环境可靠性试验培训资料_图文

1、可靠性试验 环境可靠性试验主要内容I.低温 低温、 、 高温试验 高温试验; ; II.恒定湿热试验 恒定湿热试验; ; III.交变湿热试验 交变湿热试验; ; IV.温湿度组合循环试验 温湿度组合循环试验; ; V.温度冲击试验 温度冲击试验、 、 温度快速变化试验 温度快速变化试验; ; VI.振动试验 振动试验; ; VII.冲击 冲击、 、 碰撞 碰撞; ; VIII.跌落试验 跌落试验; ; IX.稳定加速度试验 稳定加速度试验; ; X.进口试验箱与国产试验箱 进口试验箱与国产试验箱优劣 优劣 优劣; ; XI. 相关标准 相关标准:IEC60068-2及 GB2423。可靠性起

2、源开始应用于 开始应用于: 提高武器装备的可靠性 提高武器装备的可靠性:军用电子设备 军用电子设备; ;复杂导弹系统 复杂导弹系统; ;以及航空航天技术等等 以及航空航天技术等等。 。推广到民用 推广到民用: 保证产品的可靠度 保证产品的可靠度; ;提高产品的质量和安全 提高产品的质量和安全; ;保证其品牌和竞争能力。可靠性 低温试验低温试验 低温试验:考核试验样品在低温条件下的贮存 或使用的适应性 或使用的适应性。 。 试验方法 试验方法:温度突变和温度渐变 温度突变和温度渐变; ; 区分非散热样品和散热样品 :试验样品温度达到稳定 后 , 在自由空气条件 在自由空气条件(即没有强迫空气循环

3、 即没有强迫空气循环 下温 量时 量时, , 样品表面最热的点温度高于周围大气温度 5K 以上的 以上的, , 认为是散热样品 认为是散热样品。 。 非散热样品试验方法 非散热样品试验方法:Ab 温度渐变 ;散热样品试验方法 散热样品试验方法:Ad 温度渐变 温度渐变; ; 带电设备试验方法 带电设备试验方法:Ae 温度渐变 温度渐变。低温试验没有特别说明加负载的试验样品 没有特别说明加负载的试验样品, , 试验采用低温试 验方法 Ab 温度渐变 ;中间检测 中间检测:一般不允许在测试过程中把样品拿出试 验箱外进行功能测试 验箱外进行功能测试。 。 功能测试应让样品保持在试 验箱里 验箱里。

4、。 恢复 恢复:最少一个小时 最少一个小时, , 最长不超过两个小时 最长不超过两个小时。 。 所有 的功能测试必须在两个小时内完成 的功能测试必须在两个小时内完成。 。也可以设置温度渐变的方法把试验箱里的温度组缓慢的恢 复到室温后再取出样品 复到室温后再取出样品, , 避免样品产生凝露 避免样品产生凝露。 。 参考标准 参考标准:IEC60068-2-1; GB/T 2423.1高温试验高温试验 高温试验:考核试验样品在高温条件下的贮存或使用的适应性 考核试验样品在高温条件下的贮存或使用的适应性。 。 试验方法 试验方法:温度突变和温度渐变 温度突变和温度渐变; ; 区分非散热样品和散热样品

5、 :非散热样品试验方法 非散热样品试验方法:Bb 温度渐变 ;散热样品试验方法 散热样品试验方法:Bd 温度渐变 ; 带电设备试验方法 带电设备试验方法:Be 浊度渐变 浊度渐变。 。没有特别说明加负载的试验样品 没有特别说明加负载的试验样品, , 试验采用高温试验方法 Bb 温度渐 变 ;中间检测 中间检测:一般不允许在测试过程中把样品拿出试验箱外进行功能 测试 测试。 。 功能测试应让样品保持在试验箱里 功能测试应让样品保持在试验箱里。 。 恢复 恢复:最少一个小时 最少一个小时, , 最长不超过两个小时 最长不超过两个小时。 。所有的功能测试必须在两个小时内完成 所有的功能测试必须在两个

6、小时内完成。 。 参考标准 参考标准:IEC60068-2-2;GB/T 2423.2恒定湿热试验恒定湿热试验 恒定湿热试验:适用于确定试验样品在 恒定湿热条件下使用和贮存的适应性 恒定湿热条件下使用和贮存的适应性。 。 试验方法 试验方法: 高温高湿 高温高湿; ; 高温低湿 高温低湿; ; 低温高湿 低温高湿; ; 低温低湿 低温低湿。 。高温高湿 高温高湿:95 95%RH; 高温低湿 高温低湿:95 10%RH;低温高湿 低温高湿:10 95%RH; 低温低湿 低温低湿:1010%RH;恒定湿热试验 交变湿热试验 11交变湿热试验1.工作空间在 24小时内的温度变化情况 小时内的温度变

7、化情况:1.升温阶段 升温阶段:在 3±0.5 h内 , 将工作空间的温度连续升至有关标准规定的高温值 高温值, , 升温速率应限定在下页曲线图的阴影范围内 升温速率应限定在下页曲线图的阴影范围内。 。 在该阶段除最后 15min 相对湿度可不低于 90%外 , 其余时间的相对湿度都应不低于 95%, 以便试验样品产生凝露 以便试验样品产生凝露。 。 2.高温高湿恒定阶段 高温高湿恒定阶段。 。 将工作空间的温度维持在 40±2 或 (55 ±2 的范围内 的范围内, , 直到从升温阶段起算满 12 ±0.5 h为止 为止。 。 在该阶段 在该阶段, ,

8、 除 最初和最后的 15 min相对湿度应不低于 90%, 其余时间均应为 93 %±3%。 3. 降温阶段 降温阶段。 。 将工作空间的温度在 3至 6 h内由 40±2 或 (55 ±2 降至 降至。 。 降温速率应限在下页曲线图规定的阴影范围内 降温速率应限在下页曲线图规定的阴影范围内, , 4.低温高湿阶段 低温高湿阶段。 。 将工作空间的温度维持在 25±3 , 相对湿度不低于 95%, 直至从升温阶段算起满 24 h为止 为止。 。2.恢复 恢复:在 0.5小时内把相对湿度恢复到 75% ±3%; 然后在 0.5小时内将温度调节到试

9、验室温度 , 容差为 容差为±±2 。 1.参考标准 参考标准:IEC60068-2-30 Db; GB/T 2423.4交变湿热试验 13温度湿度组合循环试验特点 特点:本试验是在高湿下进行温度循环 本试验是在高湿下进行温度循环, , 并产生一种 “ 呼吸 ” 作用 作用, , 使水汽 进入不完全密封的容器 进入不完全密封的容器。 。 它包括低温试验阶段 它包括低温试验阶段, , 以确定周期性结冰 对试验样品的影响 对试验样品的影响。 。 因此 因此, , 加速 “ 呼吸 ” 以及使呼吸收在裂缝和裂隙 中的水汽结冰的作用是本试验的基本特点 中的水汽结冰的作用是本试验的基本

10、特点。 。 目的 目的:用加速的方法来确定试验样品耐受高温高湿和低温劣化作用的能力 用加速的方法来确定试验样品耐受高温高湿和低温劣化作用的能力。 。 试验方法 试验方法:试验样品在不包装 试验样品在不包装、 、 不通电 不通电、 、 准备使用状态下进行 准备使用状态下进行。 。 预处理 预处理:在 “ 干燥的标准条件下 ” (55 ±2 , 相对湿度不超过 20% 放置 24 h。 然后使试验样品在正常的试验大气条件下或按有 关标准规定的条件下 关标准规定的条件下, , 在初始检测前达到温度稳定 在初始检测前达到温度稳定。 。 恢复 恢复:在正常的试验条件下保持 24 h。 参考标准

11、 参考标准:IEC60068-2-38 Z/AD; GB/T 2423.3414温度湿度组合循环试验严酷度 严酷度:10次温度湿度组合循环试验 次温度湿度组合循环试验, , 每次循环为 24 h。 在头 9次循环的任何 5次循环期间 次循环期间, , 试验样品暴露于 湿热分循环之后 湿热分循环之后, , 应进入低温循环 应进入低温循环。 。头 9次循环中其余的 4次循环应不包括低温 次循环应不包括低温。 。15温度湿度组合循环试验试验周期曲线图 试验周期曲线图: :16温度湿度组合循环试验试验周期曲线图 试验周期曲线图: :17温度变化试验试验方法 试验方法:温度冲击试验 Na ;温度快速变化

12、试验 Nb ; 液体温度冲击试验 Nc 。 IEC 60068-2-14;GB/T 2423.22.18温度变化试验温度冲击试验 Na :规定转换时间的快速温度变化 变化。 。要求 要求:一台高温箱和一台低温箱 一台高温箱和一台低温箱, , 两箱放置位置应能使试 验样品于规定时间内从一个箱转移到另一个箱 验样品于规定时间内从一个箱转移到另一个箱。 。 转 换方式可以用手动或自动 换方式可以用手动或自动。 。 转换时间一般要求不超 过 3 min。箱内空气恢复到规定容差范围的时间 箱内空气恢复到规定容差范围的时间, , 不超过试验 暴露时间的 10%。试验样品周围空气流速应不小于 2 m/s。温

13、度变化试验 温度变化试验 21温度变化试验两液槽法温度快速变化试验 Nc :本试验程序产生一种急剧的热冲击 本试验程序产生一种急剧的热冲击, , 适用于玻璃 金属组成的密封件及类似的试验样品 金属组成的密封件及类似的试验样品。 。 没有特别指明的话 没有特别指明的话:低温液温度为 0 高温液体温度为 100 ; 10个循环 个循环; 试验样品的摆放 试验样品体积等于或小于 1dm 3:功率散耗等于或小于 50W :任何试验样品表面与箱壁之间的最小距离不小于 10cm 。 功率散耗等于或小于 50W 而不超过 100W :何试验样品表面与箱壁之间的最小距离不小于 20cm 。 试验样品体积大于

14、1dm 3:任何试验样品表面与箱壁之间的最小距离为 10cm ;试验箱的体积与试验样品体积之间的比例 不小于 5:1 。2223贮存气候环境试验主要应用于贮存 气候环境试验主要应用于贮存。 。贮存 贮存:是指产品在非工作状态下保存比较长的时间 是指产品在非工作状态下保存比较长的时间(几星期或 几年 几年。 。非工作状态下贮存 非工作状态下贮存:1 在工业仓库 在工业仓库、 、 商业零售库等环境条件下 商业零售库等环境条件下。 。2 备用 备用、 、 应急用的设备或成套装备 应急用的设备或成套装备。 。 例如 例如:火警报警器 火警报警器、 、 辅 助电动机 助电动机、 、 备用发动机等 备用发

15、动机等。 。 由于受到周围设备工作的影响 由于受到周围设备工作的影响。 。 可 能受到严酷的环境应力 能受到严酷的环境应力。 。3 需要长时间才能安装完的成套设备 需要长时间才能安装完的成套设备。 。 例如 例如:大型电话交换机 大型电话交换机、 、 大型计算机装置 大型计算机装置、 、 电站等 电站等, , 其初期环境比工作环境还要严酷的 多 。适用于 适用于: 处于低温 处于低温、 、 高温 高温、 、 高原 高原(低气压 低气压、 、湿热条件下的产品等 湿热条件下的产品等。24环境对产品的影响贮存试验 贮存试验:是指产品在规定的贮存寿命期内 是指产品在规定的贮存寿命期内, , 模拟一种或

16、多种环境应力对 产品的影响 产品的影响。 。 当疲劳积累存在时 当疲劳积累存在时, , 贮存试验可以来确定下列问 题 :1 贮存是否影响产品在其预定应用中的使用 贮存是否影响产品在其预定应用中的使用。 。 例如 例如:元件引线 或印刷电路板的可焊性是否变坏 或印刷电路板的可焊性是否变坏, , 是否造成开路或短路 是否造成开路或短路。 。2 贮存以后 贮存以后, , 产品工作时主要性能或可靠性是否降低 产品工作时主要性能或可靠性是否降低。 。 例如 例如:电阻电容值的增大或减少 电阻电容值的增大或减少。 。3 对于应急设备 对于应急设备, , 在长期不工作之后 在长期不工作之后, , 其准确可靠

17、的运行能力 是否破坏 是否破坏。 。 劣化或失效例子 劣化或失效例子:由于氧化或机体材料和度层之间的扩散 由于氧化或机体材料和度层之间的扩散, ,能降低元件引线和印刷电路板的可焊性 能降低元件引线和印刷电路板的可焊性。25可靠性力学试验 26可靠性力学试验振动试验 振动试验:正弦振动 正弦振动; ;随机振动 随机振动; ;机械冲击试验 半正弦波冲击 半正弦波冲击; ;三角形波冲击 三角形波冲击; ;方形波冲击 方形波冲击; ;碰撞试验 碰撞试验:半正弦波 半正弦波; ;稳态加速度试验 稳态加速度试验; ; 跌落试验 跌落试验:自由跌落试验 自由跌落试验; ;重复自由跌落试验27正弦振动 IEC

18、60068-2-6 Fc; GB/T 2423.10;其位移变化与时间关系为正弦曲线 其位移变化与时间关系为正弦曲线; ; 其动动方向为简谐振动 其动动方向为简谐振动; 振动系统原理图28 29振动试验系统 功率放大器 电动振动台振动控制仪正弦振动的六个要素1、 频率 (Hz 2、 加速度 (g 或 m 2/s3、 振幅 (mm 4、 扫频速率 (Oct/min 或 Hz/s5、 方向 (X 、 Y 、 Z axis6、 持续时间持续时间(min/axis 30正弦振动的应用 (1 共振搜索共振(谐振搜索:样品自身的共振搜索;结构的共振搜索;工艺缺陷而造成的共振; 运输过程中可能引起的共振。3

19、1正弦振动的应用 (1 共振搜索怎么做共振搜索:方法 1:目测:判断试验样品在振动台面上是否摆动很大、异常噪声;方法 2:从控制曲线分析,是否有超出设备保护范围或产生中断无法继续试验;方法 3:在测试样品上安装反馈传感器,测试其反馈加速度值是否超过共 振量级。32共振搜索谱图33 34正弦振动的应用 (2 驻留振动 驻留振动也叫定频振动 驻留振动也叫定频振动(危险频率 危险频率; ; 以搜索到的共振频率进行耐振试验 以搜索到的共振频率进行耐振试验; ; 验证其抗振能力 验证其抗振能力; ;试验方法 试验方法:选定一个频率点进行定频 选定一个频率点进行定频(驻留 驻留 振动 振动; ; 选择共振

20、点为中心点 选择共振点为中心点, , 取 ±5Hz 为一小范围频率段进行振动试 验 。驻留振动谱图35 正弦振动的应用 (3 扫频振动扫频振动:针对存在 多个共振点 的振动环境;整机、零部件验收抗振试验。常用的一个振动试验,应用范围广,可操作性 强。36扫频振动谱图37 随机振动的五个要素1、 频率 (Hz 2、 总均方根值 (g rms 3、 谱密度谱密度(g 2/Hz4、 方向 (X 、 Y 、 Z axis5、 持续时间持续时间(min/axis 3839随机振动应用效果 随机试验是比较接近于实际环境可能存在振动类型的方 法 。应用 模拟振动环境 模拟振动环境: 陆运 陆运;

21、;海运 海运; ;空运 空运; ;航天航空 航天航空; ;地震 地震。 。考核 考核:试验样品在实际振动环境中的性能试验样品在实际振动环境中的性能。随机振动应用应用 进行可靠性试验的筛选进行可靠性试验的筛选:HALT : high acceleration life test.40随机振动谱图 冲击环境效应 机械冲击 机械冲击应用应用例子 应用例子:模拟急刹车 模拟急刹车、 、 撞击 撞击、 、 卸货 卸货、 、 跌落等 跌落等。 。 对样品的考核 对样品的考核: 样品抗冲击能力 样品抗冲击能力:包括电性能 包括电性能、 、 功 能 , 结构强度等 结构强度等。 。冲击对产品的破坏表现为能量的集中释放 或者说对产品极限强度的影响 或者说对产品极限强度的影响, , 试验量级 较大 较大、 、 冲击的脉冲持续时间较短.机械冲击半正弦波谱图46 47碰 撞碰撞 碰撞:与机械冲击原理相同 与机械冲击原理相同:与机械冲击的区别 与机械冲击的区别:加速度的大小不同 加速度的大小不同:碰撞一般比机械冲击的 小 ;冲击次数 冲击次数:碰撞一般会在 几百 至 几千 次 ,