Ein Versandkarton kann vom Vibrationstisch absteigen und völlig normal aussehen.
Öffnen Sie es, und die Geschichte könnte anders aussehen.
Der Schaum hat sich verschoben. Ein Kabel hat am Gehäuse gerieben. Das Produkt hat sich an eine Wand des Kartons bewegt. Ein Zubehör, das den Test in seinem eigenen Fach gestartet hat, ist nicht mehr vorhanden.
Zu keinem Moment geschah etwas Dramatisches. Der Schaden entstand durch wiederholte Vibrationen.
Das ist das Problem ISO 13355 ist zur Untersuchung konzipiert.
ISO 13355:2016 spezifiziert einen vertikalen Zufallsvibrationstest für vollständige, gefüllte Transportpakete und Einheitsladungen. Die Methode kann verwendet werden, um die Festigkeit der Verpackung, den Schutz des Inhalts oder beides zu bewerten. Er kann als eigenständiger Schwingungstest oder als Teil einer breiteren Verteilungstestsequenz verwendet werden.
Für ein Testlabor ist das Kennen der Standardzahl allerdings nur der Anfang.
Welches zufällige Schwingungsprofil ist erforderlich? Wie groß und schwer ist das gefüllte Paket? Wie wird es zurückgehalten? Kann das Vibrationssystem das erforderliche PSD reproduzieren, nachdem das Gehäuse, die Sicherungshardware und die beweglichen Komponenten hinzugefügt wurden?
Diese Fragen bestimmen, ob Sie ein funktionierendes Testsystem haben.
Was ISO 13355 tatsächlich testet
Der Titel des Standards lohnt sich sorgfältig zu lesen:
ISO 13355:2016 — Verpackung — Komplette, gefüllte Transportpakete und Einheitsladungen — Vertikaler Zufallsschwingungstest.
Drei Teile zählen sofort:
Vollständig und gefüllt. Zufällig. Vertikal.
Die Testprobe ist nicht einfach ein leerer Karton. Ebenso wenig wird das Produkt aus der Verpackung genommen. Die Methode basiert auf dem vollständigen, gefüllten Transportpaket oder der Einheitsladung, die der vertikalen, zufälligen Anregung ausgesetzt ist.
Betrachten wir einen 12 kg schweren Industriecontroller.
Es wird in einem gewellten Karton zwischen zwei geformten Schaumstoffkappen geliefert. Ein Kabelset liegt neben dem Controller in einem inneren Fach, und der Karton ist verschlossen.
In der Schwingungstabelle sind dies keine vier unabhängigen Objekte.
Sie sind ein dynamisches System.
Der Controller kann sich relativ zum Schaum bewegen. Der Schaum kann sich relativ zum Karton zusammenpressen oder wandern. Der Karton selbst kann sich biegen. Zubehör kann sich verschieben und Oberflächen berühren, die sie zu Beginn des Tests nie berührt haben.
Genau diese Interaktion ist der Grund, warum Packaging-Vibrationstests die vollständige Transportkonfiguration berücksichtigen müssen.
Entfernen Sie die Verpackung und Sie haben den Test geändert – nicht vereinfacht.
10–200 Hz ist keine vollständige Spezifikation für zufällige Schwingungen
Hier wird das Packaging Random Vibration Testing oft missverstanden.
Ein Kunde sagt Ihnen:
"Wir brauchen eine zufällige Vibration von 10 bis 200 Hz."
Nützliche Informationen – aber nicht ausreichend, um den Test zu konfigurieren.
Zufällige Schwingung wird nicht allein durch den Frequenzbereich definiert.
Reale Transportumgebungen enthalten Schwingungsenergie, die über einen Frequenzbereich verteilt ist. Im Labor beschreibt das erforderliche zufällige Schwingungsspektrum diese Verteilung.
ISO 13355 bezieht sich selbst auf IEC 60068-2-64 zur Diskussion der Theorie der Zufallsvibration.
PSD sagt Ihnen, wo die Energie ist
Power Spectral Density (PSD) beschreibt, wie zufällige Schwingungsenergie mit der Frequenz verteilt ist.
Das ist wichtig, weil ein Verpackungssystem nicht bei jeder Frequenz gleich reagiert.
Die Kartonstruktur kann in einer Region stark reagieren. Das Polsterungssystem kann bei einem anderen reagieren. Das verpackte Produkt kann seine eigenen dynamischen Eigenschaften besitzen.
Ändern Sie die Konzentration der Schwingungsenergie und Sie können die Reaktion des Pakets ändern.
grms sagt dir etwas anderes
Gesamt Grms gibt ein Maß für das gesamte zufällige Schwingungsniveau.
Es ersetzt das PSD nicht.
Stellen Sie sich zwei Schwingungsprofile mit denselben Gesamt-Grms vor.
Profil A konzentriert mehr Energie in einem Teil des Frequenzbereichs. Profil B verteilt sie anders.
Das Gesamtniveau mag gleich sein, aber die Anregung nicht.
Dieser Unterschied kann von Bedeutung sein, wenn das Paket frequenzsensitives Verhalten zeigt.
Wenn ein Kunde also nur bereitstellt:
"0.6 Grms"
es fehlen immer noch Informationen.
Für eine nützliche Testspezifikation müssen Sie die Kombination von:
PSD-Profil, Frequenzbereich, Gesamt-Grms und Testdauer.
Dasselbe Grms bedeutet nicht automatisch denselben Zufallsvibrationstest.
A Practical ISO 13355 Test Sequence
Das genaue Schwingungsprofil, die Konditionierung und die Akzeptanzkriterien sollten aus dem geltenden Standard, der Kundenspezifikation und dem Testprogramm stammen.
Aus Laborsicht lässt sich der Arbeitsablauf in sieben praktische Stufen unterteilen.
1. Definieren Sie die Vibrationsanforderung
Beginnen Sie mit der Testanforderung – nicht mit dem Shaker.
Bestätigen das erforderliche zufällige Schwingungsprofil, einschließlich der relevanten:
PSD, Frequenzbereich, Gesamt-Grms und Dauer.
Wenn die Anforderung aus einer Kundenspezifikation oder einem breiteren Verteilungstestprogramm stammt, behalten Sie diesen Kontext mit dem Test bei.
Wählen Sie kein Profil aus, nur weil es bereits im Vibrationsregler gespeichert ist.
2. Bereite das komplette Paket vor
Bauen Sie das Exemplar in der für die Verteilung relevanten Konfiguration.
Für eine Elektroniklieferung könnte das bedeuten:
Produkt + Schutzbeutel + Schaumstoffeinsätze + Zubehör + Innenverpackung + äußerer Karton.
Für Automobilkomponenten könnte es sich um einen Karton handeln, der mehrere einzeln geschützte Teile enthält.
Für eine Batterie oder ein Industrieprodukt kann die Probe wesentlich schwerer sein oder Teil einer Einheitslast sein.
Dokumentieren Sie die Konfiguration vor dem Test.
3. Zustand und Dokumentieren Sie das Exemplar
Verpackungsmaterialien können auf Umweltbedingungen reagieren.
Wellblech ist ein offensichtliches Beispiel: Ihr mechanisches Verhalten kann durch Feuchtigkeit und Feuchtigkeit beeinflusst werden.
Wenden Sie gegebenenfalls die erforderliche Konditionierung an und dokumentieren Sie dann die Paketmaße und gefüllte Masse.
Bei großen oder asymmetrischen Lasten müssen bei der Planung des Aufbaus auch Lastverteilung und Schwerpunkt berücksichtigt werden.
4. Position und Begrenzung des Pakets
Platzieren Sie die Probe in der gewünschten Ausrichtung auf der Schwingungstabelle.
Dann denken Sie sorgfältig über Zurückhaltung nach.
Die Fixierung hat eine Aufgabe: den beabsichtigten Testzustand aufrechtzuerhalten und unsichere oder unbeabsichtigte Bewegungen zu verhindern.
Seine Aufgabe ist es nicht, ein Transportpaket in eine starr geklemmte strukturelle Testprobe zu verwandeln.
Zu wenig Einschränkung kann unkontrollierte Bewegung ermöglichen.
Zu viel Einschränkung kann die gewünschte Paketantwort verändern.
Restrain the package. Entwerfe den Test nicht.
Dies wird besonders wichtig bei großen Kartons und Einheitslasten.
Ein aggressiv gezogener Riemen über einen Karton kann eine Kompression erzeugen, die im vorgesehenen Verteilungszustand nicht vorhanden war. Eine starre Seitenbefestigung kann die Bewegung einschränken, die das Gehäuse sonst erfahren würde.
Die Fixierungsanordnung sollte daher die erforderliche Testbedingung unterstützen, anstatt die Montage der Probe einfach bequem zu machen.
5. Installieren und überprüfen Sie die Steuermessung
Zufällige Vibration erfordert kontrollierte Anregung.
Der Steuerbeschleunigungsmesser, seine Befestigung und der Vibrationsregler sind daher Teil der Messkette – keine Zubehörteile, die ignoriert werden können, sobald der Shaker läuft.
Ein lockerer Sensor, eine schlechte Montagefläche oder ein ungeeigneter Steuerungsstandort können den Test beeinträchtigen.
Das System benötigt zuverlässiges Feedback, damit der Controller die erforderlichen zufälligen Schwingungen aufrechterhalten kann.
6. Führe das Profil der zufälligen Schwingungen aus
Führen Sie die angegebene vertikale zufällige Schwingung aus.
Während des Tests sollten Sie mehr als nur den Timer beobachten.
Achten Sie auf abnormale Paketbewegungen, Probleme mit der Fixierung, unerwartetes Rauschen, Kontrollverlust oder anderes Verhalten, das die Testvalidität beeinträchtigen könnte.
Wenn sich das Testsetup während des Durchlaufs erheblich ändert, dokumentieren Sie dies.
7. Inspizieren Sie das Paket und seinen Inhalt
Sobald die Vibration aufhört, treffen Sie die Entscheidung nicht mehr von der anderen Seite des Raumes über bestehen/nicht.
Inspizieren Sie das Paket systematisch.
Beginnen Sie mit dem äußeren Karton oder Behälter, dann arbeiten Sie sich nach innen durch die Verschlüsse, Polsterung und innere Verpackung.
Zum Schluss inspizieren Sie das Produkt selbst.
Für funktionale Produkte reicht die Sichtprüfung möglicherweise nicht aus.
Der Karton sieht gut aus. Hat das Paket bestanden?
Nicht unbedingt.
ISO 13355 kann verwendet werden, um sowohl die Stärke des Gehäuses als auch den Schutz des Inhalts zu untersuchen.
Das bedeutet, dass die Inspektion nach dem Test über den zerrissenen Karton hinausblicken muss.
Ein Paket kann sehr wenig äußere Schäden zeigen, während sich etwas Wichtiges im Inneren verändert hat.
Der Schaum könnte sich verlagert haben.
Eine geformte Stütze könnte gerissen sein.
Das Produkt könnte sich so weit verschoben haben, dass es die Kartonwand berührt.
Ein Kabel könnte wiederholt an einem Gehäuse gerieben haben.
Ein Stecker oder Befestigungselement könnte sich gelöst haben.
Ein medizinisches Instrument, elektronisches Gerät oder Industriecontroller kann zwar noch normal aussehen, erfordert aber eine funktionale Überprüfung, bevor sein Zustand bestätigt werden kann.
Die Akzeptanzkriterien hängen vom Produkt und Testprogramm ab, aber das Prinzip ist einfach:
Kein sichtbarer Kartonschaden bedeutet nicht automatisch PASS.
Dies ist besonders wichtig für hochwertige oder funktional kritische Lieferungen wie Server, Automobilelektronik, Batteriesysteme, medizinische Geräte, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungen.
Die Produkte sind unterschiedlich. Die technische Frage ist dieselbe:
Schützte die Verpackung weiterhin das, was darin war?
Eine Nutzlastbewertung von 100 kg bedeutet nicht, dass jeder 100 kg Zufallstest funktioniert
Dies ist einer der wichtigsten Unterschiede bei der Auswahl von Verpackungsvibrationstestgeräten.
Legt ein 100-kg-Gehäuse auf eine stationäre Schwingungstabelle.
Nichts passiert.
Die Tabelle kann es tragen.
Bitten Sie nun dasselbe System, eine bestimmte PSD über einen definierten Frequenzbereich zu reproduzieren, während dieses Paket sich bewegt.
Das ist eine andere Frage.
Payload ist nur die erste Überprüfung
Der Shaker muss das bewegte System beschleunigen.
Dieses System kann Folgendes enthalten:
gefülltes Paket
Fixierung / Vorrichtung
Armature
Tabelle oder Head-Expander
Weitere umsteigende Hardware
Die Paketmasse ist daher nicht die einzige Masse, die zählt.
Und Masse ist nicht der einzige Leistungsparameter.
Die Zufallsvibrationsfähigkeit hängt auch vom erforderlichen Spektrum und den Betriebsgrenzen des gesamten Shakersystems ab.
Je nach Test kann die technische Prüfung Folgendes umfassen:
Kraft, Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verdrängung und Frequenz.
Deshalb gilt eine Aussage wie:
Das Gehäuse wiegt 80 kg und die Maschine unterstützt 100 kg."
schließt die Geräteauswahl nicht ab.
Die bessere Frage lautet:
Kann das vollständig geladene System das erforderliche PSD innerhalb seiner Kraft-, Geschwindigkeits- und Verdrängungsgrenzen reproduzieren?
Das ist die entscheidende Fähigkeit.
Zufällige Schwingung ist nicht dasselbe wie simulierte Transportbewegung
Das Wort transportation verursacht viele Fehler bei der Auswahl.
Eine Maschine kann für Transportvibrationstests konzipiert werden, ohne notwendigerweise für jede Transportvibrationsmethode geeignet zu sein.
ISO unterscheidet zwischen verschiedenen Schwingungsmethoden für vollständige, gefüllte Transportpakete. ISO 2247 behandelt feste niederfrequente sinusförmige Schwingungen, während ISO 8318 die variabelfrequente sinusförmige Schwingung abdeckt. ISO 13355 behandelt vertikale, zufällige Schwingungen.
Die Vibrationsmethode bestimmt die Ausrüstung.
Für ISO 13355 muss das System die erforderliche zufällige Anregung erzeugen und steuern.
Eine typische elektrodynamische Konfiguration umfasst:
Elektrodynamischer Shaker + Leistungsverstärker + Schwingungsregler + Beschleunigungsmeter + Testtisch / Vorrichtung
Für ITM-LAB macht dies das RS-V Series Electrodynamic Vibration Test System zur relevanten Ausrüstungsplattform zur Bewertung für ISO 13355-Anwendungen, anstatt eine mechanische Transportvibrationsmaschine nur wegen ihres Namens "Transport Vibration" zu wählen.
Die RS-V-Plattform unterstützt zufällige Schwingungstests und ist in mehreren Kraftkonfigurationen erhältlich. Die spezifische Konfiguration muss noch an das tatsächliche Gehäuse, die Tischanordnung und das erforderliche Vibrationsprofil abgestimmt werden.
Der Shaker muss ein Testprofil reproduzieren – keine Standardzahl.
Wahl einer RS-V-Konfiguration für ISO 13355
Beginnen Sie mit dem Probestück.
Nicht der Shaker-Katalog.
Paketdimensionen
Zuerst bestimmen Sie, wie viel nutzbare Tabellenfläche benötigt wird.
A 400 × 300 mm Karton und ein großes Industriepaket können sehr unterschiedliche Testschnittstellen erfordern, selbst wenn deren Massen ähnlich sind.
Das Gehäuse muss mit der erforderlichen Sicherungsanordnung zusammenpassen.
Für größere Proben kann auch ein Kopfexpander oder eine andere Tabellenkonfiguration zum beweglichen System beitragen und muss bei der Fähigkeitsbewertung berücksichtigt werden.
gefüllte Paketmasse
Verwenden Sie die Masse der tatsächlichen Testprobe.
Wenn mehrere Pakete gleichzeitig getestet werden, betrachtet man die vollständige Testlast.
Für Einheitslasten kann auch die Massenverteilung eine Rolle spielen.
Erforderliches PSD
Wann immer möglich das tatsächliche zufällige Schwingungsspektrum bereitstellen.
Das ist für den Ausrüstungsingenieur weitaus nützlicher als:
"Wir brauchen eine ISO-13355-Maschine."
Das System muss ein Profil reproduzieren, keine Standardnummer erkennen.
Frequenzbereich und Gesamt-Grms
Diese Werte helfen dabei, die Vibrationsnachfrage zu definieren, sollten aber nicht unabhängig vom PSD betrachtet werden.
Allein ein Frequenzbereich ist unvollständig.
Grms allein ist unvollständig.
Zusammen mit der PSD beschreiben sie viel mehr von der zufälligen Umgebung, die das System reproduzieren muss.
Testdauer
Die Dauer gehört ebenfalls zur Testanforderung.
Die ausgewählte Konfiguration muss unter den erforderlichen Testbedingungen für die angegebene Exposition arbeiten.
Sicherung und Vorrichtung
Alles, was sich mit dem Shaker bewegt, trägt zur bewegten Masse bei.
Fixtursteifigkeit und -geometrie können ebenfalls das belastete System beeinflussen.
Beziehen Sie sie in die Gerätebewertung ein.
Kraft, Geschwindigkeit und Verdrängung
Sobald die bewegte Konfiguration und das erforderliche Zufallsprofil bekannt sind, kann das ausgewählte System mit seinen relevanten dynamischen Grenzen überprüft werden.
Hier wird die Auswahl der Ausrüstung zu einer technischen Aufgabe und nicht zu einem Nutzlastvergleich.
Die ITM-LAB RS-V-Serie umfasst elektrodynamische Schwingungskonfigurationen, die etwa
Für eine ISO 13355-Anwendung sollte die endgültige RS-V-Konfiguration anhand des erforderlichen
ISO 13355 Roadmap zur Auswahl von Random Vibration Test System
Die zuverlässigste Methode, die Ausrüstung zu spezifizieren, besteht darin, von außen vom Gehäuse aus zu arbeiten.
Welche Informationen sollten Sie an den Gerätelieferanten senden?
Sie müssen die Shaker-Konfiguration nicht selbst berechnen, bevor Sie ein Angebot anfordern.
Aber "ISO 13355 Vibrationstester" reicht nicht aus für eine verlässliche Empfehlung.
Ein nützlicher Ausgangspunkt ist:
Paket / Produkttyp — Was versenden Sie?
Paketmaße — Länge × Breite × Höhe.
gefüllte Verpackungsmassen — Produkt und Verpackung enthalten.
Menge — Ein Paket oder mehrere gleichzeitig?
PSD-profil — Senden Sie das erforderliche Spektrum oder die Testspezifikation, falls verfügbar.
Frequenzbereich — Erforderliche untere und obere Frequenzen.
Gesamt Grms — Erforderliches zufälliges Schwingungsniveau.
Testdauer — Erforderliche Expositionszeit.
Fixierung / Montageanforderung — falls bereits definiert.
Anwendbare Spezifikation — ISO 13355 plus alle Kunden- oder Vertriebsanforderungen.
Mit diesen Eingaben kann der Gerätelieferant die Tabellenanordnung, die Lastbewegsfähigkeit und die Schütterfähigkeit bewerten, anstatt nur anhand des Paketgewichts zu schätzen.
ISO 13355 FAQ
Was ist ISO 13355?
ISO 13355:2016 spezifiziert eine Methode für vertikale Zufallsvibrationstests vollständiger, gefüllter Transportpakete und Einheitslasten. Es kann verwendet werden, um die Verpackungsstärke, den Schutz des Inhalts oder beides zu beurteilen. Die aktuelle zweite Ausgabe wurde 2016 veröffentlicht und während der systematischen Übersichtsarbeit der ISO 2021 bestätigt.
Was ist PSD in einem Verpackungsvibrationstest?
PSD, oder Power Spectral Density, beschreibt, wie zufällige Schwingungsenergie über die Frequenz verteilt ist.
Für Testdefinition und Geräteauswahl sollte das PSD-Profil zusammen mit Frequenzbereich, Gesamt-Grms und Dauer betrachtet werden.
Zwei Profile können das gleiche Gesamt-Grms haben, ohne die gleiche spektrale Form zu haben.
Welche Art von Vibrationsmaschine wird für ISO 13355 verwendet?
ISO 13355 verwendet vertikale zufällige Anregung, daher benötigt das Testsystem eine kontrollierte Zufallsvibrationsfunktion.
Ein elektrodynamisches Schwingungssystem mit dem passenden Regler, Beschleunigungsmesser und Testschnittstelle ist eine praktische Lösung.
Für ITM-LAB ist die RS-V Series die relevante Plattform, um das erforderliche Zufallsvibrationsprofil zu konfigurieren.
Wie wähle ich den richtigen Zufallsvibrations-Shaker aus?
Starte mit dem vollständigen Paket und dem erforderlichen Testprofil.
Definiere die Gehäusemaße sowie gefüllte Masse, PSD, Frequenzbereich, Gesamt-Grms, Dauer, Tabellenanforderungen und Sperrkonfiguration.
Dann überprüfen Sie das vollständig belastete System anhand der erforderlichen Kraft-, Geschwindigkeits- und Verdrängungsfähigkeit.
Wählen Sie keinen Shaker allein aus der Nutzlastkapazität aus.
Von einer Standardzahl zu einem funktionierenden Testsystem
ISO 13355 definiert eine vertikale zufällige Vibrationsmethode für Transportpakete.
Es macht nicht jedes Paket gleich.
Ein leichter Elektronikkarton und eine schwere industrielle Einheit können beide Transportvibrationstests erfordern, stellen jedoch sehr unterschiedliche Anforderungen an die Ausrüstung.
Die praktische Auswahlfolge lautet:
Komplettpaket → Abmessungen + Masse → PSD → Frequenzbereich → Grms + Dauer → Tabelle + Einschränkung → Gesamtbewegte Masse → Kraft / Geschwindigkeit / Verdrängung → belastete Zufallsfähigkeit → Shaker-Konfiguration
Das Befolgen dieser Reihenfolge vermeidet einen der häufigsten Fehler bei der Geräteauswahl: die Wahl eines Vibrationssystems, weil seine Nutzlastzahl groß genug erscheint.
Das richtige System ist dasjenige, das das erforderliche zufällige Schwingungsprofil mit der tatsächlichen Testkonfiguration reproduzieren kann.
Müssen Sie ein ISO 13355 Random Vibration Test System konfigurieren?
Sie sind sich nicht sicher, welche Shaker-Konfiguration zu Ihrem Gehäuse passt?
Beginnen Sie mit den Paketdimensionen und gefüllter Masse, dann senden Sie ITM-LAB das erforderliche PSD-Profil, Frequenzbereich, Gesamt-Grms und Testdauer.
Unser Ingenieurteam kann die bewegliche Last, Tisch- und Stützanforderungen, den Vibrationsregler und die belastete Systemfähigkeit bewerten, bevor es eine geeignete
