环境可靠性测试指的是产品在规定的条件之下,能够按照规定时间完成规定功能的能力测试,在每个产品设计、应用的过程当中,都会受到外部不同环境的影响,为了能够正常的工作,需要对其进行验证测试。该项工作的应用范围很广,涉及电子、汽车、轨道交通、航空航天、船舶、家电、信息技术设备等应用领域,有助于帮助企业完善产品,节约产品研发和生产的成本,提高产品的质量。
环境可靠性试验主要可分为以下3种:力学环境试验、气候环境试验和综合环境试验。
1.力学环境试验力学环境试验是以力学因素为环境条件的试验,其目的是确定产品经受力学环境条件的适应性以及评价其结构的完好性(包括研究其动态性能)。
力学环境试验主要有现场试验和人工模拟试验。现场试验是将试验样品放置在各种典型的使用现场,进行正常使用定期测试。人工模拟试验是人们在科研和生产中广泛采用的一种试验方式,即在试验室里利用试验设备创造出一个单环境因素或多个环境因素,综合作用于产品上,以此考核产品在使用、运输和贮存中主要环境因素作用下的适应性能。
力学环境试验主要包括机械振动、机械冲击、跌落试验。(1)机械振动
振动试验主要有正弦振动和随机振动。模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响,用来确定产品是否能承受各种环境振动的能力。
(2)机械冲击
试验目的:许多产品在使用、装卸、运输过程中都会受到冲击,该试验用来确定产品的耐冲击能力。根据脉冲波形(从样品受力开始到受力结束的时间内产生的波形)不同,可分为:半正弦脉冲、后峰锯齿脉冲和梯形波脉冲。
(3)跌落试验
试验目的:模拟产品因不当的处理动作所产生的跌落对产品造成的影响。
力学环境试验类型:正弦振动试验、随机振动试验、冲击试验、碰撞试验、离心恒加速度试验、摇摆试验、倾跌与翻倒试验、弹跳试验、撞击试验、自由跌落试验等。
2.气候环境试验
气候环境试验是将产品暴露于特定的气候环境中,确定气候环境对其影响的过程,包括自然环境试验和实验室环境试验。气候环境试验考虑的是产品可能遇到的各种气候环境因素及对各种气候环境因素的适应性(如温度,湿度,光照,太阳辐射,盐雾等)。
气候环境试验考察的是产品对环境的适应性,确定产品适应使用地的环境要求,它贯穿于产品的整个生命周期。通过环境试验来考核产品、暴露产品的设计和制造质量中的问题,从而提高其可靠性,是一种十分有效的措施。
包括高温试验、低温试验、温度快速变化试验、温度冲击试验、恒定温湿度试验、温湿度循环试验、盐雾试验、防水防尘试验、紫外老化试验和氙灯老化试验等。
(1)高温试验
试验目的:用来考核试验样品在高温条件下贮存或使用的适应性。应用于比如像热带天气或炼钢厂等高温环境下工作的仪器、设备等。
(2)低温试验
试验目的:用来考核试验样品在低温条件下贮存或使用的适应性。常用于产品在开发阶段的型式试验、元器件的筛选试验等。
(3)温度变化试验
试验目的:快速温变是规定了温度变化速率的温度变化,常常模拟昼夜温差大的地区环境,也可用于寿命试验,用以考核元器件或产品的外观、机械性能及电气性能。
(4)温度冲击试验
试验目的:用来考核产品对周围环境温度急剧变化的适应性。是热冲击试验与温度循环试验的目的基本一致,但热冲击试验的条件比温度循环试验要严酷得多。
(5)恒定温湿度试验
试验目的:考核产品在湿热条件下使用和贮存的适应性,观察试验样品在恒定温度、无凝露、规定时间高湿环境下的影响,以加速方式评价试验样品耐湿热劣化的效应。
(6)温湿度循环试验
试验目的:适用于确定试验样品在温度循环变化、表面产生凝露的湿热条件下使用和贮存的适应性。
(7)盐雾试验
试验目的:通过模拟海洋或潮湿地区气候的环境,来考核产品、材料及其防护层抗盐雾腐蚀的能力。
(8)防水试验
试验目的:主要针对在户外或使用环境恶劣的电子产品及设备,表示法为IPXX,第 一位特征数字所表示的防止接近危险部件和防止固体异物进入的防护等级,第二位特征数字所表示的防止水进入的防护等级。用于考核产品外壳、密封件试验后或试验中是否能保证该设备或元件良好的工作性能。
(9)防尘试验
试验目的:用于检测产品的外壳密封性能,包括第 一位特征数字为1至6,即防护等级代码为IP1X至IP6X。外壳防护等级标准中规定的IP5X和IP6X两个等级的试验,主要模拟产品在使用、运输、贮存过程中遇到的沙尘环境,从而检验其外壳的防护性能。
(10)紫外老化试验
试验目的:用模拟并强化对材料老化影响zui显著的紫外光谱。材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。
(11)氙灯老化试验
试验目的:用模拟全阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,包括可见光、紫外光和红外光,可以为科研、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速试验。
3.综合环境试验
综合环境试验,又称复合环境试验,模拟两个或两个以上的环境因素同时作用于产品的试验。因为产品的实际使用环境是多种环境因素组成的复合环境,采用综合环境试验可以更真实地模拟实际环境对产品的影响,尽管综合环境试验的方法和设备比较复杂,试验费用也比较高,但是为了更正确地评定产品对环境的适应性,还是有必要采用综合环境试验。
综合环境试验有振动、温度的组合等。综合环境试验应模拟现实实际使用环境中的主要应力、试验条件,包括:电应力、振动应力、温度应力、湿度应力及产品工作循环。常用的综合环境试验有温度振动综合试验、温度湿度振动综合试验等。
三综合试验设备可进行高温、低温、温度循环、温度冲击、恒温恒湿、交变湿热、正弦定频、正弦扫频、随机振动、高温机械冲击、低温机械冲击、温度-振动、温度-振动-湿度等产品的环境试验。将单独的环境应力施加在产品上可激发出产品的故障,那么用三种不同的环境应力施加在产品上则可轻易地得到3~5倍的加速效果,通过将不同的环境应力综合还能激发出单独应力施加时所不能出现的故障,因而三综合试验常常用以早期发现产品缺陷,进而改良产品,提高产品的可靠性。
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