冷(leng)熱沖擊(ji)試(shi)驗_上海(hai)荷(he)效壹(yi)供

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冷熱沖擊(ji)試(shi)驗又名(ming)溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗或(huo)高(gao)低溫(wen)沖擊(ji)試(shi)驗，是用於考核(he)產(chan)品(pin)對(dui)周圍(wei)環境(jing)溫度(du)急(ji)劇變化的(de)適(shi)應(ying)性(xing)，是(shi)裝備設(she)計定(ding)型的(de)鑒定(ding)試(shi)驗和批(pi)產(chan)階段(duan)的(de)例行試(shi)驗中*的(de)試(shi)驗，在有些(xie)情況下也可(ke)以(yi)用於環境(jing)應(ying)力(li)篩(shai)選(xuan)試(shi)驗。可以(yi)說(shuo)冷熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)在驗證和提(ti)高裝備的(de)環境(jing)適(shi)應(ying)性(xing)方(fang)面應(ying)用的(de)頻度(du)僅(jin)次於振(zhen)動(dong)與高(gao)低溫(wen)試(shi)驗。實際上(shang)冷熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)作(zuo)為壹(yi)種工(gong)具，應(ying)用在(zai)產(chan)品(pin)研(yan)制的(de)不同(tong)階段(duan)時的(de)目的(de)是不(bu)同(tong)的(de)：

１、工程研(yan)制階段(duan)可用於發現產品(pin)的(de)設計和工(gong)藝(yi)缺(que)陷；

２、產(chan)品(pin)定(ding)型或(huo)設(she)計鑒定(ding)和批(pi)產(chan)階段(duan)驗收決策提(ti)供依(yi)據(ju)；

３、作(zuo)為環境(jing)應(ying)力(li)篩(shai)選(xuan)應(ying)用時(shi)，目(mu)的(de)是剔(ti)除(chu)產(chan)品(pin)的(de)早期故(gu)障。

因(yin)此(ci)在編(bian)寫研(yan)制過(guo)程不(bu)同(tong)階段(duan)的(de)環境(jing)試(shi)驗大(da)綱或(huo)篩(shai)選(xuan)大(da)綱，試(shi)驗報告或(huo)篩(shai)選(xuan)報告時，就(jiu)將冷熱沖擊(ji)試(shi)驗的(de)試(shi)驗目的(de)具體(ti)化，不宜表達(da)含(han)糊(hu)或(huo)籠(long)統(tong)。

起始溫(wen)度(du)要(yao)求(qiu)

雖然壹(yi)般(ban)的(de)冷熱沖擊(ji)試(shi)驗標準中(zhong)對(dui)冷熱沖擊(ji)試(shi)驗的(de)起始溫(wen)度(du)不(bu)予(yu)提(ti)及(ji)或(huo)不(bu)做(zuo)硬(ying)性(xing)規(gui)定(ding)，但這(zhe)卻(que)是試(shi)驗進行時必須考慮的(de)問題，因(yin)為(wei)涉(she)及(ji)到試(shi)驗是結(jie)束在(zai)低溫(wen)還是高溫(wen)狀(zhuang)態，從(cong)而決定(ding)了(le)是否(fou)需(xu)要(yao)對(dui)產品(pin)進(jin)行烘幹(gan)，導(dao)致(zhi)延(yan)長(chang)試(shi)驗時間。

如(ru)果試(shi)驗結(jie)束在(zai)低溫(wen)標準受試(shi)產品(pin)從(cong)冷(leng)熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)（室）內(nei)取(qu)出(chu)後，應(ying)在正常的(de)試(shi)驗大(da)氣(qi)條(tiao)件(jian)下進行恢(hui)復，直(zhi)到樣品(pin)到到達(da)溫度(du)穩(wen)定(ding)，這壹(yi)操(cao)作(zuo)難免使試(shi)驗樣品(pin)表面產(chan)生凝(ning)露引入溫度(du)對(dui)產品(pin)的(de)影響(xiang)。從(cong)而改(gai)變試(shi)驗的(de)性(xing)質(zhi)。

在(zai)GBJ 150實(shi)施(shi)指南中提(ti)出，為(wei)了(le)消除這(zhe)壹(yi)影響(xiang)避免長(chang)時間恢(hui)復延(yan)長(chang)試(shi)驗實施時間，可將(jiang)樣品(pin)在(zai)50的(de)高溫(wen)箱(xiang)中恢(hui)復，待(dai)凝(ning)露幹(gan)後再(zai)在常溫中(zhong)達(da)到溫度(du)穩(wen)定(ding)。實施(shi)指南中提(ti)出可(ke)改(gai)變起始沖(chong)擊(ji)溫度(du)，從(cong)低溫(wen)開始試(shi)驗，以(yi)使(shi)試(shi)驗結(jie)果在(zai)高溫避免產品(pin)出(chu)冷(leng)熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)產生凝(ning)露。兩(liang)種試(shi)驗方(fang)法卻(que)使受試(shi)樣品(pin)經(jing)受六(liu)次溫(wen)度(du)（三(san)次高(gao)溫，三(san)次低溫(wen)）作(zuo)用及(ji)五(wu)次(ci)溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)過(guo)程，只(zhi)是不同(tong)沖(chong)擊(ji)方(fang)向的(de)次數有所(suo)不同(tong)，這(zhe)兩(liang)種試(shi)驗可能(neng)達(da)到的(de)試(shi)驗效果(guo)是基(ji)本相同(tong)的(de)，但後壹(yi)種試(shi)驗方(fang)法無需(xu)加烘幹(gan)時間，縮短(duan)了(le)冷熱沖擊(ji)試(shi)驗時間。

試(shi)驗時間要(yao)求(qiu)

１、GJB150.5規(gui)定(ding)了(le)下限1h，即溫度(du)穩(wen)定(ding)時間小於1h，必有要(yao)1h；若大(da)於1h，則(ze)用該(gai)大(da)於1h的(de)時間；

２、GB2423.22中給(gei)出10min到3h的(de)5個時(shi)間等(deng)級(ji)，同(tong)使(shi)用表根(gen)據冷(leng)熱沖擊(ji)試(shi)驗箱(xiang)測得(de)的(de)產品(pin)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)時間，采用與其(qi)zui相(xiang)近的(de)時間或(huo)可(ke)選(xuan)時間等(deng)級(ji)，直(zhi)接采用與其(qi)zui相(xiang)近的(de)時間作(zuo)為保(bao)持(chi)時(shi)間；

３、810F方(fang)法503.4中(zhong)則(ze)不(bu)規(gui)定(ding)具體(ti)時間或(huo)可(ke)選(xuan)時間等(deng)級(ji)，直(zhi)接采用產(chan)品(pin)達(da)到溫度(du)穩(wen)定(ding)的(de)時間或(huo)產(chan)品(pin)在(zai)環境(jing)中真(zhen)實(shi)暴(bao)露時間。

在溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗中，zui為關鍵(jian)的(de)是建(jian)立(li)起不同(tong)材(cai)料(liao)熱脹冷縮不壹(yi)致造(zao)成(cheng)的(de)應(ying)力(li)。實際熱沖擊(ji)zui可能(neng)發(fa)生在(zai)受試(shi)產品(pin)的(de)外部(bu)，有關(guan)資料指出不必達(da)到整(zheng)個(ge)產(chan)品(pin)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)，而只(zhi)要(yao)受試(shi)產品(pin)外(wai)表而溫(wen)度(du)與試(shi)驗溫度(du)壹(yi)致就(jiu)行。這壹(yi)意見是(shi)雖有壹(yi)定(ding)道理，實(shi)施起來也(ye)有壹(yi)定(ding)困難，因(yin)為(wei)不(bu)可(ke)能(neng)在(zai)產品(pin)表面安(an)裝許(xu)多(duo)傳感(gan)器(qi)，此(ci)外產(chan)品(pin)各(ge)部(bu)分傳熱能(neng)力(li)不壹(yi)致，受試(shi)產品(pin)內(nei)部鄰近部件(jian)熱容量(liang)也不壹(yi)致，確定(ding)起來有難度(du)。

個(ge)人(ren)認(ren)為不能(neng)因(yin)此(ci)理解(jie)為大(da)於這個速(su)率的(de)試(shi)驗就(jiu)是溫度(du)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗。溫度(du)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的(de)速(su)率比這個實際情(qing)況要(yao)嚴(yan)苛(ke)。經(jing)常能(neng)聽(ting)到說溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)的(de)速(su)率大(da)於20度(du)/min，30度(du)/min，50度(du)／min，甚(shen)至(zhi)更(geng)快。

溫度(du)變化原(yuan)因(yin)有很(hen)多(duo)，相(xiang)關(guan)標準裏面都(dou)有提(ti)及(ji)：GB/T 2423.22-2012 環境(jing)試(shi)驗第(di)2部(bu)分(fen) 試(shi)驗N:溫度(du)變化

溫度(du)變化的(de)現場(chang)條(tiao)件(jian)

電(dian)子(zi)設備(bei)和元器件(jian)中(zhong)發(fa)生溫(wen)度(du)變化的(de)情況很(hen)普(pu)遍(bian)。當設備(bei)未通(tong)電時(shi)，其內(nei)部零(ling)件(jian)要(yao)比其外表面上(shang)的(de)零(ling)件(jian)經(jing)受的(de)溫度(du)變化慢(man)。

下列(lie)情況下，可預(yu)見快速(su)的(de)溫度(du)變化：

1、當設備(bei)從溫(wen)暖的(de)室內(nei)環境(jing)轉移(yi)到寒冷(leng)的(de)戶外環境(jing)，或(huo)相(xiang)反(fan)情況時(shi)；

2、當設備(bei)遇到淋雨(yu)或(huo)浸入(ru)冷(leng)水(shui)中而突(tu)然冷(leng)卻(que)時；

3、安(an)裝於外部的(de)機載(zai)設(she)備中；

4、在(zai)某些(xie)運(yun)輸和貯(zhu)存(cun)條(tiao)件(jian)下。

5、通(tong)電後設(she)備中會產(chan)生高的(de)溫度(du)梯(ti)度(du)，由(you)於溫度(du)變化，元器件(jian)會經(jing)受應(ying)力(li)，例如(ru)，在大(da)功(gong)率的(de)電阻(zu)器旁(pang)邊，輻射會引(yin)起鄰近(jin)元器件(jian)表面溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，而其(qi)他部分(fen)仍(reng)然(ran)是(shi)冷的(de)。

6、當冷卻(que)系統(tong)通(tong)電時(shi)，人工(gong)冷卻(que)的(de)元器件(jian)會經(jing)受快速(su)的(de)溫度(du)變化。在設備的(de)制造過(guo)程中(zhong)同(tong)樣(yang)可(ke)引(yin)起元器件(jian)的(de)快速(su)溫(wen)度(du)變化。溫度(du)變化的(de)次數和(he)幅度(du)以(yi)及(ji)時間間隔(ge)都(dou)是很(hen)重要(yao)的(de)。

典型(xing)物(wu)理效應(ying)有：

1、玻璃(li)容器和光(guang)學儀(yi)器的(de)碎裂；

2、運(yun)動(dong)部件(jian)的(de)卡(ka)緊(jin)或(huo)松(song)弛；

3、爆(bao)炸(zha)物中(zhong)固態藥丸或(huo)藥(yao)柱產生(sheng)裂紋(wen)；

4、不同(tong)材(cai)料(liao)的(de)收縮或(huo)膨(peng)脹(zhang)率、或(huo)誘發(fa)應(ying)變速(su)率不同(tong)；

5、零(ling)部件(jian)的(de)變形或(huo)破裂(lie)；

6、表面塗(tu)層開裂(lie)；

7、密封(feng)艙泄漏(lou)；

8、絕(jue)緣(yuan)保(bao)護失效。

9、典(dian)型化學效應(ying)有：

10、各(ge)組(zu)分(fen)分(fen)離(li)；

11、化學試(shi)劑保(bao)護失效。

12、典(dian)型電(dian)效應(ying)有：

13、電(dian)氣(qi)和電(dian)子元器件(jian)的(de)變化；

14、快速(su)冷(leng)凝水(shui)或(huo)結(jie)霜引起電子(zi)或(huo)機械故(gu)障；

15、靜電過(guo)量(liang)。

溫度(du)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的(de)目的(de)：工程研(yan)制階段(duan)可用於發現產品(pin)的(de)設計和工(gong)藝(yi)缺(que)陷；產(chan)品(pin)定(ding)型或(huo)設(she)計鑒定(ding)和量(liang)產階段(duan)用於驗證產品(pin)對(dui)溫度(du)沖(chong)擊(ji)環境(jing)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)，為(wei)設(she)計定(ding)型和(he)量(liang)產驗收決策提(ti)供依(yi)據(ju)；作(zuo)為環境(jing)應(ying)力(li)篩(shai)選(xuan)應(ying)用時(shi)，目(mu)的(de)是剔(ti)除(chu)產(chan)品(pin)的(de)早期故(gu)障。

溫度(du)變化試(shi)驗的(de)類型，根(gen)據IEC和(he)guo家(jia)標準，分(fen)為(wei)三(san)種：

1、試(shi)驗Na：規定(ding)轉換(huan)時間的(de)快速(su)溫(wen)度(du)變化；空氣(qi)；

2、試(shi)驗Nb：規定(ding)變化速(su)率的(de)溫度(du)變化；空氣(qi)；

3、試(shi)驗Nc：兩(liang)液槽法快速(su)溫(wen)度(du)變化；液體(ti)；

上面3種(zhong)試(shi)驗，1､2以(yi)空(kong)氣(qi)作(zuo)為介(jie)質，第(di)３種(zhong)以(yi)液體(ti)（水(shui)或(huo)其(qi)它(ta)液體(ti)）作(zuo)為介(jie)質。1､2的(de)轉換(huan)時間較長(chang)，3的(de)轉換(huan)時間較短(duan)。

試(shi)驗循環次數的(de)確定(ding)

由於溫度(du)交(jiao)變在試(shi)件(jian)中(zhong)引(yin)起機械應(ying)力(li)，導(dao)致(zhi)隨溫(wen)度(du)交(jiao)變次數的(de)增(zeng)加(jia)試(shi)件(jian)內(nei)部振(zhen)動(dong)的(de)增(zeng)加(jia)。在(zai)可靠(kao)性(xing)技術中適(shi)用以(yi)下經(jing)驗求(qiu)得(de)的(de)關系(xi)式(shi)：

N(△T_x)k=常數

其(qi)中:N=溫(wen)度(du)周(zhou)期的(de)次數

△T_x=溫(wen)度(du)變化,即高溫(wen)與低溫(wen)的(de)差值(zhi)

K=指數(取(qu)決於失效機理)

上(shang)述(shu)的(de)壹(yi)般(ban)關(guan)系(xi)在(zai)有的(de)參考(kao)文獻中(zhong)稱為Coffin-Manson公式(shi)｡可(ke)改(gai)寫(xie)為如(ru)下形式(shi)：

N_f1/N_f2 =((△T_2)/(△T_1 ))^k

其(qi)中(zhong)：N_f1：至(zhi)失(shi)效為(wei)止的(de)周期次(ci)數（實(shi)際）

N_f2：至(zhi)失(shi)效為(wei)止的(de)周期次(ci)數（試(shi)驗）

△T_1：溫度(du)變化（實際）

△T_2：溫(wen)度(du)變化（試(shi)驗）

k：對(dui)遭受交變負荷(he)的(de)、其變形在塑(su)性(xing)範(fan)圍內(nei)發生的(de)金屬(shu)為(wei)2，對(dui)以(yi)塑(su)料件(jian)為(wei)主(zhu)的(de)試(shi)件(jian)取(qu)4。

計算(suan)實例：