溫度沖擊試驗(yàn) VS 實(shí)際使用壽命如何換算？大家都在問(wèn)！

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*，可靠性實(shí)驗(yàn)主要的原理是模擬、加速。本號(hào)曾發(fā)文《鹽霧試驗(yàn)一小時(shí)相當(dāng)于自然環(huán)境多少時(shí)間？》引發(fā)了廣泛的關(guān)注，今天再分享一下溫度沖擊試驗(yàn)，跟實(shí)際環(huán)境的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如何換算及換算演示在文末。

1、溫度沖擊的定義

熱沖擊試驗(yàn)（Thermal Shock Testing）常被稱(chēng)作溫度沖擊試驗(yàn)（Temperature Shock Testing）或者溫度循環(huán)（Temperature Cycling），高低溫冷熱沖擊試驗(yàn)。
溫度沖擊按照GJB 150.-2009 3.1的說(shuō)法，是裝備周?chē)髿鉁囟鹊募眲∽兓?，溫度變化率大?0度/min，即為溫度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類(lèi)似的觀點(diǎn)。

2、溫度沖擊測(cè)試的目的
溫度沖擊試驗(yàn)的目的：工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝缺陷；產(chǎn)品定型或設(shè)計(jì)鑒定和量產(chǎn)階段用于驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)溫度沖擊環(huán)境的適應(yīng)性，為設(shè)計(jì)定型和量產(chǎn)驗(yàn)收決策提供依據(jù)；作為環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用時(shí)，目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

3、溫度沖擊的應(yīng)用
電子設(shè)備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當(dāng)設(shè)備未通電時(shí)，其內(nèi)部零件要比其外表面上的零件經(jīng)受的溫度變化慢。

下列情況下，可預(yù)見(jiàn)快速的溫度變化：
——當(dāng)設(shè)備從溫暖的室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)移到寒冷的戶外環(huán)境，或相反情況時(shí)；
——當(dāng)設(shè)備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時(shí)；
——安裝于外部的機(jī)載設(shè)備中；
——在某些運(yùn)輸和貯存條件下。

通電后設(shè)備中會(huì)產(chǎn)生高的溫度梯度，由于溫度變化，元器件會(huì)經(jīng)受應(yīng)力，例如，在大功率的電阻器旁邊，輻射會(huì)引起鄰近元器件表面溫度升高，而其他部分仍然是冷的。
當(dāng)冷卻系統(tǒng)通電時(shí)，人工冷卻的元器件會(huì)經(jīng)受快速的溫度變化。在設(shè)備的制造過(guò)程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數(shù)和幅度以及時(shí)間間隔都是很重要的。

4、溫度沖擊的效應(yīng)
溫度沖擊通常對(duì)靠近裝備外表面的部分影響更嚴(yán)重，離外表面越遠(yuǎn)（當(dāng)然，與相關(guān)材料的特性有關(guān)），溫度變化越慢，影響越不明顯。運(yùn)輸箱、包裝等還會(huì)減小溫度沖擊對(duì)封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會(huì)暫時(shí)或地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環(huán)境時(shí)可能引發(fā)的問(wèn)題示例。考慮以下典型問(wèn)題，有助于確定本試驗(yàn)是否適用于受試裝備。

（1） 典型物理效應(yīng)有：
1)玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂；
2)運(yùn)動(dòng)部件的卡緊或松弛；
3)爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋；
4)不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應(yīng)變速率不同；
5)零部件的變形或破裂；
6)表面涂層開(kāi)裂；
7)密封艙泄漏；
8)絕緣保護(hù)失效。

（2） 典型化學(xué)效應(yīng)有：
1）各組分分離；
2）化學(xué)試劑保護(hù)失效。

（3）典型電效應(yīng)有：
1）電氣和電子元器件的變化；
2）快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障；
3）靜電過(guò)量。

5、冷熱沖擊測(cè)試方法的類(lèi)型
根據(jù)IEC和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分為三種：
1、試驗(yàn)Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化；空氣；
2、試驗(yàn)Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；空氣；
3、試驗(yàn)Nc：兩液槽法快速溫度變化；液體；

上面3種試驗(yàn)，1、2以空氣作為介質(zhì)，第3種以液體（水或其它液體）作為介質(zhì)。1、2的轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，3的轉(zhuǎn)換時(shí)間較短。

溫度沖擊按照GJB 150.-2009 3.1的說(shuō)法，是裝備周?chē)髿鉁囟鹊募眲∽兓瑴囟茸兓蚀笥?0度/min，即為溫度沖擊。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相類(lèi)似的觀點(diǎn)。

個(gè)人認(rèn)為不能因此理解為大于這個(gè)速率的試驗(yàn)就是溫度沖擊試驗(yàn)。溫度沖擊試驗(yàn)的速率比這個(gè)要嚴(yán)苛。經(jīng)常能聽(tīng)到說(shuō)溫度沖擊的速率大于20度/min,30度/min,50度/分鐘，甚至更快。

溫度沖擊的效應(yīng)

GJB 150.-2009裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第5部分：溫度沖擊試驗(yàn)

4.1.2 環(huán)境效應(yīng)

溫度沖擊通常對(duì)靠近裝備外表面的部分影響更嚴(yán)重，離外表面越遠(yuǎn)（當(dāng)然，與相關(guān)材料的特性有關(guān)），溫度變化越慢，影響越不明顯。運(yùn)輸箱、包裝等還會(huì)減小溫度沖擊對(duì)封閉的裝備的影響。急劇的溫度變化可能會(huì)暫時(shí)或地影響裝備的工作。下面是裝備暴露于溫度沖擊環(huán)境時(shí)可能引發(fā)的問(wèn)題示例?？紤]以下典型問(wèn)題，有助于確定本試驗(yàn)是否適用于受試裝備。

A) 典型物理效應(yīng)有：

1) 玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂；

2) 運(yùn)動(dòng)部件的卡緊或松弛；

3) 爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋；

4) 不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應(yīng)變速率不同；

5) 零部件的變形或破裂；

6) 表面涂層開(kāi)裂；

7) 密封艙泄漏；

8) 絕緣保護(hù)失效。

b)典型化學(xué)效應(yīng)有：

1）各組分分離；

2）化學(xué)試劑保護(hù)失效。

C）典型電效應(yīng)有：

1）電氣和電子元器件的變化；

2）快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障；

3）靜電過(guò)量。

溫度沖擊試驗(yàn)的目的：工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝缺陷；產(chǎn)品定型或設(shè)計(jì)鑒定和量產(chǎn)階段用于驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)溫度沖擊環(huán)境的適應(yīng)性，為設(shè)計(jì)定型和量產(chǎn)驗(yàn)收決策提供依據(jù)；作為環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用時(shí)，目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

溫度變化試驗(yàn)的類(lèi)型，根據(jù)IEC和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分為三種：

1、 試驗(yàn)Na:規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化；空氣；

2、 試驗(yàn)Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；空氣；

3、 試驗(yàn)Nc：兩液槽法快速溫度變化；液體；

上面3種試驗(yàn)，1、2以空氣作為介質(zhì)，第3種以液體（水或其它液體）作為介質(zhì)。1、2的轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，3的轉(zhuǎn)換時(shí)間較短。

制冷系統(tǒng)