Тепловое испытание на удар, часто называемое испытанием на удар при температуре, температурным циклом или испытанием на удар при высокой и низкой температуре,является важнейшим экологическим испытанием, используемым для оценки способности материалов и изделий выдерживать быстрые и экстремальные изменения температурыВ Dongguan Precision, мы понимаем важность этих испытаний в обеспечении надежности и долговечности ваших продуктов в различных условиях эксплуатации.

Согласно таким стандартам, какGJB 150.5A-2009 3.1иMIL-STD-810F 503.4 (2001), быстрое изменение температуры окружающей атмосферы, превышающее10 градусов Цельсия в минутуТем не менее, важно отметить, что фактические тесты температурного шока часто используют даже более серьезные скорости изменения, часто цитируемые как более20°C/мин, 30°C/мин, 50°C/мин, или даже быстрее.

Что вызывает такие быстрые изменения температуры?

Различные реальные сценарии могут привести к быстрым колебаниям температуры, как показано в таких стандартах, какGB/T 2423.22-2012 (Обследование окружающей среды - Часть 2: Испытания - Испытание N: Изменение температуры):

• Передача оборудования между сильно различающимися температурными условиями (например, внутри и снаружи).
• Внезапное охлаждение из-за дождя или погружения в холодную воду.
• Условия, испытываемые снаружи установленным воздушным оборудованием.
• Особые условия транспортировки и хранения.
• Внутренние тепловые градиенты в оборудовании с двигателем.
• Быстрое охлаждение компонентов с активными системами охлаждения.
• Производственные процессы.

Частота, величина и длительность этих изменений температуры являются важными факторами.

Почему важно проводить тесты на температуру?

Как указано вGJB 150.5A-2009 (Лабораторные методы испытаний на окружающую среду для военного оборудования, часть 5: испытания на температурный удар), этот тест применяется в нескольких контекстах:

• Симуляция нормальной среды:Для оценки оборудования, предназначенного для использования в местах, где вероятны быстрые изменения температуры воздуха.и внутренние части вблизи поверхности во время переходов между горячей и холодной средой, быстрые подъемы на большие высоты, или даже воздушные капли с самолетов.
• Скрининг безопасности и стресса на окружающую среду (ESS):Выявление потенциальных проблем безопасности и скрытых дефектов оборудования, подвергающегося изменению температуры ниже экстремальных уровней (в пределах проектных пределов).Он также может быть использован в качестве скринингового теста при более экстремальных температурах для выявления потенциальных недостатков..

Последствия температурного шока:

Быстрые изменения температуры могут оказывать значительное и разнообразное влияние на оборудование, особенно на детали, находящиеся вблизи внешних поверхностей.Чем медленнее изменение температуры, тем менее выражены воздействия.. Защитная упаковка также может смягчить эти эффекты. Температурный шок может вызвать временные или постоянные нарушения работы. Примеры потенциальных проблем включают:

А) Физические последствия:

1. Разрыв стеклянных контейнеров и оптических приборов.
2. Захватывание или ослабление движущихся частей.
3. Разрыв твердого топлива в взрывчатых веществах.
4. Дифференциальная скорость расширения или сокращения различных материалов, приводящая к индуцированному напряжению.
5. Деформация или разрыв компонентов.
6. Разрыв поверхностных покрытий.
7. Утечка из запечатанных корпусов.
8. Сбой изоляции.

B) Химические эффекты:

1. Разделение компонентов.
2. Неисправность защитных химических средств.

В) Электрические эффекты:

1. Изменения электрических и электронных компонентов.
2. Электрические или механические неисправности, вызванные быстрым конденсацией или образованием заморозков.
3. Электростатический разряд.

Цель испытаний на температурный удар:

• Инженерное развитие:Выявление дефектов проектирования и производства на ранних этапах жизненного цикла продукта.
• Квалификация и приемка продукта:Для проверки способности продукта выдерживать температурные потрясения, предоставляя данные для завершения проектирования и одобрения серийного производства.
• Скрининг стресса окружающей среды (ESS):Устранить ранние неисправности продуктов.

Виды испытаний на изменение температуры:

Согласно IEC и национальным стандартам, существует три основных типа испытаний на изменение температуры:

1. Испытание Na:Быстрое изменение температуры с определенным временем перехода; воздух в качестве среды.
2. Испытание Nb:Изменение температуры с определенной скоростью изменения; воздух в качестве среды.
3. Испытание Nc:Быстрое изменение температуры с использованием двух жидких ванн; жидкость в качестве среды.

Испытания Na и Nb используют воздух в качестве среды передачи тепла и обычно имеют более длительное время перехода по сравнению с испытанием Nc,который использует жидкости (воду или другие жидкости) для более быстрых переходов температуры.

Соответствующие стандарты:

Другие соответствующие стандарты включают MIL-STD-883 (метод 1010), JESD22-A104D, JESD22-A106B, JIS C 60068-2-14:2011, JASO D 001, EIAJ ED-2531A, GB897.4-2008/IEC60086-4:2007, GJB548B-2005 (метод 1011.1), GJB128A-97 (метод 1056), и различные внутренние стандарты компании (например, автомобильные).

Ключевые параметры испытания:

• Температура окружающей среды в лаборатории
• Высокая температура
• Низкая температура
• Продолжительность воздействия при каждой экстремальной температуре
• Время перехода или скорость изменения температуры
• Количество испытательных циклов

Время стабилизации:

GJB 150.5A-2009 4.3.7 (Стабилизация температуры):Температура испытуемого предмета должна быть равномерной во всех его внешних частях до начала перехода.

GB/T 2423.22-2012 7.2.1:После размещения пробы температура воздуха должна достигать установленного допустимого диапазона в течение 10% от продолжительности воздействия.

Относительная влажность:

GB/T 2423.22-2012:Не упоминается контроль относительной влажности.

GJB 150.5A-2009 4.3.8 (относительная влажность):Большинство процедур испытаний не контролируют относительную влажность, однако это может значительно повлиять на пористые материалы (например, волокнистые материалы), где поглощенная влага может двигаться и расширяться при заморозке.Если это не требуется специально, контроль влажности, как правило, не считается необходимым для испытаний температурного удара в соответствии с этими стандартами.

Время перехода:

GB/T 2423.22-2012 4.5 (Выбор времени перехода):Для двухкамерных методов, если переход не может быть завершен в течение 3 минут из-за размера образца,Время перехода (t2) может быть увеличено, если оно не оказывает заметного влияния на результаты испытаний., используя формулу: t2 ≤ 0,05 * t3 (где t3 - время стабилизации температуры пробы).

GJB 150.5A-2009 4.3.9 (переходное время):Время перехода должно отражать фактическую продолжительность температурного шока, испытанного в течение жизненного цикла продукта.и любое время перехода, превышающее 1 минуту, должно быть обосновано.

Скорость воздуха:

GB/T 2423.22-2012:В текущей версии явно не упоминается скорость воздуха (в более старых версиях может быть указано ≤ 2 м/с).

GJB 150.5A-2009 6.2.2 (скорость воздуха):Скорость воздуха вокруг испытуемого объекта в испытательной камере не должна превышать 1,7 м/с.если иная скорость не обоснована окружающей средой платформы оборудования и не указана в условиях испытания.

Монтаж и установка испытуемого предмета:

Испытательный элемент должен быть установлен так, чтобы максимально точно имитировать его фактические условия использования, с необходимыми соединениями для испытательных приборов.

1. Обеспечение доступности розетки, крышек и точек испытаний для оценки эффективности защитного устройства.
2. Замена обычных электрических и механических соединений, не используемых во время испытания, имитируемыми соединениями для обеспечения реалистичности испытания.
3. Испытание отдельных функциональных единиц отдельно, если элемент состоит из нескольких независимых единиц.сохранять минимальное расстояние 15 см между блоками и стенами камеры для обеспечения надлежащей циркуляции воздуха.
4. Защита испытуемого предмета от несуществующих загрязнителей окружающей среды.

GB/T 2423.22-2012 7.2.2 (Установка или поддержка проб):Если не указано иное, монтажные или опорные конструкции должны иметь низкую теплопроводность для обеспечения эффективной изоляции пробы.они должны быть расположены так, чтобы между ними и поверхностями камеры свободно циркулировало воздух..

Определение количества испытательных циклов:

Температурный цикл вызывает механическое напряжение в испытуемом объекте, причем внутреннее напряжение увеличивается с увеличением числа циклов.

$N(\Delta T{)}^k=Вonсtиt$

Где:

• N = количество температурных циклов
• ΔT = изменение температуры (разница между высокой и низкой температурами)
• k = экспонент (в зависимости от механизма сбоя)

Это иногда называется формулой Коффина-Мэнсона и может быть переписано для оценки количества испытательных циклов (Nf2), необходимых для моделирования желаемого срока службы (Nf1):

$N{f}^2=N{f}^1{\left(\genfrac{}{}{0ex}{}{\Delta T^1}{\Delta T^{2/}}\right)}^k$

Где:

• Nf1 = количество циклов до отказа (фактический срок службы)
• Nf2 = количество циклов до отказа (испытание)
• ΔT1 = изменение температуры (фактическая рабочая среда)
• ΔT2 = изменение температуры (условия испытания)
• k = 2 для металлов, подвергающихся пластической деформации при циклической нагрузке, 4 для частично пластических деталей.

Пример расчета:

Для установки опорного устройства для масляного насоса с желаемым сроком службы 10 лет (2 холода запускаются в день):

• Nf1 = 10 лет * 365 дней/год * 2 цикла/день = 7300 циклов
• ΔT1 = 50°C - 0°C = 50°C (реальный диапазон температуры работы)
• ΔT2 = 80°C - (-40°C) = 120°C (диапазон температур испытания)
• k = 4 (при условии преимущественно пластиковых компонентов)

$N{f}^2=7300(50/$120 - Что?)4≈220циклы

Таким образом, примерно 220 циклов температурного удара при данных условиях испытания могут имитировать 10 лет фактического срока службы.

Понимание этих принципов и параметров имеет решающее значение для эффективного проектирования и интерпретации температурных шоковых испытаний.Мы предоставляем широкий спектр температурных ударных камер и экспертного руководства, чтобы помочь вам обеспечить надежность ваших продуктов в экстремальных термических условияхСвяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши конкретные потребности в тестировании.