環(huán)境試驗(yàn)是考核產(chǎn)品在各種環(huán)境(振動(dòng)、沖擊、溫度、熱沖擊、濕熱、鹽霧、低氣壓等)條件下的適應(yīng)能力,是評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的重要試驗(yàn)方法之一。下文介紹幾種比較常用的環(huán)境試驗(yàn)的方法。
一、溫度沖擊試驗(yàn)
1、試驗(yàn)?zāi)康模嚎己水a(chǎn)品的承受熱沖擊的能力。
2、試驗(yàn)分類(lèi):一箱法,兩箱法,兩液體法;
3、嚴(yán)酷等級(jí):高低溫、高低溫下的保留時(shí)間,轉(zhuǎn)換時(shí)間,試驗(yàn)時(shí)間(總循環(huán)數(shù));
4、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):IEC60068—2—14,GB/T2423.22,ElA-364,IPC--TM 650=
5、注意事項(xiàng):
※、對(duì)于大試樣,在氣流的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的溫度和濕度可能會(huì)有不同,因此放置樣品時(shí)應(yīng)注意,樣品之間不應(yīng)產(chǎn)生電感而互相影響,試樣應(yīng)便于移動(dòng)以進(jìn)行中間檢查,試樣不應(yīng)受到試驗(yàn)箱壁的直接輻射和傳導(dǎo);
※、在低溫試驗(yàn)中,常因夾具結(jié)冰引起器件外引線與夾具接觸不良,或結(jié)冰漏電。遇到這種情況,應(yīng)該反復(fù)檢查夾具,為接觸良好,消除結(jié)冰漏電之后,方能測(cè)量電參數(shù),否則測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確;
※、試驗(yàn)結(jié)束后,不要立即將試樣取出試驗(yàn)箱,而是等試驗(yàn)箱溫度恢復(fù)至室溫時(shí)再取出;
二、濕熱試驗(yàn)
1、試驗(yàn)?zāi)康模哼m用于確定元件、設(shè)備或其他產(chǎn)品在高濕度與溫度循環(huán)變化組合且通常會(huì)在試驗(yàn)樣品表面產(chǎn)生凝露的條件下使用,運(yùn)輸和貯存的適應(yīng)性;
2、試驗(yàn)類(lèi)型:恒定濕熱試驗(yàn),交變濕熱,沸騰試驗(yàn);
3、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):IEC 60068—2—3O,GB/T 2423.3,GB/T 2423.4;
4、注意事項(xiàng):
※、試驗(yàn)箱內(nèi)的濕球紗布變質(zhì)、變臟會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度偏差
5%~10%,經(jīng)常更換紗布,使用清潔度符合要求的去離子水;
※、在進(jìn)行THB(恒溫恒濕)試驗(yàn)時(shí),因試件內(nèi)部發(fā)熱,試樣表面附近的相對(duì)濕度會(huì)降低,影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,試驗(yàn)方案可調(diào)整為:通電1小時(shí)斷電3小時(shí),斷續(xù)電試驗(yàn);
※、試驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度條件應(yīng)與試樣內(nèi)部的溫濕度條件保持一致,且均勻度要好。在高濕度試驗(yàn)中,如果某一點(diǎn)的溫度低1℃,這一點(diǎn)的濕度就可能變成IO0%RH,就會(huì)有凝結(jié)的水珠出現(xiàn),使試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生很大變化;
※、在壓力蒸煮試驗(yàn)結(jié)束后,要冷卻后再取出。防止試樣受到壓力沖擊和溫度沖擊,造成樣品破裂損壞。
三、鹽霧試驗(yàn)
1、試驗(yàn)?zāi)康模嚎己瞬牧夏望}霧腐蝕的能力;
2、試驗(yàn)類(lèi)型:中性鹽霧試驗(yàn)--NSS試驗(yàn)、醋酸鹽霧試驗(yàn)--ASS試驗(yàn)、銅加速鹽霧試驗(yàn)--CASS試驗(yàn)、交變鹽霧試驗(yàn)、循環(huán)腐蝕試驗(yàn);
3、嚴(yán)酷等級(jí):溶液濃度,pH值,鹽霧沉降量,持續(xù)時(shí)間;
4、評(píng)價(jià)方式:腐蝕特征,腐蝕面積,重量變化,經(jīng)驗(yàn);
5、鹽霧試驗(yàn)的影響因素:
※、試驗(yàn)溫濕度:一般來(lái)說(shuō),鹽溶液的pH值:溶液的pH值越低,酸性越高,腐蝕越嚴(yán)重,溫濕度越高,腐蝕速率越快,但是濕度超過(guò)70~RH以后,會(huì)形成鹽溶液;
※、鹽溶液的濃度:對(duì)鋼、鎳(nie)和黃銅來(lái)說(shuō),鹽溶液濃度在5%以下時(shí),鹽溶液濃度越高,腐蝕速率越快,而濃度超過(guò)5%以后,腐蝕速率卻隨著鹽溶液濃度的上升而下降;另外一些金屬,如鋅、鉻、銅的腐蝕速率一直隨著鹽溶液濃度的增加而增加;
※、樣品放置角度:樣品在水平面上的投影面積越大,接收
到的鹽霧沉降量越多,腐蝕越嚴(yán)重,一般規(guī)定樣品的放置角度偏離縱向15?!?O。;
※、鹽霧沉降量:鹽霧的沉降量越大,腐蝕速率越快;
※、噴霧方式:目前有三種噴霧方法,氣壓噴射法、氣壓噴塔法和超聲霧化法,采用相同的溶液,采取不同的噴霧方式,產(chǎn)生的霧化收集液的濃度和pH值就會(huì)有差別。
四、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)
1、試驗(yàn)?zāi)康模嚎己水a(chǎn)品承受工作環(huán)境條件下或者運(yùn)輸環(huán)境中的振動(dòng)條件的能力;
2、嚴(yán)酷等級(jí):功率譜密度,持續(xù)時(shí)間;
3、常用標(biāo)準(zhǔn):ASTM D4169集裝箱運(yùn)輸規(guī)定了17個(gè)運(yùn)輸方式的試驗(yàn)類(lèi)型包括飛機(jī)運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、卡車(chē)運(yùn)輸,Mj卜Std-810F和G3B150.16也規(guī)定了各種運(yùn)輸類(lèi)型的隨機(jī)振動(dòng)頻譜。
4、隨機(jī)振動(dòng)簡(jiǎn)介:隨機(jī)振動(dòng)的是一種非確定性的振動(dòng),在任意一瞬間包含頻譜范圍內(nèi)的各種頻率的振動(dòng),這些頻率能量的大小按照規(guī)定的譜圖分布只服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,由于隨機(jī)振動(dòng)包含頻譜內(nèi)所有的頻率,所以樣品上的共振點(diǎn)會(huì)同時(shí)激發(fā)并可能相互影響,所以理論上試驗(yàn)比同量級(jí)的正弦試驗(yàn)嚴(yán)酷,一般標(biāo)準(zhǔn)要求其峰值不得少于總均方根值的3倍。
五、正弦振動(dòng)試驗(yàn)
1、試驗(yàn)?zāi)康模嚎己水a(chǎn)品承受規(guī)定波形的振動(dòng)的能力;
2、試驗(yàn)類(lèi)型:掃頻試驗(yàn),定頻試驗(yàn);
3、嚴(yán)酷等級(jí):頻率范圍、峰值加速度、掃描速率、持續(xù)時(shí)間;
4、正弦振動(dòng)簡(jiǎn)介:正弦振動(dòng)是一種確定性的振動(dòng),其任意時(shí)刻的狀態(tài)是可以計(jì)算得到的,而且是一個(gè)確定的數(shù)值,正弦振動(dòng)在任意一瞬間只包含一種頻率的振動(dòng)。一般的試驗(yàn)順序是先做掃頻試驗(yàn),找出危險(xiǎn)頻率,然后在危險(xiǎn)頻率上進(jìn)行定頻振動(dòng)。正弦振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)一般是以低G值(例如1g)出力,由低頻往高頻依照一定頻率變化速率(掃描速率)慢慢增加,當(dāng)振動(dòng)機(jī)出力的頻率與試件的自然頻率耦合時(shí),通過(guò)加速度傳感器,可以從示波器上看到振動(dòng)值(振幅)增大的反應(yīng),此時(shí)示波器或信號(hào)分析儀對(duì)應(yīng)的頻率就是試件的自然頻率或共振頻率,就像收音機(jī)收到固定電臺(tái)的聲音,表示接到那個(gè)電臺(tái)的頻率一樣。一般結(jié)構(gòu)對(duì)于振動(dòng)力源的反應(yīng)有一定的時(shí)間,低頻反應(yīng)慢、高頻反應(yīng)快。這就是為什麼正弦掃描時(shí)采用的對(duì)數(shù)掃描率的原因。太快可能結(jié)構(gòu)未能及時(shí)反應(yīng),信號(hào)微弱無(wú)法辨識(shí),當(dāng)然太慢也就沒(méi)有意義了,徒然浪費(fèi)時(shí)間而已。
5、振動(dòng)試驗(yàn)注意事項(xiàng):
※、根據(jù)振動(dòng)臺(tái)推力和試樣的重量,夾具方案確定后,進(jìn)行計(jì)算分析、計(jì)算夾具的允許重量;設(shè)計(jì)時(shí)考慮人身保護(hù)、設(shè)備保護(hù)、試樣保護(hù)。
※、材料應(yīng)采用比剛度大,阻尼大的材料,鋁鎂及其合金是經(jīng)常用的材料,盡可能不用鋼;
※、制造工藝優(yōu)先采用整體鑄造,其次采用焊接、螺接工藝;
※、結(jié)構(gòu)形式優(yōu)先采用對(duì)稱(chēng)封閉型,如立方體、盒形、半球形等,確保被試設(shè)備和夾具的組合重心與臺(tái)面重心重合;
※、夾具與振動(dòng)臺(tái)面連接孔都應(yīng)做成埋頭沉孔,方便安裝固定;
六、加速壽命試驗(yàn)(ALT)
1、加速壽命試驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)元器件、材料和工藝方法進(jìn)行,用于確定元器件、材料及生產(chǎn)工藝的壽命。加速壽命試驗(yàn)是基于如下假設(shè):即受試品在短時(shí)間、高應(yīng)力作用下表現(xiàn)出的性與產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間、低應(yīng)力作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性是一致的。為了縮短試驗(yàn)時(shí)間,采用加速應(yīng)力,即所謂高加速壽命試驗(yàn)(HALT)。
加速壽命試驗(yàn)提供了產(chǎn)品預(yù)期磨損機(jī)理的有價(jià)值數(shù)據(jù),這對(duì)當(dāng)今的生產(chǎn)是很關(guān)鍵的,因?yàn)樵絹?lái)越多的消費(fèi)者對(duì)其購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品提出了使用壽命要求。估計(jì)使用壽命僅僅是加速壽命試驗(yàn)的用處之一。它能使設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者對(duì)產(chǎn)品有更的了解,識(shí)別出關(guān)鍵的元器件、材料和工藝,并根據(jù)需要進(jìn)行改進(jìn)及控制。另外試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)使生產(chǎn)廠商和消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品有充分的信心。
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