thermische schoktest, vaak aangeduid als temperatuurschoktest, temperatuurcyclus of hoog-lage temperatuurschoktest,is een cruciale milieutest die wordt gebruikt om het vermogen van materialen en producten om snelle en extreme temperatuurveranderingen te weerstaan te evaluerenBij Dongguan Precision begrijpen we het belang van deze testen om de betrouwbaarheid en duurzaamheid van uw producten in verschillende werkomgevingen te garanderen.

Volgens normen alsGJB 150.5A-2009 3.1enVoor de toepassing van de voorschriften van de richtlijnen van de Europese Unie, een snelle verandering van de omringende atmosferische temperatuur die hoger is dan10 graden Celsius per minuutHet is echter belangrijk op te merken dat bij de werkelijke temperatuurschoktests vaak nog ernstiger veranderingspercentages worden gebruikt, vaak als groter dan20°C/min, 30°C/min, 50°C/minOf nog sneller.

Wat veroorzaakt deze snelle temperatuursveranderingen?

Verscheidene scenario's in de echte wereld kunnen leiden tot snelle temperatuurschommelingen, zoals wordt benadrukt in normen zoalsGB/T 2423.22-2012 (omgevingsonderzoek - deel 2: tests - test N: temperatuurverandering):

• Het overbrengen van apparatuur tussen drastisch verschillende temperatuuromgevingen (bijv. binnen naar buiten).
• Plotseling afkoelen door regen of onderdompeling in koud water.
• De omstandigheden die worden ervaren door extern gemonteerde luchtvaartuigen.
• Specifieke transport- en opslagvoorwaarden.
• Intern gegenereerde warmtegradiënten binnen aangedreven apparatuur.
• Snel afkoelen van onderdelen met actieve koelsystemen.
• Productieprocessen.

De frequentie, omvang en duur van deze temperatuurveranderingen zijn allemaal cruciale factoren.

Waarom is een temperatuurschoktest belangrijk?

Zoals uiteengezet inGJB 150.5A-2009 (Methoden voor milieutests in laboratoriumlaboratoria voor militaire apparatuur, deel 5: Temperatuurschoktest), wordt deze test in verschillende contexten toegepast:

• Simulatie van de normale omgeving:Om apparatuur te beoordelen die bestemd is voor gebruik in gebieden waar snelle veranderingen van de luchttemperatuur waarschijnlijk zijn.en interne delen in de buurt van het oppervlak tijdens overgangen tussen warme en koude omgevingen, snelle stijgingen naar grote hoogte, of zelfs luchtdruppels van vliegtuigen.
• Veiligheids- en milieustressscreening (ESS):Identificeren van mogelijke veiligheidsproblemen en latente defecten in apparatuur die wordt blootgesteld aan temperatuurveranderingen onder extreme niveaus (binnen de ontwerpgrenzen).Het kan ook worden gebruikt als een screening test met meer extreme temperaturen om mogelijke zwakke punten te onthullen.

De effecten van temperatuurschok:

De snelle temperatuurveranderingen kunnen aanzienlijke en uiteenlopende effecten hebben op apparatuur, met name op onderdelen in de buurt van de buitenste oppervlakken.Hoe langzamer de temperatuurverandering en hoe minder uitgesproken de impactEen beschermende verpakking kan ook deze effecten verminderen. Temperatuurschokken kunnen tijdelijke of permanente operationele storingen veroorzaken.

A) Fysieke effecten:

1. Fracturering van glascontainers en optische instrumenten.
2. Het vasthouden of loslaten van bewegende onderdelen.
3. Kraken van vaste brandstoffen in explosieven.
4. Verschil in de uitbreidings- of samentrekkingssnelheid van verschillende materialen, wat leidt tot geïnduceerde spanning.
5. Vervorming of breuk van onderdelen.
6. Kraken van oppervlaktecoatings.
7. Leckage van afgesloten behuizingen.
8. Versuim van de isolatie.

B) Chemische effecten:

1. Separatie van onderdelen.
2. Versuim van beschermende chemische middelen.

C) Elektrische effecten:

1. Veranderingen in elektrische en elektronische onderdelen.
2. Elektronische of mechanische storingen als gevolg van snelle condensatie of vorming van vorst.
3. Elektrostatische ontlading.

Het doel van temperatuurschokproeven:

• Ingenieursontwikkeling:Ontwerp- en fabricagefouten vroeg in de levenscyclus van het product identificeren.
• Productkwalificatie en acceptatie:Om het vermogen van een product om temperatuurschokomgevingen te weerstaan te verifiëren, door gegevens te verstrekken voor de voltooiing van het ontwerp en de goedkeuring van de massaproductie.
• Environmental Stress Screening (ESS):Het elimineren van mislukkingen in de vroege levensfase van producten.

Typen temperatuurveranderingstests:

Volgens IEC- en nationale normen zijn er drie hoofdsoorten temperatuurveranderingstests:

1. Test Na:Snelle temperatuurverandering met gespecificeerde overgangstijden; lucht als medium.
2. Test Nb:Temperatuurverandering met een bepaalde snelheid van verandering; lucht als medium.
3. Test Nc:Snelle temperatuurverandering met twee vloeibare baden; vloeistof als medium.

Bij de tests Na en Nb wordt lucht gebruikt als warmteoverdrachtmedium en hebben deze tests doorgaans een langere overgangstijd dan bij de test Nc.die vloeistoffen (water of andere vloeistoffen) gebruikt voor veel snellere temperatuurovergangen.

Relevante normen:

Andere relevante normen zijn MIL-STD-883 (methode 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 (Methode 1011.1), GJB128A-97 (Methode 1056) en verschillende interne bedrijfsnormen (bv. automobiel).

Belangrijkste testparameters:

• Omgevingstemperatuur in het laboratorium
• Hoge temperatuur
• Lage temperatuur
• Expositieduur bij elke extreme temperatuur
• Overgangstijd of snelheid van temperatuurverandering
• Aantal testcycli

Stabilisatietijd:

GJB 150.5A-2009 4.3.7 (temperatuurstabilisatie):De temperatuur van het proefstuk moet voor het begin van de overgang gelijkmatig zijn in zijn buitenste delen.

GB/T 2423.22-2012 7.2.1:Na het plaatsen van het testmonster moet de luchttemperatuur binnen 10% van de blootstellingsduur het gespecificeerde tolerantiebereik bereiken.

Relatieve luchtvochtigheid:

GB/T 2423.22-2012:Er wordt niet expliciet gesproken over relatieve luchtvochtigheidscontrole.

GJB 150.5A-2009 4.3.8 (relatieve luchtvochtigheid):De meeste testprocedures houden de relatieve vochtigheid niet in toom, maar het kan echter aanzienlijk van invloed zijn op poreuze materialen (bijv. vezelvormige materialen) waarbij geabsorbeerd vocht zich kan bewegen en uitbreiden bij bevriezing.Tenzij uitdrukkelijk vereist, wordt vochtcontrole in het algemeen niet noodzakelijk geacht voor temperatuurschokproeven volgens deze normen.

Overgangstijd:

GB/T 2423.22-2012 4.5 (keuze van de overgangstijd):Voor twee-kamermethoden, indien de overgang niet binnen 3 minuten kan worden voltooid vanwege de steekproefomvang,de overgangstijd (t2) kan worden verlengd zolang deze de testresultaten niet merkbaar beïnvloedt., met behulp van de formule: t2 ≤ 0,05 * t3 (waarbij t3 de temperatuurstabilisatietijd van het testmonster is).

GJB 150.5A-2009 4.3.9 (overgangstijd):De overgangstijd moet de werkelijke duur van de temperatuurschok tijdens de levenscyclus van het product weerspiegelen en zo kort mogelijk zijn,en elke overgangstijd van meer dan 1 minuut moet worden gerechtvaardigd.

Vliegsnelheid:

GB/T 2423.22-2012:Vermeldt niet expliciet de luchtsnelheid in de huidige versie (ouderere versies hadden mogelijk ≤ 2 m/s gespecificeerd).

GJB 150.5A-2009 6.2.2 (luchtsnelheid):De snelheid van de lucht rond het proefmateriaal in de testkamer mag niet hoger zijn dan 1,7 m/s.tenzij een andere snelheid gerechtvaardigd is door de omgeving van het platform van de apparatuur en in de testomstandigheden is gespecificeerd.

Montage en installatie van het testonderdeel:

Het testproduct moet zo nauw mogelijk zijn werkelijke gebruiksomstandigheden simuleren, met de nodige verbindingen voor de testinstrumenten.

1. Het waarborgen van de toegankelijkheid van stekkers, deksels en testpunten voor de evaluatie van de effectiviteit van het beschermingsinstrument.
2. Vervanging van normale elektrische en mechanische aansluitingen die niet tijdens de test worden gebruikt door gesimuleerde aansluitingen om de test realistisch te maken.
3. Test van afzonderlijke functionele eenheden afzonderlijk indien het item meerdere onafhankelijke eenheden omvat.een minimale afstand van 15 cm tussen de eenheden en de kammerwanden te houden om een goede luchtcirculatie te garanderen;.
4. Bescherming van het testproduct tegen onbelangrijke milieuverontreinigende stoffen.

GB/T 2423.22-2012 7.2.2 (Montage of ondersteuning van proefmonsters):Tenzij anders aangegeven, moeten montage- of dragerconstructies een lage thermische geleidbaarheid hebben om ervoor te zorgen dat het testmonster effectief is geïsoleerd.zij moeten zodanig worden geplaatst dat er vrije luchtcirculatie tussen hen en de oppervlakken van de kamer mogelijk is;.

Bepaling van het aantal testcycli:

Temperatuurcyclussen veroorzaken mechanische spanning in het testproduct, waarbij de interne spanning toeneemt met het aantal cycli.

$N(\Delta T{)}^k=Consteent$

Waar:

• N = aantal temperatuurcycli
• ΔT = Temperatuurverandering (verschil tussen hoge en lage temperaturen)
• k = exponent (afhankelijk van het storingsmechanisme)

Dit wordt soms aangeduid als de formule van Coffin-Manson en kan worden herschreven om het aantal testcycli (Nf2) te schatten dat nodig is om een gewenste levensduur (Nf1) te simuleren:

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

Waar:

• Nf1 = Aantal cycli tot en met storing (echte levensduur)
• Nf2 = Aantal cycli tot de storing (test)
• ΔT1 = Temperatuurverandering (echte bedrijfsomgeving)
• ΔT2 = temperatuurverandering (testomstandigheden)
• k = 2 voor metalen die plastic vervorming ondergaan onder cyclische belasting, 4 voor overwegend kunststofonderdelen.

Voorbeeld Berekening:

Voor een oliepompbeugel met een gewenste levensduur van 10 jaar (2 koude starts per dag):

• Nf1 = 10 jaar * 365 dagen/jaar * 2 cycli/dag = 7300 cycli
• ΔT1 = 50°C - 0°C = 50°C (effectieve werktemperatuurbereik)
• ΔT2 = 80°C - (-40°C) = 120°C (testtemperatuurbereik)
• k = 4 (verondersteld dat de componenten voornamelijk van kunststof zijn)

$N{f}^2=7300(50/$120- Ik weet het niet.)4≈220cycli

Bijgevolg kunnen ongeveer 220 temperatuurschokcycli onder de gegeven testomstandigheden 10 jaar werkelijke levensduur simuleren.

Het begrijpen van deze principes en parameters is cruciaal voor het effectief ontwerpen en interpreteren van temperatuurschoktests.We bieden een reeks temperatuur schokkamers en deskundige begeleiding om u te helpen de betrouwbaarheid van uw producten te garanderen onder extreme thermische omstandighedenNeem vandaag nog contact met ons op om uw specifieke testbehoeften te bespreken.