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温度冲击试验箱的标准介绍和分析(二)

 更新时间:2023-11-17 点击量:195

4.试验条件

表3列出了二个系列标准的温度冲击试验的试验条件

                                                                             
标准
试验温度
保持时间
循环次数或冲击次数
转换时间
GB  2423
优先选择标准提供的系列温度值(高温从200℃至30℃10级,低温从-65℃至5℃共7级
3h、2h、1h、30min、10min(取决于产品的热容量),若有关标准未做规定,选3h
5次循环
2~3min
MIL-STD-810F  方法  503.4
按预计部署的情况剪裁确定
真实暴露时间或温度稳定时间(同样取决于产品的热容量)
1次、3次、3次以上冲击

尽量不大于1min,若大于5min则考虑本试验的必要性











从表3看出,GB2423中对温度冲击试验上、下限不作明确规定,标准中给出了一系列的高、低温等级,具体上下限温度由使用者根据受试产品寿命期实际可能遇到的极*低温,从相近的等级中选取。可见该标准中已经融入了一些剪裁思想,要求标准的使用者分析受试产品寿命期可能遇到的极*环境,作为其确定上,下限温度的根据,但是标准中推荐了试验温度等级,因此温度冲击的上下限值只能在这些等级中选取和组合,使试验温度得到适当的规范化和圆整化。


MIL-STD-810F标准中不再规定试验温度,要求使用者按预计部署情况剪裁确定,标准中不给出具体的温度值或需要按其圆整化的标准温度等级。为了便于剪裁,810F中提供了针对以下几种情况确定上下限温度的方法。


a、装在飞机设备舱内的机载设备随飞机处于沙漠或热带地区环境,受日晒加热后飞机迅速起飞,几分钟后又处于所在飞行高度对应的极*低温中从而使该设备经受从热到冷的温度冲击。并适当考虑设备在机上位置,飞机飞行速度和环控系统工作对其周围温度的影响,最终确定模拟高空低温的低湿温度。地面高温极*温度则应根据当地的最高温度和金属壳体引起的致热辐射效应造成内部升温程度确定。


b、将设备用运输机空运并空投到沙漠地区。此时使设备经受从冷到热的冲击。由于飞机货舱内一般不空调、其内部运输的设备在高空遇到的温度与高空环境温度基本一致,设备空投到地面遇到的最高温度可以先从MIL-STD-810F高温试验方法表501.4-1和501.4-2中查取。若处于基本热区,空气的最高温度为43℃;若处于热区,空气最高温度为49℃,还要适当考虑地表放热产生的气温升高情况,最终确定温度冲击试验用的高温温度。


c、设备在寒冷地区从户外进入具备加热措施的仓库,维修场所或基地建筑物内,或者装入有加热措施的货舱。此时设备也是经受从冷到热的冲击。低温极*温度可根据MIL-STD-810F方法502《低温》中2.3.1节推荐的方法确定。


d、温度冲击试验还可用于工程研制阶段发现设计缺陷和环境应力筛选剔除早期故障,此时的高、低温极值则可根据其目的确定。一般采用极*温度或更加严酷的温度。


4.2保持时间

每个标准中对保持时间规定也有些微差别,原则上都是受试产品在试验温度下达到温度稳定所需的时间,GB 2423中给出10min到3h的5个时间等级,由使用方根据测得的产品温度稳定时间,采用与其最相近的时间作为保持时间;而MIL-STD-810F方法503.4中则不规定具体时间或可选时间等级,直接采用产品达到温度稳定的时间或产品在环境中真实暴露时间。在温度冲击试验中,最为关键的是建立起不同材料热胀冷缩不一致造成的应力。实际热冲击最可能发生在受试产品的外部,有关资料指出不必达到整个产品温度稳定,而只要受试产品外表面温度与试验温度一致就行。这一意见虽有一定道理,实施起来也有一定困难,因为不可能在产品表面安装许多传感器,此外,产品各部分传热能力不一致,受试产品内部邻近部件热容量也不一致,因此确定起来有难度。


4.3循环次数或冲击次数

GB2423分别规定了温度冲击循环次数为3次和5次,而MIL-STD-810F则要求应根据实际情况确定冲击次数,暴露在温度冲击环境中的可能性很小的设备只进行一次,无法确定未来实际经受多少次温度冲击时则至少3次或3次以上,若掌握实际使用中会经受到的冲击次数,应将其作为温度冲击试验中冲击的次数。


4.4转换时间

二个标准对温度冲击试验的转换时间规定不一致。MIL-STD-810F方法503.4规定时间最短,仅为1min,GB 2423规定为2-3min。实际试验操作中,5min的转换时间显然是长了,不管是小受试产品人工搬运,还是大受试产品用专用装置搬运,实际时间都不会超过1min。MIL-STD-810F中规定1min虽然没有太大的科学依据,但确实比较合理。


5.温度冲击试验的起始冲击温度

虽然一般的试验标准中对温度冲击试验的起始温度不予提及或不做硬性规定,但这却是试验进行时必须考虑的问题,因为涉及到试验是结束在低温还是高温状态,这决定了是否需要对产品进行烘干,而导致延长试验时间。如果试验结束在低湿状态,受试产品从试验箱(室)内取出后,应在正常的试验大气条件下进行恢复,直至样品到达温度稳定,这一操作难免使试验样品表面产生凝露引入湿度对产品的影响。从而改变试验的性质。MIL-STD-810F与GB2423中速两个标准中画的试验曲线图,都是从低温开始试验,可见以低温作为冲击起始温度,是更好的试验方法。




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