可靠性实验介绍1课件

ReliabilityTestingIntroduction可靠性实验介绍1.ServiceScopeandcorrespondingfacilitiesServiceScope:

HighTemperaturetestchamberHST/HOT-25ºC~185ºCPV-110LowTemperaturetestchamberLST/LOT-70ºC~180ºCMC-710NCC7040Humidity&Temperaturetestchamber

AHT/AHTO-70ºC~180ºCNCC4020Humidity&Temperaturetestchamber

AHT/AHTO-40ºC~180ºCPL-ISPHHumidity&Temperaturetestchamber

AHT/AHTO-45ºC~110ºCPL-ISPHHumidity&Temperaturetestchamber

AHT/AHTO-45ºC~110ºCColormeasurementapparatusRS232CHighTemperaturetestchamberHST/HOT-25ºC~185ºCPV-110UT6060UT6200HighTemperatureOvenHST/HOT20ºC~300ºC

UT6060UT6200HighTemperatureOvenHST/HOT20ºC~300ºC

HighTemperatureOvenHST/HOT20ºC~300ºC

UT6060UT6060UVTestchamber40ºCheraeus2.ReliabilityTestingContents:1.可靠度定义2.关于复合环境试验（CERT）的考虑和实施方法.3.环境试验的目的以及它与试验条件等的影响的关系例.4.温度和湿度的物理性质.5.常见可靠性测试条件及标准.6.振动试验介绍.2.关于复合环境试验(CERT)的考虑和实施方法环境可靠性试验的目的是为了能够在短时间低成本条件下获得需要的信息情报。通常施加温度，湿度，低压·高压以及振动，日照等多重环境应力要素。将独立应力的加速因子组合后进行的复合环境试验[以下简称CERT（CombinedEnvironmentalReliabilityTest)]是其中的方法之一。这时，在考虑使用条件的同时还应注意产品的特点，推断其可能发生的故障现象，再根据这个故障的再现机理作成CERT的框架。以下阐述的是关于

CERT的具体实施及其考虑方法。3.环境试验的目的以及它与试验条件等的影响的关系例4.温度和湿度的物理性质温度是热能的一个指标，我们必须通过某一个物质的介入才能对其大小（程序）进行具体的判定。为了知道冷热的顺序和它的增减量，即热能的量和其变化的程度，我们必须使用适当的测量工具（温度计及热量计）进行测量。湿度是干燥空气的水（水蒸气）结合到何种程度的一个指标，随着各个时期温度的高低不同发生各种各样的变化。而水则是在我们的生活温度范围内能变化成各种各样形态的特异物质。湿度指空气中水蒸气的含有量。

相对湿度是指在某一温度下一定的体积中所含有的水蒸气的质量

w与相同温度下相同体积的气体中含有的饱和水蒸气的质量w比，或者指某一温度下气体中所含水蒸气的压力e与相同温度下饱和水蒸气压e之比。单位为%RH。相对湿度计算公式：H:相对湿度w:在一定温度下一定的体积中含有的水蒸气的质量。ws:在相同温度下相同体积的气体中能含有的饱和水蒸气的质量。e:在某一温度下气体中所含有水蒸气的压力。es:在相同温度下的饱和水蒸气压。5.常见可靠性测试条件及标准振动是物体围绕平衡位置，作往复运动的一种运动形式，通常用一些物理量（如位移、速度、加速度、频率等）随时间变化的函数式来表示振动时间历程。载具——承载产品用的运输工具或平台。振动试验是一种以模拟载具的试验形式，所以不同的载具表现出的振动环境就不同，各种载具的振动环境如下：二．振动试验的分类1．汽车——5-500Hz

汽车运输主要的振动来源于路况，发动机的转速,行驶系统的激振力,这几个方面振动带宽在5——500Hz之间，但由于充气轮胎本身具有较强的减震能力，是一个较好的高频减震器，所以能量集中在5——200Hz之间，而200-500Hz之间部分带宽存在的能量并不大。2．船运——4-50Hz

船运振源来自于水面的波浪，变化较慢的水频宽在4-50Hz之间。二．振动试验的分类振动试验不会因为产品不同,而有不同的振动试验规格，而是因为载具一样，才有不同的振动试验规格。共振：一种振动能量放大现象，共振频率跟物体的刚度成正比，跟重量成反比。每种电子产品，因为材料，结构等因素，表现出来的抗振能力会不同的，但都会有若干个共振点,但并不是所有的共振点都会对产品造成破坏。造成严重破坏的通常为第一阶，第二阶的共振，也就是说低频共振影响最为严重，所以每种系列产品也会跟据一些本行业的统计数据，产品特点制订一些行业规范。振动又以振动规律来分类，振动普通分为以下形式：1）正弦振动（sinesweep）2）随机振动二．振动试验的分类

1）正弦振动（sinesweep）正弦扫描是一种有规律，确定性的振动。

在任何单一瞬间只有一个频率存在。一个完整的正弦规格，有四个基本条件：

1.频率范围：如5-500Hz。2.控制条件：A(加速度),

V(速度),

D(位移)

三者关系:

A=0.051f2DA----加速度G值、f----频率

Hz、D----位移(英寸in)3.扫频速率：表示扫频速度的快慢.扫频方式分二种:

a.线性扫频(linear)Hz/minb.对数扫频(log)1oct/min

线性扫频特点在于带宽内每个频率的停留时间都一样,单位一般用Hz/min表示。计算公式：n=(f1-f2)/tf1---扫频下限、

f2---扫频上限、t---扫频时间一般在汽车零件试验中应用线性扫频较多。对数扫频变化的特点是在带宽内扫频时,有低频慢/高频较快,以对数方式变化,也就是停留在每个位频的时间都一样。倍频——比值为2倍频率,如5-10Hz就是一个倍频，即1octave,5-10Hz需用1min去完成扫频,就是1oct/min。计算公式：n={3.332*log(f2/f1)}/T低频共振破坏力最大,所以一般的电子产品都采用对数扫频方式,使产品在低频时,多停留时间,以筛选出有潜在缺陷的不良品,扫频速率选定,尽可能慢,IEC规程中一般≤1octave/min4.扫描时间:即实验的持续时间.

正弦振动一般应用在研发过程中搜寻共振频率上,通过共振频率的搜寻,来改善产品的结构和减振措施,反过来改变产品的共振频率.其目的是掌握产品的可靠性水平评估，为产品的标准化探讨试验及可靠性保证试验作前期的数据收集,以便于更好监控工艺流程。1）正弦振动（sinesweep）2）随机振动

3.持续时间：连续振动的总时间长度。随机振动中知道频宽.功率谱密度这两个条件，就可根据相关运算，得到均方根加速度值(振动量级)例：0.731Grms2）随机振动总均方根加速度（Grms），只作为估算推力的参数，在振动试验中没有任何物理意义,只是一个演算的结果，即曲线包围的面积。振动的严酷度，要看能量在随频率的分布的谱线图如：2）随机振动比较两个振动频谱,振动能量Grms一样，但在下图比上图更具破坏力，因为下图振动能量更集中在低频部分，往往第一、二阶低频共振才对产品造成破坏，上图的振动能量全在高频部分，则可避开低频共振部分，试验的效果也可想而知随机振动和正弦扫描有着很大差异，如一个继电器，有二组不同通道的弹簧片，正弦扫频时，各个共振频率依次发生共振而不会相碰。而当随机试验中同时共振则可能相碰，造成故障，所以随机振动更接近于实际振动环境，对试验产品的考核更为严格。冲击：考核产品耐冲击的能力,以设计一个可保护的包装.

1.冲击产生场合：a.火车连接或刹车时，最大冲击加速度（30-45g）b.火车碰接时50g。c.装甲车碰撞时200g。d.战机发射武器50-75g.e.导弹发射架分离时可产生200g.(1-2ms).f.炮弹爆炸半米内有1000g(0.1-0.2ms)冲击。g.炸弹、鱼雷、爆炸引走1000g-500g(持续1ms以下)：h.炮弹发射的冲击加速度可达15000g,临近引信处达20000g.三．冲击三．冲击2.主要分类：a.正弦波（弹性碰撞）三．冲击b.矩形波（塑性变形）主要参数：峰值加速度——G(gorm/s2)脉冲宽度——ms(作用时间).毫秒.跌落试验：是验证包装物能否保护被包装物的效果，评估包装物的保护能力。实例

温度循环施加湿度施加振动由于热膨胀系数的差异出现伸缩〈*膨胀·收缩·冻结〉在结合部发生“剥离、变形”在缝隙间湿气侵入〈*吸湿、冻结〉在结合部“磨擦系数降低”通过机械应力加速试样的响应性〈*振动、共振〉针对特定的频率“整体的响应性”增大故障故障发生的机理2.车载显示器

2.1试验实例A目的在整车行使环境下的功能特性试验模拟整车所行使的各种实际环境根据行驶模式采用3方向振动波谱高速、平缓、起伏、台阶、山道、铁轨等根据使用条件、季节不同调整温湿度：滑雪场、海滨浴场、雨天等试验条件温度-40℃~+115℃湿度

Max60℃，95%RH振动3方向波形同时再现0.5~250Hz1.5G~15G时间30循环2.1试验实例A功能有旋电XYZ同时实波形功能测试120ONOFF动作ONOFF振动-40-20020[℃]406080100温度115℃-40℃（-30℃）85℃65℃95%RH*固定试验体的夹具同实际安装时的方式应取得一致1个循环3~5℃/分30℃2.车载显示器

2.车载显示器2.2试验实例B目的在整车行使环境下的耐久寿命试验耐久试验框架的探讨试验实例A的实际车辆×

环境加速系数设计极限条件温度、湿度、振动设计寿命（要求条件）试验条件温度-40℃~+130℃湿度Max80℃，95%RH振动随机波振动约4.3Grms2.2试验实例B+3dB208035020000.02G²/Hz-3dB/octG²/HzHz随机波振动ONOFF振动80℃95%RH130℃-40℃*固定试验体的夹具同实际安装时的方式应取得一致1个循环1.5~3℃/分30℃-40406080120-20020[℃]100温度1402.车载显示器3.1加振力加振力可用公式F（N）=m×a计算m：全部可动部分的质量（kg）

试样的质量+安装夹具的质量+振动发生机可动部分的质量综合试验时，夹具的质量有变化大型试样时，辅助振动台的质量有变化a：试验加速（G）G表示试验加速度是重力加速度（9.8m/s²）的几倍若是2倍，则表示为2G。F：力（N）

力（N）是质量（kg）和加速度（m/s²）的乘积3.振动试验装置所用单位的计算及用语说明3.2位移、速度、加速度的关系在正弦波中位移为d=D·Sin（2лft）时速度为v=2πfD·Cos（2лft）加速度为a=-（2πf）²·D·Sin（2πft）[D为半振幅（0-p）]位移、速度、加速度的关系式如下，根据这些公式，可从位移求出速度、加速度，也可从加速度求出位移、速度。振动位移D（mm0-p）=9800a/（2лf）²≈248a/f²

振动速度V（cm/s）=2πfd/10≈0.628fd

V（cm/s）=980a/2πf≈156a/f振动加速度A（G）=（2лf）²·d/