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溫度沖擊試驗箱的標(biāo)準(zhǔn)介紹和分析(二)

 更新時間:2023-11-17 點擊量:844

4.試驗條件

表3列出了二個系列標(biāo)準(zhǔn)的溫度沖擊試驗的試驗條件

                                                                             
標(biāo)準(zhǔn)
試驗溫度
保持時間
循環(huán)次數(shù)或沖擊次數(shù)
轉(zhuǎn)換時間
GB  2423
優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)提供的系列溫度值(高溫從200℃至30℃10級,低溫從-65℃至5℃共7級
3h、2h、1h、30min、10min(取決于產(chǎn)品的熱容量),若有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未做規(guī)定,選3h
5次循環(huán)
2~3min
MIL-STD-810F  方法  503.4
按預(yù)計部署的情況剪裁確定
真實暴露時間或溫度穩(wěn)定時間(同樣取決于產(chǎn)品的熱容量)
1次、3次、3次以上沖擊

盡量不大于1min,若大于5min則考慮本試驗的必要性











從表3看出,GB2423中對溫度沖擊試驗上、下限不作明確規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)中給出了一系列的高、低溫等級,具體上下限溫度由使用者根據(jù)受試產(chǎn)品壽命期實際可能遇到的極*低溫,從相近的等級中選取。可見該標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)融入了一些剪裁思想,要求標(biāo)準(zhǔn)的使用者分析受試產(chǎn)品壽命期可能遇到的極*環(huán)境,作為其確定上,下限溫度的根據(jù),但是標(biāo)準(zhǔn)中推薦了試驗溫度等級,因此溫度沖擊的上下限值只能在這些等級中選取和組合,使試驗溫度得到適當(dāng)?shù)囊?guī)范化和圓整化。


MIL-STD-810F標(biāo)準(zhǔn)中不再規(guī)定試驗溫度,要求使用者按預(yù)計部署情況剪裁確定,標(biāo)準(zhǔn)中不給出具體的溫度值或需要按其圓整化的標(biāo)準(zhǔn)溫度等級。為了便于剪裁,810F中提供了針對以下幾種情況確定上下限溫度的方法。


a、裝在飛機設(shè)備艙內(nèi)的機載設(shè)備隨飛機處于沙漠或熱帶地區(qū)環(huán)境,受日曬加熱后飛機迅速起飛,幾分鐘后又處于所在飛行高度對應(yīng)的極*低溫中從而使該設(shè)備經(jīng)受從熱到冷的溫度沖擊。并適當(dāng)考慮設(shè)備在機上位置,飛機飛行速度和環(huán)控系統(tǒng)工作對其周圍溫度的影響,最終確定模擬高空低溫的低濕溫度。地面高溫極*溫度則應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖罡邷囟群徒饘贇んw引起的致熱輻射效應(yīng)造成內(nèi)部升溫程度確定。


b、將設(shè)備用運輸機空運并空投到沙漠地區(qū)。此時使設(shè)備經(jīng)受從冷到熱的沖擊。由于飛機貨艙內(nèi)一般不空調(diào)、其內(nèi)部運輸?shù)脑O(shè)備在高空遇到的溫度與高空環(huán)境溫度基本一致,設(shè)備空投到地面遇到的最高溫度可以先從MIL-STD-810F高溫試驗方法表501.4-1和501.4-2中查取。若處于基本熱區(qū),空氣的最高溫度為43℃;若處于熱區(qū),空氣最高溫度為49℃,還要適當(dāng)考慮地表放熱產(chǎn)生的氣溫升高情況,最終確定溫度沖擊試驗用的高溫溫度。


c、設(shè)備在寒冷地區(qū)從戶外進入具備加熱措施的倉庫,維修場所或基地建筑物內(nèi),或者裝入有加熱措施的貨艙。此時設(shè)備也是經(jīng)受從冷到熱的沖擊。低溫極*溫度可根據(jù)MIL-STD-810F方法502《低溫》中2.3.1節(jié)推薦的方法確定。


d、溫度沖擊試驗還可用于工程研制階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷和環(huán)境應(yīng)力篩選剔除早期故障,此時的高、低溫極值則可根據(jù)其目的確定。一般采用極*溫度或更加嚴(yán)酷的溫度。


4.2保持時間

每個標(biāo)準(zhǔn)中對保持時間規(guī)定也有些微差別,原則上都是受試產(chǎn)品在試驗溫度下達到溫度穩(wěn)定所需的時間,GB 2423中給出10min到3h的5個時間等級,由使用方根據(jù)測得的產(chǎn)品溫度穩(wěn)定時間,采用與其最相近的時間作為保持時間;而MIL-STD-810F方法503.4中則不規(guī)定具體時間或可選時間等級,直接采用產(chǎn)品達到溫度穩(wěn)定的時間或產(chǎn)品在環(huán)境中真實暴露時間。在溫度沖擊試驗中,最為關(guān)鍵的是建立起不同材料熱脹冷縮不一致造成的應(yīng)力。實際熱沖擊最可能發(fā)生在受試產(chǎn)品的外部,有關(guān)資料指出不必達到整個產(chǎn)品溫度穩(wěn)定,而只要受試產(chǎn)品外表面溫度與試驗溫度一致就行。這一意見雖有一定道理,實施起來也有一定困難,因為不可能在產(chǎn)品表面安裝許多傳感器,此外,產(chǎn)品各部分傳熱能力不一致,受試產(chǎn)品內(nèi)部鄰近部件熱容量也不一致,因此確定起來有難度。


4.3循環(huán)次數(shù)或沖擊次數(shù)

GB2423分別規(guī)定了溫度沖擊循環(huán)次數(shù)為3次和5次,而MIL-STD-810F則要求應(yīng)根據(jù)實際情況確定沖擊次數(shù),暴露在溫度沖擊環(huán)境中的可能性很小的設(shè)備只進行一次,無法確定未來實際經(jīng)受多少次溫度沖擊時則至少3次或3次以上,若掌握實際使用中會經(jīng)受到的沖擊次數(shù),應(yīng)將其作為溫度沖擊試驗中沖擊的次數(shù)。


4.4轉(zhuǎn)換時間

二個標(biāo)準(zhǔn)對溫度沖擊試驗的轉(zhuǎn)換時間規(guī)定不一致。MIL-STD-810F方法503.4規(guī)定時間最短,僅為1min,GB 2423規(guī)定為2-3min。實際試驗操作中,5min的轉(zhuǎn)換時間顯然是長了,不管是小受試產(chǎn)品人工搬運,還是大受試產(chǎn)品用專用裝置搬運,實際時間都不會超過1min。MIL-STD-810F中規(guī)定1min雖然沒有太大的科學(xué)依據(jù),但確實比較合理。


5.溫度沖擊試驗的起始沖擊溫度

雖然一般的試驗標(biāo)準(zhǔn)中對溫度沖擊試驗的起始溫度不予提及或不做硬性規(guī)定,但這卻是試驗進行時必須考慮的問題,因為涉及到試驗是結(jié)束在低溫還是高溫狀態(tài),這決定了是否需要對產(chǎn)品進行烘干,而導(dǎo)致延長試驗時間。如果試驗結(jié)束在低濕狀態(tài),受試產(chǎn)品從試驗箱(室)內(nèi)取出后,應(yīng)在正常的試驗大氣條件下進行恢復(fù),直至樣品到達溫度穩(wěn)定,這一操作難免使試驗樣品表面產(chǎn)生凝露引入濕度對產(chǎn)品的影響。從而改變試驗的性質(zhì)。MIL-STD-810F與GB2423中速兩個標(biāo)準(zhǔn)中畫的試驗曲線圖,都是從低溫開始試驗,可見以低溫作為沖擊起始溫度,是更好的試驗方法。




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