ISO 16750-3:2003

Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 3: Mechanical loads

ISO 16750-3:2003 describes the mechanical loads that can affect electric and electronic systems and components in respect of their mounting directly on or in road vehicles, and specifies the corresponding tests and requirements.

Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique et électronique — Partie 3: Contraintes mécaniques

L'ISO 16750-3:2003 décrit les contraintes mécaniques pouvant affecter les systèmes et les composants électriques et électroniques en fonction de leur emplacement de montage directement sur ou dans le véhicule, et spécifie les essais et exigences correspondants. Elle n'est pas directement applicable aux pièces ou aux ensembles qui font partie de l'équipement, ni aux faisceaux de câbles, aux câbles ou aux connecteurs des véhicules, bien que certains des essais et des conditions ambiantes spécifiés dans l'ISO 16750 pourraient s'avérer pertinents.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 30-Nov-2003
• Withdrawal Date: 30-Nov-2003
• ICS: 43.040.10 - Electrical and electronic equipment
• Technical Committee: ISO/TC 22 - Road vehicles
• Drafting Committee: ISO/TC 22 - Road vehicles
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 24-Jul-2007

Relations

• Revised: ISO 16750-3:2007 - Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 3: Mechanical loads
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16750-3
First edition
2003-12-01


Road vehicles — Environmental
conditions and testing for electrical and
electronic equipment —
Part 3:
Mechanical loads
Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de
l'équipement électrique et électronique —
Partie 3: Contraintes mécaniques




Reference number
ISO 16750-3:2003(E)
©
ISO 2003

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ISO 16750-3:2003(E)
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Web www.iso.org
Published in Switzerland

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ISO 16750-3:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Tests and requirements. 2
4.1 Vibration. 2
4.1.1 General. 2
4.1.2 Requirements . 3
4.1.3 Tests. 4
4.1.3.1 Test Set 1 — Equipment for passenger cars. 4
4.1.3.2 Test Set 2 — Commercial vehicles . 11
4.2 Mechanical shock . 18
4.2.1 Endurance shock test for components in or on doors and flaps . 18
4.2.1.1 Purpose . 18
4.2.1.2 Test . 18
4.2.1.3 Requirement. 18
4.2.2 Mechanical shock test for components on rigid points on the body and on the frame. 18
4.2.2.1 Purpose . 18
4.2.2.2 Test . 19
4.2.2.3 Requirement. 19
4.2.3 Mechanical shock test for components in or on gear-box. 19
4.2.3.1 Purpose . 19
4.2.3.2 Test . 19
4.2.3.3 Requirement. 20
4.3 Free fall. 20
4.3.1 Purpose. 20
4.3.2 Test. 20
4.3.3 Requirement . 20
4.4 Surface strength/scratch and abrasion resistance . 21
4.5 Gravel bombardment. 21
5 Code letters for mechanical loads . 21
6 Documentation . 21
Annex A (informative) Guideline for the development of test profiles for vibration tests. 24
Annex B (informative) Recommended mechanical requirements for equipment depending on the
mounting location . 29

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ISO 16750-3:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 16750-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3,
Electrical and electronic equipment.
ISO 16750 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Environmental conditions
and testing for electrical and electronic equipment:
 Part 1: General
 Part 2: Electrical loads
 Part 3: Mechanical loads
 Part 4: Climatic loads
 Part 5: Chemical loads

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16750-3:2003(E)

Road vehicles — Environmental conditions and testing for
electrical and electronic equipment —
Part 3:
Mechanical loads
1 Scope
This part of ISO 16750 describes the mechanical loads that can affect electric and electronic systems and
components in respect of their mounting directly on or in road vehicles, and specifies the corresponding tests
and requirements.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 16750-1:2003, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 1: General
ISO 16750-4:2003, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 4: Climatic loads
IEC 60068-2-6, Environmental testing — Part 2: Tests — Test Fc: Vibration (sinusoidal)
IEC 60068-2-14, Environmental testing — Part 2: Tests —Test N: Change of temperature
IEC 60068-2-29, Environmental testing — Part 2: Tests — Test Eb and guidance: Bump
IEC 60068-2-32, Environmental testing — Part 2: Tests — Test Ed: Free fall
IEC 60068-2-64, Environmental testing — Part 2: Test methods — Test Fh: Vibration, broad-band random
(digital control) and guidance
1)
IEC 60068-2-80, Environmental testing — Part 2: Tests — Test Fi: Mixed mode
DIN 55996-1, Paints and varnishes — Stone chip resistance test for coatings — Part 1: Multi-impact test
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16750-1 apply.

1) To be published.
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ISO 16750-3:2003(E)
4 Tests and requirements
4.1 Vibration
4.1.1 General
The vibration test methods specified consider various levels of vibration severities applicable to on-board
electrical and electronic equipment. It is recommended that the vehicle manufacturer and supplier choose the
test method, the environmental temperature and vibration parameters, depending on the specific mounting
location.
The specified values apply to direct mounting in defined mounting locations. Using a bracket for mounting can
result in higher or lower loads. If the electronic control unit (ECU) is used in the vehicle with a bracket, then all
vibration and mechanical shock tests shall be done with this bracket.
Carry out the vibration with the device under test (DUT) suitably mounted on a vibration table. The mounting
method(s) used shall be noted in the test report. Carry out the frequency variation by logarithmic sweeping of
1 octave/min for sinusoidal tests. The motion shall be applied in each of the three mutually perpendicular axes
for a duration as defined for each test.
The scope of the recommended test profiles and test duration is aimed at avoiding fatigue failure. Testing for
wear has special requirements and is not covered in this part of ISO 16750.
Loads outside of the designated test frequency ranges shall be considered separately.
NOTE Deviations from the load on the DUT can result, should vibration testing be carried out according to this
standard on a heavy and bulky DUT, as mounting rigidity and dynamic reaction on the vibrator table excitation are different
compared to the situation in the vehicle. This deviation can be minimized by applying the average control method (see
Annex A).
Application of the average control method according to IEC 60068-2-64 is to be agreed upon.
Subject the DUT during the vibration test to the temperature cycle according to IEC 60068-2-14, with electric
operation in accordance with Figure 1. Alternatively, a test at constant temperature (RT) may be agreed upon
and performed.
Operate the DUT electrically as indicated in Figure 1 at T , in a short functional test performed after the DUT
min
has completely reached T . This functional test shall be as short as possible: long enough only such that the
min
proper performance of the DUT can be checked. This minimizes self-heating of the ECU. Additional electrical
operation of the DUT between the 210th minute and the 410th minute of the cycle (see Figure 1).
Additional drying of test chamber air is not permitted.
Owing to the fact that in the vehicle vibration stress can occur together with extremely low or high
temperatures, this interaction between mechanical and temperature stress is simulated in the test, too. The
failure mechanism is, for example, a plastic part of a system/component, which mellows due to the high
temperature and cannot withstand the acceleration under this condition.
2 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 16750-3:2003(E)

Key
t time, min
T temperature, °C
a
Operating mode 3.2 (see ISO 16750-1:2003).
b
One cycle.
Figure 1 — Temperature profile for vibration test
Table 1 — Temperature vs. time for vibration test
Duration Temperature
min °C
0 20
60 −40
150 −40
210 20
a
300 T
max
a
410 T
max
480 20
a
See ISO 16750-4:2003, Table 1.
4.1.2 Requirements
For all vibration tests, Functional status A as defined in ISO 16750-1:2003 shall be used when in Operating
mode 3.2 in accordance with ISO 16750-1:2003, Clause 5, and Functional status C shall be used during
periods in other operating modes.
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ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3 Tests
4.1.3.1 Test Set 1 — Equipment for passenger cars
4.1.3.1.1 General
This test set (Tests I to V) is recommended mainly for testing equipment for passenger cars.
4.1.3.1.2 Test I — Equipment mounted directly on the engine
4.1.3.1.2.1 Purpose
The vibrations of a piston engine can be divided into two types: sinusoidal vibration resulting from the
unbalanced mass forces in the cylinders, and random noise from all other vibration sources of an engine, e.g.
closing of valves. Failure mode in this test is rupture owing to fatigue.
NOTE The temperature in the chamber is above room temperature at the end of the test (2,75 temperature cycles).
The test profiles specified in the following subclauses apply to loads generated by (four-stroke) reciprocating
engines.
Following the forthcoming publication of IEC 60068-2-80, and the determination of the test parameters in
accordance with it, this test should be performed as a combined sine and random test, also according to
IEC 60068-2-80. Alternatively, these tests may be performed sequentially.
4.1.3.1.2.2 Sinusoidal vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-6. The test duration shall be 22 h for each plane of the DUT. The
amplitude of acceleration and the frequency shall be in accordance with Figure 2 and Table 2, as follows:
 use Curve 1 for DUTs intended for mounting on engines with five cylinders or less;
 use Curve 2 for DUTs intended for mounting on engines with six or more cylinders.
Both curves may be combined to cover all engine types in one test.

Key
X frequency, Hz
2
Y amplitude of acceleration, m/s
Curve 1 (engines with 5 cylinders or less)
Curve 2 (engines with 6 or more cylinders)
Figure 2 — Vibration severity curves
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ISO 16750-3:2003(E)
Table 2 — Values for frequency and acceleration
Curve 1  Curve 2 Combination
(see Figure 2) (see Figure 2)
Frequency Amplitude of Frequency Amplitude of Frequency Amplitude of
Hz acceleration Hz acceleration Hz acceleration
2 2 2
m/s m/s m/s
100 100 100 100 100 100
200 200 150 150 150 150
240 200 440 150 200 200
270 100  240 200
440 100  255 150
   440 150

4.1.3.1.2.3 Random vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 22 h for each plane of the DUT.
2
The r.m.s. acceleration value shall be 181 m/s .
See Figure 3 and Table 3.
NOTE The PSD values (random vibration) are reduced in the frequency range of the sinusoidal vibration test.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
Figure 3 — PSD of acceleration vs. frequency

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ISO 16750-3:2003(E)
Table 3 — Values for frequency and power spectral density
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 10
100 10
300 0,51
500 20
2 000 20

4.1.3.1.3 Test II — Gear box mounted equipment
4.1.3.1.3.1 Purpose
The vibrations of a gear box can be divided into two types, resulting partly from vibrations transmitted from the
engine: sinusoidal vibration, which results from unbalanced mass forces, and random noise created by the
friction of the gearwheels and other vibration sources in the engine. Failure mode in this test is rupture due to
fatigue.
NOTE The temperature in the chamber is above room temperature at the end of the test (2,75 temperature cycles).
The test profiles specified in the following subclauses apply to loads generated by gear box vibrations.
Changing the gears can create additional mechanical shock and shall be considered separately.
Following the forthcoming publication of IEC 60068-2-80, and the determination of the test parameters in
accordance with it, this test should be performed as a combined sine and random test, also according to
IEC 60068-2-80. Alternatively, these tests may be performed sequentially.
4.1.3.1.3.2 Sinusoidal vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-6. The test duration shall be 22 h for each plane of the DUT.
See Figure 4 and Table 4.

Key
X frequency, Hz
2
Y amplitude of acceleration, m/s
Figure 4 — Acceleration vs. frequency
6 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 16750-3:2003(E)
Table 4 — Values for frequency and acceleration
Frequency Amplitude of acceleration
2
Hz m/s
100 30
200 60
440 60

4.1.3.1.3.3 Random vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 22 h for each plane of the DUT.
2
The r.m.s. acceleration value shall be 96,6 m/s .
See Figure 5 and Table 5.
NOTE The PSD values (random vibration) are reduced in the frequency range of the sinusoidal vibration test.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
Figure 5 — PSD of acceleration vs. frequency
Table 5 — Values for frequency and power spectral density
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 10
100 10
300 0,51
500 5
2 000 5

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ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3.1.4 Test III — Equipment mounted on flexible plenum chamber but not rigidly attached
4.1.3.1.4.1 Purpose
The vibrations in this mounting location are sinusoidal and are mainly induced by the pulsation of the intake air.
Failure mode is rupture due to fatigue.
4.1.3.1.4.2 Test
Perform the test according to IEC 60068-2-6. The test duration shall be 22 h for each plane of the DUT.
NOTE The temperature in the chamber is above room temperature at the end of the test (2,75 cycles).
See Figure 6 and Table 6.

Key
X frequency, Hz
2
Y amplitude of acceleration, m/s
Figure 6 —Acceleration vs. frequency
Table 6 — Values for frequency and acceleration
Frequency Amplitude of acceleration
2
Hz m/s
100 90
200 180
325 180
500 80
1 500 80

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---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3.1.5 Test IV — Equipment mounted on sprung masses (vehicle body)
4.1.3.1.5.1 Purpose
The vibration of the body is random vibration induced by rough-road-driving. Failure mode is rupture due to
fatigue.
4.1.3.1.5.2 Test
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 8 h for each plane of the DUT.
2
The r.m.s. acceleration value shall be 27,8 m/s .
See Figure 7 and Table 7.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
Figure 7 — PSD vs. frequency
Table 7 — Values for frequency and power spectral density
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 20
55 6,5
180 0,25
300 0,25
360 0,14
1 000 0,14
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ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3.1.6 Test V — Equipment mounted on unsprung masses (wheel, wheel suspension)
4.1.3.1.6.1 Purpose
The vibration of unsprung masses is random vibration induced by rough-road-driving. Failure mode is rupture
due to fatigue.
Loads with frequencies lower than 20 Hz are not covered by the test profile. In practice, high amplitudes can
occur below 20 Hz; therefore, loads acting on the DUT in this frequency range shall be considered separately.
4.1.3.1.6.2 Test
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 8 h for each plane of the DUT.
2
The r.m.s. acceleration value shall be 107,3 m/s .
See Figure 8 and Table 8.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD), (m/s ) /Hz
Figure 8 — PSD vs. frequency
Table 8 — Values for frequency and power spectral density
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
20 200
40 200
300 0,5
800 0,5
1 000 3
2 000 3
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---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3.2 Test Set 2 — Commercial vehicles
4.1.3.2.1 General
This test set (tests VI to IX) is mainly applicable to DUTs intended for mounting in commercial vehicles.
The test spectra do not consider stresses below 10 Hz. Since in practical operation large amplitudes can
occur in the range below 10 Hz, stresses on the DUT in this frequency range shall be examined separately.
4.1.3.2.2 Test VI — Equipment mounted on engine or gearbox
4.1.3.2.2.1 Purpose
The vibrations of a piston-driven engine can be divided into two types: sinusoidal vibration that results from
unbalanced mass forces, and random noise owing to all the other vibration sources of an engine, e.g. closing
of valves. Because the gearbox is rigidly attached to the engine, this test can also be used for
systems/components mounted at the gearbox (until now, no sufficient number of measurements on gear-box-
mounted systems/components had been performed).
Failure mode in this test is rupture due to fatigue.
The test profiles specified in the following apply to loads generated by (four-stroke) reciprocating engines.
Following the forthcoming publication of IEC 60068-2-80, and the determination of the test parameters in
accordance with it, this test should be performed as a combined sine and random test, also according to
IEC 60068-2-80. Alternatively, these tests may be performed sequentially.
If the DUT has natural frequencies below 30 Hz, an additional test shall be carried out with a duration of 32 h
in all critical planes of the DUT.
4.1.3.2.2.2 Sinusoidal vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-6. The test duration shall be 94 h for each plane of the DUT
(equivalent to approx. 20 h per octave).
NOTE The temperature in the chamber is above room temperature at the end of the test (11,75 cycles).
See Figure 9 and Table 9.
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---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)

Key
X frequency, Hz
2
Y amplitude of acceleration, m/s
Figure 9 — Acceleration vs. frequency
Table 9 — Values for frequency and acceleration
Frequency Amplitude of displacement Amplitude of acceleration
2
Hz mm m/s
20 0,72 (11,4)
65 0,72 120
260 120
260 90
350 90
350 60
520 60

4.1.3.2.2.3 Random vibration
Perform the test according to IEC 60068-2-64.
The test duration shall be
 94 h for each plane of the DUT (standard profile, see Table 10), and
 32 h additionally for each critical plane of a DUT whose natural frequencies are < 30 Hz (see Table 11).
12 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 16750-3:2003(E)
The r.m.s. acceleration values shall be
2
 177 m/s for the standard profile, and
2
 28,6 m/s in the case of DUT natural frequencies < 30 Hz.
See Figure 10 and Tables 10 and 11.
NOTE The PSD values (random vibration) are reduced in the frequency range of the sinusoidal vibration test.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
standard random test profile
additional profile for < 30 Hz
Figure 10 — PSD vs. frequency
Table 10 — Values for frequency and power spectral density — Standard profile
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 14
20 28
30 28
180 0,75
300 0,75
600 20
2 000 20

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---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)
Table 11 — Values for frequency and power spectral density — Additional profile for <<<< 30 Hz
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 50
30 30
45 0,1

4.1.3.2.3 Test VII — Equipment mounted on sprung masses (vehicle body)
4.1.3.2.3.1 Purpose
The vibration on sprung masses is random vibration induced by rough-road-driving. Failure mode is rupture
due to fatigue.
4.1.3.2.3.2 Test
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 32 h for each plane of the DUT.
The r.m.s. acceleration values shall be
2
 57,9 m/s for the standard profile, and
2
 33,7 m/s in the case of DUT natural frequencies < 30 Hz.
See Figure 11 and Tables 12 and 13.

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
standard random test profile
additional profile for < 30 Hz
Figure 11 — PSD vs. frequency
14 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 16750-3:2003(E)
Table 12 — Values for frequency and power spectral density — Standard profile
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 18
20 36
30 36
180 1
2 000 1

Table 13 — Values for frequency and power spectral density — Additional profile for <<<< 30 Hz
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 50
20 36
30 36
45 16

4.1.3.2.4 Test VIII — Equipment mounted on decoupled commercial vehicle cab
4.1.3.2.4.1 Purpose
The vibration on a decoupled commercial vehicle cab is random vibration induced by rough-road-driving.
Failure mode is rupture due to fatigue.
4.1.3.2.4.2 Test
Perform the test according to IEC 60068-2-64. The test duration shall be 32 h for each plane of the DUT.
See Figure 12 and Table 14. The r.m.s. acceleration values shall be in accordance with Table 14.
© ISO 2003 — All rights reserved 15

---------------------- Page: 19 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)

Key
X frequency, Hz
2 2
Y power spectral density (PSD) of acceleration, (m/s ) /Hz
vertical
longitudinal
lateral
Figure 12 — PSD vs. frequency
Table 14 — Values for frequency and power spectral density
Frequency PSD
2 2
Hz (m/s ) /Hz
a b c
Vertical Longitudinal Lateral
10 20 3 10
13  10
19 3
20 20
50 0,1 0,1
100 0,1
500 0,1 0,1 0,1
2 000 0,01 0,01 0,01
a 2
r.m.s. acceleration value: 21,3 m/s .
b 2
r.m.s. acceleration value: 11,8 m/s .
c 2
r.m.s. acceleration value: 13,1 m/s .

16 © ISO 2003 — All rights reserved

---------------------- Page: 20 ----------------------
ISO 16750-3:2003(E)
4.1.3.2.5 Test IX — Equipment mounted on unsprung masses (wheel, wheel suspension)
4.1.3.2.5.1 Purpose
The vibration on unsprung masses is vibration induced by rough-road-driving. Failure mode is rupture due to
fatigue.
4.1.3.2.5.2 Tests
Perform the random vibration Test VII in accordance with 4.1.3.2.3.2 and, in addition, a sinusoidal vibration
test as follows.
Carry out the sinusoidal vibration test at room temperature.
The sinusoidal vibration test, which shall be carried out in accordance with Table 15, describes the maximum
amplitudes of acceleration on wheels and wheel suspension and the respective frequencies. If natural
frequencies of the DUT below 40 Hz can be ruled out, the test may be carried out in accordance with Table 16
with a test frequency of 35 Hz and on an electro-mechanical test stand.
Table 15 — Values for frequency and acceleration — Lowest natural frequency of DUT <<<< 40 Hz
Plane according to Frequency Amplitude of Duration No. of cycles
plane in vehicle acceleration (approx.)
2
Hz m/s min
8 to 6 150 4 2 800
Longitudinal/lateral
8 to 16 120 10 7 000
8 to 32 100 20 21 000
8 to 16 300 4 2 800
Vertical 8 to 16 250 10 7 000
8 to 32 200 20 21 000

Table 16 — Values for frequency and acceleration — Lowest natural frequency of DUT WWWW 40 Hz
Plane according to plane Frequency Amplitude of acceleration No. of cycles (appr
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16750-3
Première édition
2003-12-01



Véhicules routiers — Spécifications
d'environnement et essais de
l'équipement électrique et électronique —
Partie 3:
Contraintes mécaniques
Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and
electronic equipment —
Part 3: Mechanical loads




Numéro de référence
ISO 16750-3:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 16750-3:2003(F)
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Publié en Suisse

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ISO 16750-3:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Essais et exigences . 2
4.1 Vibrations. 2
4.1.1 Généralités. 2
4.1.2 Exigences. 3
4.1.3 Essais. 4
4.1.3.1 Série d'essais 1 — Équipements destinés aux voitures particulières. 4
4.1.3.2 Série d'essais 2 — Équipements destinés aux véhicules utilitaires. 12
4.2 Choc mécanique . 19
4.2.1 Essai de choc mécanique pour des composants montés dans ou sur des portes et des
trappes . 19
4.2.1.1 Objet. 19
4.2.1.2 Essai . 19
4.2.1.3 Exigence. 20
4.2.2 Essai de choc mécanique pour des équipements montés sur des points rigides de la
carrosserie et du châssis. 20
4.2.2.1 Objet. 20
4.2.2.2 Essai . 20
4.2.2.3 Exigence. 20
4.2.3 Essai de choc mécanique pour des équipements montés dans ou sur la boîte de vitesses . 20
4.2.3.1 Objet. 20
4.2.3.2 Essai . 20
4.2.3.3 Exigence. 21
4.3 Essai de chute . 21
4.3.1 Objet . 21
4.3.2 Essai. 21
4.3.3 Exigences. 22
4.4 Résistance superficielle, résistance aux rayures et résistance à l'abrasion. 22
4.5 Projections de graviers . 22
5 Lettres codes pour les contraintes mécaniques . 22
6 Documentation . 22
Annexe A (informative) Lignes directrices pour l'élaboration de profils d'essai pour les essais de
vibration . 25
Annexe B (informative) Essais recommandés et exigences pour les équipements, en fonction de
leur emplacement de montage . 30

© ISO 2003 — Tous droits réservés iii

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ISO 16750-3:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16750-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
L'ISO 16750 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique et électronique:
 Partie 1: Généralités
 Partie 2: Contraintes électriques
 Partie 3: Contraintes mécaniques
 Partie 4: Contraintes climatiques
 Partie 5: Contraintes chimiques

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NORME INTERNATIONALE ISO 16750-3:2003(F)

Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais
de l'équipement électrique et électronique —
Partie 3:
Contraintes mécaniques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 16750 décrit les contraintes mécaniques pouvant affecter les systèmes et les
composants électriques et électroniques en fonction de leur emplacement de montage directement sur ou
dans le véhicule, et spécifie les essais et exigences correspondants.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 16750-1:2003, Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l’équipement électrique
et électronique — Partie 1: Généralités
ISO 16750-4:2003, Véhicules routiers — Spécifications d'environnement et essais de l'équipement électrique
et électronique — Partie 4: Contraintes climatiques
CEI 60068-2-6, Essais d'environnement — Partie 2: Essais — Essai Fc: Vibrations (sinusoïdales)
CEI 60068-2-14, Essais d'environnement — Deuxième partie: Essais — Essai N: Variations de température
CEI 60068-2-29, Essais d'environnement — Deuxième partie: Essais — Essai Eb et guide: Secousses
CEI 60068-2-32, Essais d'environnement — Deuxième partie: Essai — Essai Ed: Chute libre
CEI 60068-2-64, Essais d'environnement — Partie 2: Méthodes d'essai — Essai Fh: Vibrations aléatoires à
large bande (asservissement numérique) et guide
1)
CEI 60068-2-80, Essais d'environnement — Partie 2: Essais — Essai Fi: Essai en mode combiné
DIN 55996-1, Paints and varnishes — Stone chip resistance test for coatings — Part 1: Multi-impact test
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 16750-1 s'appliquent.

1) À publier.
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1

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ISO 16750-3:2003(F)
4 Essais et exigences
4.1 Vibrations
4.1.1 Généralités
Les méthodes spécifiées pour l'essai de vibrations prennent en compte différents niveaux de sévérité des
vibrations applicables à l'équipement électrique et électronique embarqué. Il est recommandé au constructeur
du véhicule et au fournisseur de l'équipement de choisir la méthode d'essai, la température ambiante et les
paramètres de vibration en fonction de l'emplacement spécifique de montage de l'équipement concerné.
Les valeurs spécifiées s'appliquent au montage direct dans des emplacements définis. L'utilisation d'un
support de montage peut entraîner l'apparition de contraintes plus fortes ou plus faibles. Si l'unité de
commande électronique (UCE) est normalement utilisée dans le véhicule avec un support, tous les essais de
vibrations et de choc mécanique doivent être effectués avec ce même support.
Effectuer l'essai de vibrations après avoir correctement monté sur une table vibrante le dispositif soumis à
l'essai (DSE). La ou les méthodes de montage utilisées doivent être consignées dans le rapport d'essai. Pour
des essais sinusoïdaux, effectuer la variation de fréquence par balayage logarithmique de 1 octave/min. Le
mouvement doit être appliqué à chacun des trois axes orthogonaux pendant une durée définie pour chaque
essai.
Les durées d'essai et les profils d'essai recommandés visent à éviter la défaillance par fatigue. Les essais de
résistance à l'usure répondent à des exigences particulières et n'entrent pas dans le champ d'application de la
présente partie de l'ISO 16750.
Les contraintes n'entrant pas dans les plages de fréquences d'essai désignées doivent être étudiées à part.
NOTE Des écarts par rapport à la contrainte sur le DSE peuvent apparaître si l'essai de vibrations est effectué
conformément à la présente partie de l'ISO 16750 sur un DSE lourd et encombrant, car la rigidité du montage et la
réaction dynamique sur l'excitation de la table vibrante diffèrent de la situation réelle dans le véhicule. Ces écarts peuvent
être réduits au minimum en appliquant la méthode de commande pondérée (voir l'Annexe A).
L'application de la méthode de commande pondérée conformément à la CEI 60068-2-64 doit faire l'objet d'un
accord.
Au cours de l'essai de vibrations, soumettre le DSE au cycle de températures conforme à la norme
CEI 60068-2-14, les modes de fonctionnement électrique étant conformes à la Figure 1. Il est également
possible de convenir d'effectuer un essai à température constante (température ambiante).
Mettre en service le DSE comme indiqué à la Figure 1 à T pour effectuer un bref essai fonctionnel dès que
min
le DSE a réellement atteint T . Cet essai fonctionnel doit être aussi court que possible, et juste assez long
min
pour contrôler le bon fonctionnement du DSE. Ceci permet de limiter au minimum l'auto-réchauffement de
e e
l'UCE. Le DSE doit en outre être mis en service entre la 210 min et la 410 min du cycle (voir la Figure 1 et le
Tableau 1).
Il n'est pas permis de déshydrater l'air de la chambre d'essai.
Comme, dans le véhicule, des contraintes dues aux vibrations peuvent apparaître en même temps que des
températures extrêmement basses ou élevées, cette interaction entre contraintes mécaniques et thermiques
est également simulée au cours de l'essai. Le mode de défaillance est, par exemple, le ramollissement dû à la
température élevée d'une pièce en matière plastique d'un système ou d'un composant et l'impossibilité pour la
pièce en question de résister dans ces conditions à l'accélération.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
t temps, min
T température, °C
a
Mode de fonctionnement 3.2 (voir l'ISO 16750-1:2003).
b
Un cycle.
Figure 1 — Profil de température de l'essai de vibrations
Tableau 1 — Évolution de la température en fonction du temps pendant l'essai de vibrations
Durée Température
min °C
0 20
60 − 40
150 − 40
210 20
a
300 T
max
a
410 T
max
480 20
a
Voir l'ISO 16750-4:2003, Tableau 1.
4.1.2 Exigences
Au cours de tous les essais de vibrations, l'état fonctionnel du DSE doit être de la classe A définie dans
l'ISO 16750-1:2003 pendant le mode de fonctionnement 3.2 conforme à l'ISO 16750-1:2003, Article 5, et de la
classe C pendant les périodes où le mode de fonctionnement est autre.
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ISO 16750-3:2003(F)
4.1.3 Essais
4.1.3.1 Série d'essais 1 — Équipements destinés aux voitures particulières
4.1.3.1.1 Généralités
Cette série d'essais (essais I à V) est essentiellement recommandée pour les équipements destinés aux
voitures particulières.
4.1.3.1.2 Essai I — Équipements directement montés sur le moteur
4.1.3.1.2.1 Objet
Les vibrations d'un moteur à piston se répartissent en deux catégories: une vibration sinusoïdale qui résulte
des forces exercées par des masses non équilibrées dans les cylindres et des perturbations aléatoires
résultant de toutes les autres sources de vibration d'un moteur, par exemple la fermeture des soupapes. Le
mode de défaillance de cet essai est la rupture par fatigue.
NOTE La température de la chambre d'essai est supérieure à la température ambiante à la fin de l'essai (2,75 cycles
de température).
Les profils d'essai spécifiés dans les paragraphes suivants s'appliquent aux contraintes produites par des
moteurs alternatifs (à quatre temps).
Après publication de la norme CEI 60068-2-80 et après avoir déterminé les paramètres conformes à celle-ci, il
est recommandé d'effectuer cet essai sous la forme d'un essai combiné de vibrations sinusoïdales et
aléatoires conformément à la même norme CEI 60068-2-80. En variante, ces essais peuvent être effectués
successivement.
4.1.3.1.2.2 Vibration sinusoïdale
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-6. La durée de l'essai doit être de 22 h, pour chaque

plan du DSE. L'amplitude de l'accélération et la fréquence doivent être conformes à la Figure 2 et au
Tableau 2, à savoir:
 utiliser la courbe 1 pour des dispositifs conçus pour être montés sur des moteurs de 5 cylindres ou moins;
 utiliser la courbe 2 pour des dispositifs conçus pour être montés sur des moteurs de 6 cylindres ou plus.
Les deux courbes peuvent être combinées afin de pouvoir couvrir tous les types de moteur en un essai.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2
Y amplitude de l'accélération, m/s
courbe 1 (moteurs de 5 cylindres ou moins)
courbe 2 (moteurs de 6 cylindres ou plus)
Figure 2 — Courbes de sévérité des vibrations
Tableau 2 — Valeurs de l'amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Courbe 1 (voir Figure 2) Courbe 2 (voir Figure 2) Combinaison
Fréquence Amplitude de Fréquence Amplitude de Fréquence Amplitude de
l'accélération l'accélération l'accélération
2 2 2
Hz m/s Hz m/s Hz m/s
100 100 100 100 100 100
200 200 150 150 150 150
240 200 440 150 200 200
270 100  240 200
440 100  255 150
   440 150

4.1.3.1.2.3 Vibration aléatoire
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-64. La durée de l'essai doit être de 22 h, pour chaque

plan du DSE.
2
La valeur efficace de l'accélération doit être de 181 m/s .
Voir la Figure 3 et le Tableau 3.
NOTE Les valeurs de densité spectrale de puissance d'accélération sont réduites dans la plage de fréquences de
l'essai de vibration sinusoïdale.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2 2
Y densité spectrale de puissance (DSP) d'accélération, (m/s ) /Hz
Figure 3 — Densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 3 — Valeurs de la densité spectrale de puissance d'accélération
en fonction de la fréquence
Fréquence Densité spectrale de puissance
d'accélération
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 10
100 10
300 0,51
500 20
2 000 20
4.1.3.1.3 Essai II — Équipements montés sur la boîte de vitesses
4.1.3.1.3.1 Objet
Les vibrations d'une boîte de vitesses se répartissent en deux catégories qui résultent en partie des vibrations
transmises par le moteur: une vibration sinusoïdale qui résulte des forces exercées par des masses non
équilibrées et des perturbations aléatoires résultant du frottement des engrenages et des autres sources de
vibration du moteur. Le mode de défaillance de cet essai est la rupture par fatigue.
NOTE La température de la chambre d'essai est supérieure à la température ambiante à la fin de l'essai (2,75 cycles
de température).
Les profils d'essai spécifiés dans les paragraphes suivants s'appliquent aux contraintes produites par des
vibrations de la boîte de vitesses. Les changements de vitesse peuvent créer des chocs mécaniques
supplémentaires et doivent être examinés à part.
Après publication de la norme CEI 60068-2-80 et après avoir déterminé les paramètres conformes à celle-ci, il
est recommandé d'effectuer cet essai sous la forme d'un essai combiné de vibrations sinusoïdales et
aléatoires conformément à la même norme CEI 60068-2-80. En variante, ces essais peuvent être effectués
successivement.
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ISO 16750-3:2003(F)
4.1.3.1.3.2 Vibration sinusoïdale
Effectuer cet essai conformément à la norme CEI 60668-2-6. La durée de l'essai doit être de 22 h pour
chaque plan du DSE.
Voir la Figure 4 et le Tableau 4.

Légende
X fréquence, Hz
2
Y amplitude de l'accélération, m/s
Figure 4 — Amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 4 — Valeurs de l'amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Fréquence Amplitude de l'accélération
2
Hz m/s
100 30
200 60
440 60
4.1.3.1.3.3 Vibration aléatoire
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-64. La durée de l'essai doit être de 22 h, pour chaque

plan du DSE.
2
La valeur efficace de l'accélération doit être de 96,6 m/s .
Voir la Figure 5 et le Tableau 5.
NOTE Les valeurs de densité spectrale de puissance d'accélération sont réduites dans la plage de fréquences de
l'essai de vibration sinusoïdale.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2 2
Y densité spectrale de puissance (DSP) d'accélération, (m/s ) /Hz
Figure 5 — Densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 5 — Valeurs de la densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Fréquence Densité spectrale de puissance
d'accélération
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 10
100 10
300 0,51
500 5
2 000 5
4.1.3.1.4 Essai III — Équipements montés sur une boîte flexible de répartition d'air sans fixation
rigide
4.1.3.1.4.1 Objet
Les vibrations dans cet emplacement de montage sont sinusoïdales et produites essentiellement par la
pulsation de l'air d'admission. Le mode de défaillance de cet essai est la rupture par fatigue.
4.1.3.1.4.2 Essai
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-6. La durée de l'essai doit être de 22 h, pour chaque
plan du DSE.
NOTE La température de la chambre d'essai est supérieure à la température ambiante à la fin de l'essai
(2,75 cycles).
Voir la Figure 6 et le Tableau 6.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2
Y amplitude de l’accélération, m/s
Figure 6 — Amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 6 — Valeurs de l'amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Fréquence Amplitude de l'accélération
2
Hz m/s
100 90
200 180
325 180
500 80
1 500 80
4.1.3.1.5 Essai IV — Équipements montés sur des masses suspendues (carrosserie du véhicule)
4.1.3.1.5.1 Objet
Les vibrations de la carrosserie sont des vibrations aléatoires produites par la conduite sur des routes à profil
irrégulier. Le mode de défaillance de cet essai est la rupture par fatigue.
4.1.3.1.5.2 Essai
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-64. La durée de l'essai doit être de 8 h pour chaque
plan du DSE.
2
La valeur efficace de l'accélération doit être de 27,8 m/s .
Voir la Figure 7 et le Tableau 7.
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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2 2
Y densité spectrale de puissance (DSP) d'accélération, (m/s ) /Hz
Figure 7 — Densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 7 — Valeurs de la densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Fréquence Densité spectrale de puissance
d'accélération
2 2
Hz (m/s ) /Hz
10 20
55 6,5
180 0,25
300 0,25
360 0,14
1 000 0,14
4.1.3.1.6 Essai V — Équipements montés sur des masses non suspendues (roue, suspension
de roue)
4.1.3.1.6.1 Objet
Les vibrations des masses non suspendues sont des vibrations aléatoires produites par la conduite sur des
routes à profil irrégulier. Le mode de défaillance de cet essai est la rupture par fatigue.
Les contraintes de fréquence inférieure à 20 Hz ne sont pas prises en compte dans le profil d'essai spécifié ici.
Dans la pratique, de fortes amplitudes peuvent intervenir au-dessous de 20 Hz, c'est pourquoi les contraintes
qui agissent sur le DSE dans cette plage de fréquences doivent être examinées séparément.
10 © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 16750-3:2003(F)
4.1.3.1.6.2 Essai
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-64. La durée de l'essai doit être de 8 h, pour chaque
plan du DSE.
2
La valeur efficace de l'accélération doit être de 107,3 m/s .
Voir la Figure 8 et le Tableau 8.

Légende
X fréquence, Hz
2 2
Y densité spectrale de puissance (DSP) d'accélération, (m/s ) /Hz
Figure 8 — Densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 8 — Valeurs de la densité spectrale de puissance d'accélération en fonction de la fréquence
Fréquence Densité spectrale de puissance
d'accélération
2 2
Hz (m/s ) /Hz
20 200
40 200
300 0,5
800 0,5
1 000 3
2 000 3

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ISO 16750-3:2003(F)
4.1.3.2 Série d'essais 2 — Équipements destinés aux véhicules utilitaires
4.1.3.2.1 Généralités
Cette série d'essais (essais VI à IX) est essentiellement applicable aux dispositifs destinés à être montés sur
des véhicules utilitaires.
Les spectres d'essais ne tiennent pas compte des contraintes inférieures à 10 Hz. Du fait que, dans la
pratique, de grandes amplitudes peuvent se produire dans la plage inférieure à 10 Hz, les contraintes qui
s'exercent sur le DSE dans cette plage de fréquences doivent être examinées séparément.
4.1.3.2.2 Essai VI — Équipements montés sur le moteur ou sur la boîte de vitesses
4.1.3.2.2.1 Objet
Les vibrations d'un moteur à piston se répartissent en deux catégories: une vibration sinusoïdale qui résulte
des forces exercées par des masses non équilibrées dans les cylindres et des perturbations aléatoires
résultant de toutes les autres sources de vibration d'un moteur, par exemple la fermeture des soupapes. La
boîte de vitesses étant accouplée au moteur de façon rigide, cet essai peut également être utilisé pour des
systèmes/composants montés sur la boîte de vitesses (jusqu'à présent, un nombre suffisant de mesurages
sur des systèmes/composants montés sur la boîte de vitesses n'a pas été effectué). Le mode de défaillance
de cet essai est la rupture par fatigue.
Les profils d'essai spécifiés dans les paragraphes suivants s'appliquent en fonction des contraintes générées
par des moteurs à combustion interne (à quatre temps).
Après publication de la norme CEI 60068-2-80 et après avoir déterminé les paramètres conformes à celle-ci, il
est recommandé d'effectuer cet essai sous la forme d'un essai combiné de vibrations sinusoïdales et
aléatoires conformément à la même norme CEI 60068-2-80. En variante, ces essais peuvent être effectués
successivement.
Si le DSE a des fréquences propres inférieures à 30 Hz, un essai supplémentaire d'une durée de 32 h doit
être effectué pour tous les plans critiques du DSE.
4.1.3.2.2.2 Vibration sinusoïdale
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-6. La durée de l'essai doit être de 94 h, pour chaque
plan du DSE (ce qui équivaut à environ 20 h par octave).
NOTE La température de la chambre d'essai est supérieure à la température ambiante à la fin de l'essai
(11,75 cycles).
Voir la Figure 9 et le Tableau 9.
12 © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 16750-3:2003(F)

Légende
X fréquence, Hz
2
Y amplitude de l'accélération, m/s
Figure 9 — Amplitude de l'accélération en fonction de la fréquence
Tableau 9 — Valeurs de l'amplitude du déplacement et de l'amplitude de l'accélération
en fonction de la fréquence
Fréquence Amplitude du déplacement Amplitude de l'accélération
2
Hz mm m/s
20 0,72 (11,4)
65 0,72 120
260 120
260 90
350 90
350 60
520 60
4.1.3.2.2.3 Vibration aléatoire
Effectuer l'essai conformément à la norme CEI 60068-2-64. La durée de l'essai doit être de
 94 h, pour chaque plan du DSE (essai normal, voir le Tableau 10), et
 32 h de plus, pour chaque plan critique du DSE (essai supplémentaire, lorsque le DSE a des fréquences
propres inférieures à 30 Hz, voir le Tableau 11)
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ISO 16750-3:2003(F)
La valeur efficace de l'accélération doit être de
2
 177 m/s , pour l'essai normal, e
...