01溫度沖擊試驗的目的;溫度沖擊試驗是考核設備在經受周圍大氣環境的極速變化時,設備外觀、設備電性能等是否會遭受影響,或者失效的過程。
02溫度沖擊試驗的應用;本試驗應用于裝備周圍可能會發生溫度急劇變化的情況。用來評價溫度的急劇變化對裝備內部的器件、結構以及外觀等造成的影響。典型情況如下:1) 裝備在高溫和低溫之間的轉換。2)將裝備從地面的高溫環境快速升到高空的低溫環境。3)將裝備從處在高空和低溫條件下熱的飛機防護殼體內向外空投。
03溫度沖擊試驗的幾個重要因素:
1. 暴露條件
應依據裝備在實際應用過程中所處的地理位置情況、現場數據等確定試驗溫度,也可根據其最極端的非工作溫度要求確定試驗溫度。GJB 150中規定了高低溫試驗溫度分別為70℃、-55℃。而GJB 150A中則建議使用能夠反應裝備實際應用地域的溫度情況,不只僅限于一個特定的極值范圍。高溫:選用裝備實際應用的工作和貯存地理區內可能會出現的高溫。首選實測值,若沒有實測值,則選用其地面高溫極值條件。低溫:選用飛機在空中飛行工作期間的最低溫度(受裝備周圍環境條件、飛行條件和機上環境控制系統的性能的影響)。首選實測值,若沒有實測值,則選用高空極端低溫。
2. 高低溫持續時間
本試驗的目的是確定快速的溫度變化對裝備的影響,因此,試件暴露于極值溫度的持續時間應為裝備的實際工作時間或溫度穩定的時間。GJB 150中規定持續時間一般為1h,或者是溫度達到穩定的時間,當溫度穩定的時間超過1h,則使用溫度穩定時間。
試驗持續時間(沖擊次數)的確定,應根據裝備實際應用過程中遇到的情況來確定。因此可以分為如下幾種情況的沖擊試驗,見圖1~圖3:1)基于恒定極值溫度的單方向溫度沖擊,對暴露于單方向溫度沖擊可能性很小的設備,在每種相應的條件下至少進行一次沖擊;2)基于恒定極值溫度的單循環沖擊,對暴露于溫度沖擊環境可能僅為一次的設備;3)基于恒定極值溫度的多循環沖擊,當預計設備更頻繁的暴露于沖擊環境時,幾乎沒有可用的數據可用于證實具體的沖擊次數。
3.轉換時間
GJB 150中要求高低溫極值之間的轉換時間不大于5min;而GJB 150A中要求轉換時間盡可能短,沒有合理理由,轉換時間要求不大于1min,以達到最大的溫度沖擊效果。有時因試件尺寸等原因而必須使用運送設備來完成轉移,轉換時間可能超過1min,當轉換時間超過1min時,應說明超過的時間的合理性。
4.溫度變化速率
GJB 150中規定,對于溫度沖擊試驗,要求產品在高低溫箱之間快速轉換,轉換時間小于等于5min;而GJB 150A中則要求溫度變化速率小于3℃/min。
04常見的幾種溫度沖擊試驗設備及方法
按照溫度沖擊試驗的基本要求及實施過程,實驗室常見的幾種溫度沖擊試驗設備包括:
1)使用兩臺獨立的高、低溫試驗箱(圖4)建立并保持試驗條件,通過試件的轉運達到溫度沖擊的過程;
2)一臺獨立的雙室試驗箱(圖5),試驗箱內分為高溫區和低溫區,可將樣件放入高溫區內,分別調整試驗箱高溫區和低溫區的溫度,通過吊籃實現樣件在高溫區和低溫區之間的轉換;
3)樣件不移動的單室試驗箱(圖6),將樣件擺放在一個固定的溫度場內,試驗箱內包含兩個獨立的高、低溫蓄能區,通過兩個獨立的進氣、抽氣的氣動活門調節試驗箱內的溫場。