 specificeert een methode voor verticale willekeurige trillingstests van complete, gevulde transportpakketten en eenheidsladingen. Het kan worden gebruikt om de sterkte van het pakket, de bescherming van de inhoud, of beide te beoordelen. De huidige tweede editie werd gepubliceerd in 2016 en bevestigd tijdens de ISO-systematische review van 2021.
Wat is PSD in een verpakkingsvibratietest?
PSD, of Power Spectral Density, beschrijft hoe willekeurige vibratie-energie over de frequentie wordt verdeeld.
Voor testdefinitie en uitrustingskeuze moet het PSD-profiel samen met frequentiebereik, totale Grms en duur worden meegenomen.
Twee profielen kunnen dezelfde totale Grms hebben zonder dezelfde spectrale vorm.
Welk type vibratiemachine wordt gebruikt voor ISO 13355?
ISO 13355 gebruikt verticale willekeurige excitatie, dus het testsysteem heeft gecontroleerde willekeurige trilling nodig.
Een elektrodynamisch vibratiesysteem geconfigureerd met de juiste controller, versnellingsmeter en testinterface is een praktische oplossing.
Voor ITM-LAB is de RS-V Series het relevante platform om te configureren rond het vereiste willekeurige vibratieprofiel.
Hoe selecteer ik de juiste willekeurige vibratieshaker?
Start met het complete pakket en het vereiste testprofiel.
Definieer de pakketafmetingen en gevuld massa, PSD, frequentiebereik, totale Grms, duur, tabelvereiste en beperkingsconfiguratie.
Controleer dan het volledige geladen systeem tegen de vereiste kracht-, snelheids- en verplaatsingscapaciteit.
Selecteer geen shaker alleen op basis van payloadcapaciteit.
Van een standaardnummer naar een werkend testsysteem
ISO 13355 definieert een verticale willekeurige trillingsmethode voor transportpakketten.
Het maakt niet elk pakket hetzelfde.
Een lichtgewicht elektronicakarton en een zware industriële eenheid kunnen beide transporttrillingstests vereisen, maar stellen toch zeer verschillende eisen aan de apparatuur.
De praktische selectievolgorde is:
Complete Package → Afmetingen + Massa → PSD → frequentiebereik → Grms + Duur → tabel + Beperking → totale bewegende massa → kracht / snelheid / verplaatsing → geladen willekeurige capaciteit → shakerconfiguratie
Door die volgorde te volgen, voorkom je een van de meest voorkomende fouten bij de uitrustingskeuze: het kiezen van een vibratiesysteem omdat het payloadnummer groot genoeg lijkt.
Het juiste systeem is het systeem dat het vereiste willekeurige trillingsprofiel kan weergeven met de daadwerkelijke testconfiguratie geïnstalleerd.
Moet je een ISO 13355 willekeurig trillingstestsysteem configureren?
Weet niet zeker welke shakerconfiguratie bij jouw pakket past?
Begin met de pakketafmetingen en filled mass, stuur vervolgens ITM-LAB het vereiste PSD-profiel, frequentiebereik, totale Grms en testduur.
Ons engineeringteam kan de bewegende belasting, tafel- en remuitrustingsvereisten, trillingscontroller en belaste systeemcapaciteit evalueren voordat een geschikte RS-V Series configuratie wordt aanbevolen.
