醫療（liáo）器械振（zhèn）動試驗采用高頻隨機振動試驗台是否可行？

 模擬運輸試驗是醫（yī）用電（diàn）氣產品環境試驗中（zhōng）機械（xiè）環境試驗的一項重要（yào）試（shì）驗（yàn）項目，運輸試驗屬於隨機的（de）疲勞累積（jī）損傷試驗。為達到等效模擬，通常采用（yòng）載重汽車實地試驗驗證，或使用專用的模擬運（yùn）輸（shū）台進行試驗。但是，當遇到一些產品質量（liàng）超過500 kg的大型設備，普通（tōng）承（chéng）載（zǎi）能力（lì）運輸台無法滿（mǎn）足試驗要求，實現模擬運（yùn）輸試驗較為困難。為了能夠更好地完成模（mó）擬（nǐ）運輸（shū）試（shì）驗，節約人力、物力成本，現分析采用振（zhèn）動試（shì）驗台替代模擬運輸試驗的可行（háng）性。

GB/T 14710-2009《醫用電器環境要（yào）求及試驗（yàn）方法》[1] 中對運輸試驗的（de）要求為：設備為正（zhèng）常（cháng）出廠包裝，行車路麵為三級（jí）公（gōng）路（lù），行車距離為200 km ；行車速度為30~40 km/h。試驗可以使（shǐ）用載重汽車以（yǐ）及運輸試驗裝置進行（háng）。 

公路等級的定義（yì）在《JTG B01-2003公路工程技術標準》[2]中描述如下：（1）高速公路為專供汽車分向分（fèn）車道行駛並應全部（bù）控製出入的多車道公路；（2）一級（jí）公路為供汽車分向分車道行駛並可根據需要控製出入的多車（chē）道公路；（3）二級（jí）公路為供汽車（chē）行駛（shǐ）的雙車道公路（lù）；（4）三級公路為主（zhǔ）要供汽車行駛的雙車道公路；（5）四級公路為主要供汽車行（háng）駛（shǐ）的雙（shuāng）車道或單車道公路。 

模擬運輸試驗（yàn）台絕大多數是針對三級公路運輸而研製的，其用（yòng）於模擬實際汽（qì）車運輸過程中給產品帶來的疲勞損傷，並按概率與統計隨機振動條件相同的原理，使（shǐ）振動能量按線性範圍對加速（sù）度（dù）值提高一定的倍（bèi）數，從而縮短（duǎn）試驗 時間而進行試驗。

模擬運輸台的設計參數主（zhǔ）要依據《QJ/T 815.2-94產品公路（lù）運輸加速模擬試驗方法》[3]設（shè）定。該（gāi）標準（zhǔn）中規定了模擬運輸台的關（guān）鍵技術指（zhǐ）標，見表1。

模擬運輸試驗振動加速因子α的計算公式如（rú）下：

根據公式代入相關值進行計算，可以得出，產（chǎn）品在模擬運輸測試中，如果需（xū）要完成（chéng）實際200 km的路程運輸，需要在模擬運輸台上進行1.5 h的試驗。

為了能夠（gòu）更（gèng）好地采集模擬運輸台（tái）的頻譜，我（wǒ）們在設置頻譜分析儀的時候（hòu）頻譜采集設定（dìng）了每隔2 s采集以及頻譜（pǔ）加速度超過0 g2/Hz采集。 

模（mó）擬運輸台的測試時（shí）間為90 min，在完（wán）成測試（shì）後，停止頻（pín）譜（pǔ）分析儀，將其中的數據導出後進行分（fèn）解（jiě）。其中X軸為模（mó）擬運輸台行駛的左（zuǒ）右方向，Y軸為模擬運輸台的行駛方向，Z軸為運輸台的上下顛簸（bò）方向。 

隨著公路等級的（de）提高，車輛（liàng）在公路上行駛的速度（dù）提高，汽車產生的振動頻率也隨之變快（kuài）。一般汽車在公路上行駛的主要頻率為1~200 Hz。糖心短视频VLOG柠檬猫在分解頻譜圖像時遵循以下（xià）幾個原則：（1）剔（tī）除超出200 Hz的頻率，留下1~200 Hz 的頻率點；（2）如在200 Hz後段出現較大尖峰，需要留下該頻（pín）率點的功率譜密（mì）度值；（3）對於較平滑的功率譜密（mì）度變化不大的線段，相近的兩個頻率點功率譜密度（dù）不變；（4）對於出（chū）現波峰和波穀的曲線段，直接選（xuǎn）取該條（tiáo）曲線段功率譜密（mì）度最大（dà）以及最小頻率點進行記錄。 

依照以上原則對3個軸向的頻譜圖進行分解（jiě），最終得出了（le）3個軸向的頻率以及功（gōng）率譜密度，見表2~4。

使用帶外包裝的測試樣品在振動試驗台上分別進行模擬（nǐ）運輸台的3個（gè）軸向測試（shì）。將樣品放置在振動試驗（yàn）台中心位置上（shàng），用鐵杆將其四周圍住，控製傳感器固定在振（zhèn）動台麵上。依據測試條件，分別將模擬運輸台的（de）3個軸向（xiàng）測試（shì）條（tiáo）件按表2~4的數（shù）據輸入到振動試驗台的控製程序中。 

輸入（rù）運輸台Z軸測試條件，得出Z軸的（de）振動加速度均方根（gēn）值約0.68 g2/Hz，振幅約2.17 mm。目測振動量級與模擬運輸台（tái）相差不多（duō）。主要能量集中在3~7 Hz頻段，與模擬運（yùn）輸台設計的振動（dòng）頻率（lǜ）相符。 

輸入運輸（shū）台X軸測試條件，得出X軸的振動加速度均方（fāng）根值約0.28 g2/Hz，振幅約0.17 mm。由於X軸方向為汽車行駛方（fāng）向的左右方向（xiàng），從測試曲線來看，我（wǒ）們依據振動（dòng）試驗中疲勞關（guān）係的計算公式： 

計算後得出：Tx=34.78Tz。X軸的疲（pí）勞強度相比Z軸太小，因此可以忽略X軸的振動測試。 

輸（shū）入運輸台Y軸測試條件，得出（chū）Y軸（zhóu）的振動加（jiā）速度（dù）均方根值約0.32 g2/Hz，振（zhèn）幅約1.19 mm。根據測試曲線（xiàn），糖心短视频VLOG柠檬猫依據振動（dòng）試驗中疲勞關係的計算公式：

從上述分析可以（yǐ）看出（chū），X軸和（hé）Y軸雖然也存在一定程度的振動，但振動量級很小（xiǎo），不管是從接觸感覺還（hái）是實際量值，均（jun1）遠遠小於Z軸，考（kǎo）慮到大型樣品實際（jì）運輸的安裝（zhuāng）情況，振（zhèn）動來源主要為Z軸，即上下方（fāng）向（xiàng），因此，後續如果進行模擬運（yùn）輸台的振動試驗，隻需要針對Z軸（zhóu）測試，X軸、Y軸振動帶來的影響（xiǎng）可以近似（sì）忽略。

分析對比模擬運輸試驗振動頻譜，可以得出以下幾個（gè）結論：（1）模擬運輸振動試驗的X軸、Y軸所產（chǎn）生的疲勞係數相比Z軸較低，隻需進行Z軸的振動測試即可，無需進行X軸以及Y軸的（de）振（zhèn）動試驗；（2）使用振動試驗台模（mó）擬運輸試驗相比使用模擬運輸台試驗，其疲勞係數、振動頻 譜基（jī）本相同，在重點考查三級（jí）公路運輸試驗時，可以替代其完成模擬運輸測試。 

綜上所述（shù），必要時可通過隨機振動試驗替代模擬運輸試驗，試驗中選擇Z軸（zhóu）振動試驗進行測試，這樣可以節（jiē）約公路測試的費用，提升（shēng）測試的便捷性（xìng）及可操（cāo）作性。 

【參考文獻】

［1］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中（zhōng）國國家標準化管理委員會. GB/T 14710-2009 醫用電器環境要求（qiú）及試（shì）驗方法[S].北京：中國（guó）標準出版社，2010.

［2］中華人民共和國交通部.JTG B01-2003 公路工程技術標準[S].北京：人民交通出版社，2004.

［3］中（zhōng）國航天工業總（zǒng）公司.QJ/T 815.2-94產品公路運輸加速模（mó）擬（nǐ）試驗方（fāng）法 [S].北京：中（zhōng）國航天工業總公司第七〇八研究所，1994.