冷熱沖擊試驗箱-快速温变-恒温恒湿-高低温-试验箱-有码在线家
熱門搜索: 快速溫變試驗箱 高低溫老化試驗箱 淋雨試驗箱 UV紫外線老化試驗箱 三綜合試驗箱 pct老化試驗箱 砂塵試驗箱 振動沖擊試驗台 氙燈老化試驗箱 恒溫恒濕試驗箱
pct老化試驗箱
氙燈老化試驗箱
恒温恒湿箱
三綜合試驗箱

溫度沖擊試驗箱的测试VS 实际使用寿命如何换算?大家都在问!

2019-07-19

溫度沖擊試驗箱的测试VS 实际使用寿命如何换算?大家都在问!

溫度沖擊試驗箱的测试VS 实际使用寿命如何换算?大家都在问!


1、溫度沖擊的定義

热冲击试验(Thermal Shock Testing)常被称作温度冲击试验(Temperature Shock Testing)或者温度循环(Temperature Cycling),高低温冷热冲击试验。
温度冲击按照GJB 150.5A-2009 3.1的说法,是装备周围大气温度的急剧变化,温度变化率大于10度/min,即为温度冲击。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相类似的观点。
 
2、溫度沖擊測試的目的
溫度沖擊試驗的目的:工程研制階段可用于發現有码在线的設計和工藝缺陷;有码在线定型或設計鑒定和量産階段用于驗證有码在线對溫度沖擊環境的適應性,爲設計定型和量産驗收決策提供依據;作爲環境應力篩選應用時,目的是剔除有码在线的早期故障。
 
3、溫度沖擊的應用
電子設備和元器件中發生溫度變化的情況很普遍。當設備未通電時,其內部零件要比其外表面上的零件經受的溫度變化慢。
 
下列情況下,可預見快速的溫度變化:
——當設備從溫暖的室內環境轉移到寒冷的戶外環境,或相反情況時;
——當設備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時;
——安裝于外部的機載設備中;
——在某些運輸和貯存條件下。
 
通電後設備中會産生高的溫度梯度,由于溫度變化,元器件會經受應力,例如,在大功率的電阻器旁邊,輻射會引起鄰近元器件表面溫度升高,而其他部分仍然是冷的。
當冷卻系統通電時,人工冷卻的元器件會經受快速的溫度變化。在設備的制造過程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數和幅度以及時間間隔都是很重要的。

 
4、溫度沖擊的效應
溫度沖擊通常對靠近裝備外表面的部分影響更嚴重,離外表面越遠(當然,與相關材料的特性有關),溫度變化越慢,影響越不明顯。運輸箱、包裝等還會減小溫度沖擊對封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會暫時或永久地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環境時可能引發的問題示例。考慮以下典型問題,有助于確定本試驗是否適用于受試裝備。

(1) 典型物理效应有:
1)玻璃容器和光學儀器的碎裂;
2)運動部件的卡緊或松弛;
3)爆炸物中固態藥丸或藥柱産生裂紋;
4)不同材料的收縮或膨脹率、或誘發應變速率不同;
5)零部件的變形或破裂;
6)表面塗層開裂;
7)密封艙泄漏;
8)絕緣保護失效。
 
(2) 典型化学效应有:
1)各組分分離;
2)化學試劑保護失效。
 
(3)典型電效應有:
1)電氣和電子元器件的變化;
2)快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障;
3)靜電過量。
 
5、冷熱沖擊測試方法的類型
根據IEC和國家標准,分爲三種:
1、試驗Na:規定轉換時間的快速溫度變化;空氣;
2、試驗Nb:規定變化速率的溫度變化;空氣;
3、試驗Nc:兩液槽法快速溫度變化;液體;
 
上面3種試驗,1、2以空氣作爲介質,第3種以液體(水或其它液體)作爲介質。1、2的轉換時間較長,3的轉換時間較短。


温度冲击按照GJB 150.5A-2009 3.1的说法,是装备周围大气温度的急剧变化,温度变化率大于10度/min,即为温度冲击。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相类似的观点。
 
個人認爲不能因此理解爲大于這個速率的試驗就是溫度沖擊試驗。溫度沖擊試驗的速率比這個現實情況要嚴苛。經常能聽到說溫度沖擊的速率大于20度/min,30度/min,50度/分鍾,甚至更快。
 
溫度變化原因有很多,相關標准裏面都有提及:
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
3 温度变化的现场条件
電子設備和元器件中發生溫度變化的情況很普遍。當設備未通電時,其內部零件要比其外表面上的零件經受的溫度變化慢。
下列情況下,可預見快速的溫度變化:
——當設備從溫暖的室內環境轉移到寒冷的戶外環境,或相反情況時;
——當設備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時;
——安裝于外部的機載設備中;
——在某些運輸和貯存條件下。
通電後設備中會産生高的溫度梯度,由于溫度變化,元器件會經受應力,例如,在大功率的電阻器旁邊,輻射會引起鄰近元器件表面溫度升高,而其他部分仍然是冷的。
當冷卻系統通電時,人工冷卻的元器件會經受快速的溫度變化。在設備的制造過程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數和幅度以及時間間隔都是很重要的。
 
GJB 150.5A-2009军用装备实验室环境试验方法第5部分:温度冲击试验
3.2應用
3.2.1正常環境
本試驗適用于可能會在空氣溫度發生急劇變化的地方使用的裝備。本試驗僅用來評價溫度急劇變化對裝備的外表面、安裝在外表面的零部件、或裝在靠近外表面的內部零部件的影響。典型情況如下:
A) 装备在热区域和低温环境之间转换;
B) 通过高性能运载工具,从地面高温环境升到高空(只是热到冷);
C) 仅用外部材料(包装或装备表面材料)进行试验时,从处在高空和低温条件下热的飞机防护壳体内向外空投。
3.2.2安全性和環境應力篩選
除3.3所述外,本試驗適用于提示裝備暴露在低于極端溫度變化速率(只要試驗條件下不超過裝備的設計極限)下通常出現的安全性問題和潛在的缺陷。本試驗雖然用作環境應力篩選(ESS),但經適當工程處理後,也可以將其作爲一個篩選試驗(使用更極端溫度的溫度沖擊),用來揭示裝備暴露在低于極端溫度條件下會出現的潛在缺陷。
 
溫度沖擊的效應
GJB 150.5A-2009军用装备实验室环境试验方法第5部分:温度冲击试验
4.1.2 环境效应
溫度沖擊通常對靠近裝備外表面的部分影響更嚴重,離外表面越遠(當然,與相關材料的特性有關),溫度變化越慢,影響越不明顯。運輸箱、包裝等還會減小溫度沖擊對封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會暫時或永久地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環境時可能引發的問題示例。考慮以下典型問題,有助于確定本試驗是否適用于受試裝備。
A) 典型物理效应有:
1) 玻璃容器和光学仪器的碎裂;
2) 运动部件的卡紧或松弛;
3) 爆炸物中固态药丸或药柱产生裂纹;
4) 不同材料的收缩或膨胀率、或诱发应变速率不同;
5) 零部件的变形或破裂;
6) 表面涂层开裂;
7) 密封舱泄漏;
8) 绝缘保护失效。
b)典型化學效應有:
1)各組分分離;
2)化學試劑保護失效。
C)典型電效應有:
1)電氣和電子元器件的變化;
2)快速冷凝水或結霜引起電子或機械故障;
3)靜電過量。 
溫度沖擊試驗的目的:工程研制階段可用于發現有码在线的設計和工藝缺陷;有码在线定型或設計鑒定和量産階段用于驗證有码在线對溫度沖擊環境的適應性,爲設計定型和量産驗收決策提供依據;作爲環境應力篩選應用時,目的是剔除有码在线的早期故障。
 
温度变化试验的类型,根據IEC和國家標准,分爲三種:
1、 试验Na:规定轉換時間的快速温度变化;空氣;
2、 试验Nb:规定变化速率的温度变化;空氣;
3、 试验Nc:两液槽法快速温度变化;液體;
上面3種試驗,1、2以空氣作爲介質,第3種以液體(水或其它液體)作爲介質。1、2的轉換時間較長,3的轉換時間較短。
 
標准
 

国际標准
国内对应標准
適用
介質
轉換時間
1
IEC 60068-2-14:2009《环境试验第2~14部分:试验方法试验N:温度变化》
GB/T 2423.22-2012《环境试验第2部分:试验方法试验N:温度变化》
元器件、部件、設備等各個組裝等級
空氣
3分鍾以內或者更長
2
MIL-STD-810F  方法503.4:温度冲击试验
GJB  150.5A-2009 《军用装备实验室环境试验方法第5部分:温度冲击试验》
設備
空氣
1分鍾
3
MIL-STD-202G 方法107G:热冲击试验
GJB 360B-2009 《电子及电气元件试验方法》中的方法107温度冲击试验。
元器件
液體


其它標准:
MIL-STD-883, Method 1010, Temperature Cycling
JESD22-A104D, Temperature Cycling
JESD22-A106B
JIS C 680068-2-14:2011(替代JIS C0025:1988)
JASO D 001
EIA The air-to-air thermal shock test is JESD22-A104D "Temperature Cycling"
EIA The liquid-to-liquid thermal shock test is JESD22-A106B "Thermal Shock"
EIAJ ED-2531A
GB897.4-2008/IEC60086-4:2007
GJB548B-2005方法1011.1
GJB128A-97方法1056
此外还有一些企业内部的標准,比如一些汽车厂商企业内部的標准。
 
試驗參數包括下列各項:
——試驗室環境溫度;
——高溫;
——低溫;
——暴露持續時間;
——轉換時間或变化速率;
——試驗循環數。
 
穩定時間
GJB 150.5A-2009 4.3.7 温度稳定
試件溫度穩定(在轉換之前)的時間至少應保證試件整個外部的溫度均勻一致。
 
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
7.2.1 部分最后一句:
在放入试验样品后,空氣温度应在暴露持续时间的10%以内达到规定的容差范围。
 
EIA-364-32E-2008 4.3 Specimen mass determination
 

 
相對濕度:
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
沒有提到相關內容。
GJB 150.5A-2009 4.3.8 相对湿度
大部分試驗方案都不控制相對濕度。但是溫度沖擊試驗過程中的相對濕度,對某些常見的多孔滲水材料(如纖維材料)可能有顯著的影響——滲入的濕氣可以移動並在結冰時會膨脹。除專門提出要求外,否則不必考慮控制相對濕度。
 
所以目前按照这两个標准是没有必要太多关注温度冲击试验过程中的湿度控制问题。
 
轉換時間
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
4.5 轉換時間的选择
在两箱法的情况下,如果由于样品尺寸大,不能在3min内完成转换,那么只要不对试验结果产生可察觉的影响,可按下式增加轉換時間:
t2≤0.05t3
式中:
T2——轉換時間;t3——试验样品的温度穩定時間。
 
GJB 150.5A-2009 4.3.9 轉換時間
应保证轉換時間能反映寿命期剖面中实际温度冲击的相应时间。轉換時間应尽可能短,但若轉換時間大于1min,则应证明这些额外的时间是合理的。
 
風速
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
沒有提到相關內容。
在舊版本大概有提到,不大于2m/s。
 
GJB 150.5A-2009 6.2.2 風速
除装备平台环境已经证明采用其他風速是合理的,并提供了规定的试验条件,试验箱内试件周围的風速不应超过1.7m/s。
 
試件的安裝和調試要求。試件的安裝應盡可能模擬實際使用狀況,並按需要進行試件連接和測試儀器連接。安裝時應注意:
(1) 若考核试件防护装置有效性,应保证实际使用中插头、外罩和检测板处在便于测试的位置,在操作时处于正常(防护或未加防护)方式。
(2) 实际使用中试件上正常电气连接和机械连接,在试验中不用,应用模拟接头代替,以确保试验真实。
(3) 试件若包括两个或两个以上具有完整功能的独立单元,可对各单元分别进行试验。若对各单元一起进行试验,在机械、电气和射频连接接口允许情况下,各单元之间以及单元与试验箱内壁间至少应保持15cm,确保箱内空氣能正常循环。
(4) 保护试件不受无关的环境污染物影响
 
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分 试验N:温度变化
7.2.2 试验样品的安装或支撑
除非相关规范另有规定,安装或支撑架应具有低导热性,以使得试验样品实际上是绝热的。当几个试验样品同时试验时,放置试验样品时应使得试验样品之间、试验样品和试验箱内表面之间的空氣自由流通。
 
有大神的文章裏提到了木板,看來是點道理啊。
 
試驗循環次數的確定
由于温度交变在试件中引起机械应力,导致随温度交变次数的增加试件内部振动的增加。在可靠性技术中適用以下经验求得的关系式:
    N(ΔT)k  =常数
其中:N= 温度周期的次数
    ΔT=温度变化,即高温与低温的差值
    K =指数(取决于失效机理)
上述的一般關系在有的參考文獻中稱爲Coffin-Manson公式。可改寫爲如下形式:

其中:Nf1 = 至失效为止的周期次数(实际)
          Nf2 = 至失效为止的周期次数(试验)
         ΔT1 = 温度变化(实际)
         ΔT2 = 温度变化(试验)
          k= 对遭受交变负荷的、其变形在塑性范围内发生的金属为2,对以塑料件为主的试件取4。
計算實例:
油泵支架總成溫度沖擊循環次數計算:
按上述公式取
Nf1 =10*365*2(10年,每年365天,每天2次冷起动)=7300
ΔT1 =50-0=50
ΔT2 =80-(-40)=120
k=4
计算可得Nf2 =220
 
即進行220次溫度沖擊試驗可以模擬實際10年的使用壽命。
關鍵詞: 溫度沖擊試驗箱
Copyright ? 广东艾思荔检测仪器有限公司. 有码在线 Reserved 站點地圖(XML) 站點地圖(HTML) 粤公网安备 44190002001125号 有码在线:粵ICP備09006556號-55
在線客服
售後咨詢
撥打有码在线
發送郵件