[VibrationView] Drop Shock Testing 이란?

 

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Drop Shock Testing

 

Drop Shock Testing은 반복적으로 발생하지 않는(Non repetitive) 충격에 대한 시험입니다. Drop 테스트의 펄스는 Classical shock pulse로 시편에 빠르게 에너지를 전달 합니다. Classical Pulse 는 단방향(Unipolar) 형태의 가속도 펄스 입니다. 테스트 규격에서는 Pulse의 형태, 세기, 지속시간, Tolerance를 정의 합니다.

 

• Pulse shape
• Pulse severity
• Pulse duration
• Pulse tolerance

 

 

Drop test의 종류는 아래와 같습니다.

 

• 자유 낙하(free fall)
• 회전 낙하(rotational edge drop)
• 기울어진 상태/수평 상태 충격(Incline/Horizontal impact)

 

시험의 중요한 요소는 반복(재현)이 가능한 시험이어야하고 시험의 강도(Severity)와 방향(Orientation)에 대한 정의가 미리 되어 있어야 합니다. 만일 3축 움직임을 요구하면 시편을 마운팅 하지 않은 상태에서 테스트를 합니다.

 

 

 

 

규격(Standard)

 

Drop Shock 시험은 시편의 내구(Durabililty)와 패키징의 강도(Packaging performance)를 확인함에 있습니다. 다양한 규격에서 Drop Testing을 요구하는 데 주 요구처는 아래와 같습니다.

 

• Military/Defence
• Packaging
• Consumer electronics

 

 

IEC 60068-2-27, IEC 60068-2-29, IEC 60068-2-31. IEC60068-2-27 는 IEC(International Electrotechnical Commission)에서 전자 기기 관련해서 만든 Drop 시험 규격 입니다. 여기서 Pulse 의 형태, 크기, 지속 시간에 대해 정의 되어 있습니다. 

 

온라인 물류회사로 유명한 아마존에서도 판매자들에게 FBA(Fulfillment By Amazon)라는 아마존에서 제공하는 Drop 충격 시험을 이행할 것을 요구 합니다. 

 

그 외에 자동차에서는 SAE J1455, 군사에서는 MIL-STD-810와 DO0196, EN 60068-2-27과 같은 규격들이 있습니다.

 

 

 

 

Drop 충격 장비

 

Drop 충격 장비 선택은 아래의 조건에 의해 결정 됩니다. 

 

• 시편 무게 (Product Mass)
• 펄스 가속도 크기 (Desired amplitude)
• 펄스 시간 (Pulse Duration)
• 펄스 형태 (Pulse Shape)

 

 

위 장비는 자유 낙하 충격 시험용 장비 입니다. 시험 방법은 시편을 "Test Table"에 고정 합니다. 가속도(Acceleration)의 크기(Amplitude)는 2가지 요소에 의해 결정 됩니다. 

 

• 시편 낙하 높이
• 충격 시 표면 재료

 

가속도 크기를 결정하는 주요 요소는 시편의 낙하 높이 입니다. 

 

앞서 Drop 충격 시험은 Classical 충격 펄스를 사용한다고 하였는데 충격 펄스의 형태를 결정하는 것은 "Programmer(프로그래머)"라고 불리는 파트 입니다. 

 

위 그림에서 충격이 바닥으로 전달되지 않게 흡수하는 "Seismic Mass"위 에 Programmer를 달아서 원하는 형태의 펄스를 만들어 냅니다. 

 

 

 

전자식 진동 시험기(Shaker)와 충격 시험기(Drop Shock Tester) 차이

 

 

전자식 진동 시험기도 충격 시험이 가능 합니다. 전자식 진동 시험기의 장점은 시편에 상 하 각 각 충격 시험을 가할 때 셋업을 변경할 필요 없이 전자식 진동 시험기에서 방향을 변경할 수 있습니다.

 

충격 시험기의 장점은 기계적 방법을 사용해서 충격 시험이 끝난 뒤 움직임을 잡아 줄 수 있습니다. 하지만 전자식 진동 시험기는 Pre 와 Post Compensation을 통해서 잡아 줘야 합니다. 그리고 전자식 충격 시험기의 경우 제한된 변위와 속도로 인해 저주파에서 큰 가속도 값을 가지기 어렵습니다.