温度冲击试验 VS 实际使用寿命如何换算？大家都在问！

大家都知道，稳定性试验关键的机理是仿真模拟、加快。本号曾出文《盐雾试验一小时相当于自然环境多少时间？》引起了普遍的关心，今日再共享一下溫度应力测试，跟具体自然环境的对应关系。怎样转换及转换演试在文尾。

1、溫度冲击性的界定

热应力测试（Thermal Shock Testing）常称之为溫度应力测试（Temperature Shock Testing）或是溫度循环系统（Temperature Cycling），高低温试验热冷应力测试。
溫度冲击性依照GJB 150.5A-2009 3.1的观点，是武器装备周边空气溫度的大幅度转变，溫度弹性系数超过10度/min，即是溫度冲击性。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相相近的思想观点。

2、溫度冲击性检测的目地
溫度应力测试的目地：工程项目研制开发环节可用以发觉商品的制定和加工工艺缺点；商品成型或定制检验和批量生产周期用来认证产品对室温冲击试验自然环境的适应能力，为设计定形和批量生产工程验收管理决策给予根据；做为自然环境内应力挑选运用时，目地是去除商品的初期常见故障。

3、溫度冲击性的运用
电子产品和电子器件中产生溫度改变的状况很广泛。当机器设备未插电时，其內部零件要比其表面上面的零件承受的气温转变慢。

以下情形下，可预料迅速的气温转变：
——当机器设备从温馨的室内空气迁移到严寒的室外自然环境，或反过来的情况时；
——当机器设备碰到雨淋或渗入凉水中而忽然制冷时；
——安裝于外界的机载设备中；
——在一些运送和存储标准下。

插电后机器设备中会造成高的温度场，因为气温转变，电子器件会承受内应力，比如，在功率大的的电阻边上，辐射源会导致相邻电子器件外表温度上升，而别的一部分依然是冷的。
当制冷系统插电时，人力制冷的电子器件会承受迅速的气温转变。在机器设备的制作全过程中都可造成电子器件的迅速溫度转变。溫度改变的频次和范围及其间隔时间都很重要的。

4、溫度冲击性的效用
溫度冲击性通常对挨近武器装备外表层的部位危害更比较严重，离外表层越来越远（自然，与有关塑料的特性相关），溫度改变变慢，危害越不显著。运送箱、包裝等也会减少溫度冲击性对封闭式的武器装备的危害。大幅度的气温转变很有可能会临时或永久性地危害武器装备的工作中。下边是武器装备曝露于溫度冲击试验自然环境时很有可能引起的问题实例。考虑到下述典型性问题，有利于明确本实验是不是适用受试武器装备。

（1） 典型性物理学效用有：
1)玻璃器皿和光学设备的断裂；
2)健身运动构件的卡紧或松散；
3)爆款中固体药粒或药柱造成裂痕；
4)不一样原料的收拢或含水率、或引起应变速率不一样；
5)零部件的形变或开裂；
6)表层镀层裂开；
7)密封舱泄露；
8)绝缘层维护无效。

（2） 典型性有机化学效用有：
1）各成分分离出来；
2）化学药品维护无效。

（3）典型性电效用有：
1）电气设备和电子元件的转变；
2）迅速凝结水或起霜造成电子器件或设备故障；
3）静电感应过多。

5、热冷冲击性测试标准的种类
依据IEC和行业标准，分成三种：
1、实验Na:要求变换时长的迅速溫度转变；气体；
2、实验Nb：要求转变速度的气温转变；气体；
3、实验Nc：两液槽法迅速溫度转变；液态；

上边3种实验，1、2以气体当做物质，第3种以液态（水或其他液态）做为物质。1、2的变换時间较长，3的变换時间较短。

溫度冲击性依照GJB 150.5A-2009 3.1的观点，是武器装备周边空气溫度的大幅度转变，溫度弹性系数超过10度/min，即是溫度冲击性。MIL-STD-810F 503.4(2001)持相相近的思想观点。

本人觉得不可以因而了解为超过这一速度的实验便是溫度应力测试。溫度应力测试的速度比这一现实状况要苛刻。常常能听见说溫度冲击性的速度超过20度/min,30度/min,50度/分鐘，乃至更快。

溫度转变缘故有很多，有关规范里边都是有谈及：

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

3 溫度改变的当场标准

电子产品和电子器件中产生溫度改变的状况很广泛。当机器设备未插电时，其內部零件要比其表面上面的零件承受的气温转变慢。

以下情形下，可预料迅速的气温转变：

——当机器设备从温馨的室内空气迁移到严寒的室外自然环境，或反过来的情况时；

——当机器设备碰到雨淋或渗入凉水中而忽然制冷时；

——安裝于外界的机载设备中；

——在一些运送和存储标准下。

插电后机器设备中会造成高的温度场，因为气温转变，电子器件会承受内应力，比如，在功率大的的电阻边上，辐射源会导致相邻电子器件外表温度上升，而别的一部分依然是冷的。

当制冷系统插电时，人力制冷的电子器件会承受迅速的气温转变。在机器设备的制作全过程中都可造成电子器件的迅速溫度转变。溫度改变的频次和范围及其间隔时间都很重要的。

GJB 150.5A-2009军用装备试验室自然环境实验方式第5一部分：溫度应力测试

3.2运用

3.2.1一切正常自然环境

本测试适用于已经会在气体湿度发生大幅度转变的地区应用的武器装备。本实验仅用于点评的温度大幅度转变对武器装备的外表层、安裝在外面表层的零部件、或装在挨近外表层的內部零部件的危害。典型性状况如下所示：

A) 武器装备在热地区和超低温自然环境中间变换；

B) 根据性能卓越运输工具，从路面高溫自然环境升到高处（仅仅热到冷）；

C) 仅用外界原材料（包裝或武器装备表层原材料）开展实验时，从处于高处和超低温标准下热的飞机场安全防护外壳内向型外绝地求生空投。

3.2.2安全系数和自然环境内应力挑选

除3.3上述外，本测试适用报错武器装备显示在温度极端主义溫度转变速度（只需检测标准下不超过1个的设计方案極限）下通常发生的安全系数问题和不确定性的缺点。本实验尽管作为自然环境内应力挑选（ESS），但经适度技术整理后，还可以将其做为一个材料实验（应用更偏激溫度的溫度冲击性），用于揭露武器装备显示在温度极端主义溫度标准下能发生的潜在性缺点。

溫度冲击性的效用

GJB 150.5A-2009军用装备试验室自然环境实验方式第5一部分：溫度应力测试

4.1.2 环境效应

溫度冲击性通常对挨近武器装备外表层的部位危害更比较严重，离外表层越来越远（自然，与有关塑料的特性相关），溫度改变变慢，危害越不显著。运送箱、包裝等也会减少溫度冲击性对封闭式的武器装备的危害。大幅度的气温转变很有可能会临时或永久性地危害武器装备的工作中。下边是武器装备曝露于溫度冲击试验自然环境时很有可能引起的问题实例。考虑到下述典型性问题，有利于明确本实验是不是适用受试武器装备。

A) 典型性物理学效用有：

1) 玻璃器皿和光学设备的断裂；

2) 健身运动构件的卡紧或松散；

3) 爆款中固体药粒或药柱造成裂痕；

4) 不一样原料的收拢或含水率、或引起应变速率不一样；

5) 零部件的形变或开裂；

6) 表层镀层裂开；

7) 密封舱泄露；

8) 绝缘层维护无效。

b)典型性有机化学效用有：

1）各成分分离出来；

2）化学药品维护无效。

C）典型性电效用有：

1）电气设备和电子元件的转变；

2）迅速凝结水或起霜造成电子器件或设备故障；

3）静电感应过多。

 

溫度应力测试的目地：工程项目研制开发环节可用以发觉商品的制定和加工工艺缺点；商品成型或定制检验和批量生产周期用来认证产品对室温冲击试验自然环境的适应能力，为设计定形和批量生产工程验收管理决策给予根据；做为自然环境内应力挑选运用时，目地是去除商品的初期常见故障。

溫度转变实验的种类，依据IEC和行业标准，分成三种：

1、 实验Na:要求变换时长的迅速溫度转变；气体；

2、 实验Nb：要求转变速度的气温转变；气体；

3、 实验Nc：两液槽法迅速溫度转变；液态；

上边3种实验，1、2以气体当做物质，第3种以液态（水或其他液态）做为物质。1、2的变换時间较长，3的变换時间较短。

规范

其他规范：

• MIL-STD-883, Method 1010, Temperature Cycling

• JESD22-A104D, Temperature Cycling

• JESD22-A106B

• JIS C 680068-2-14:2011（取代JIS C0025:1988）

• JASO D 001

• EIA The air-to-air thermal shock test is JESD22-A104D \”Temperature Cycling\”

• EIA The liquid-to-liquid thermal shock test is JESD22-A106B \”Thermal Shock\”

• EIAJ ED-2531A

• GB897.4-2008/IEC60086-4：2007

• GJB548B-2005方式1011.1

• GJB128A-97方式1056

除此之外也有一些企业内部的规范，例如一些汽车制造商企业内部的规范。

实验主要参数包含以下各类：

——实验室工作温度；

——高溫；

——超低温；

——曝露延迟时间；

——变换時间或转变速度；

——实验循环系统数。

平稳時间

GJB 150.5A-2009 4.3.7 溫度平稳

试样溫度平稳（在变换以前）的時间最少应确保试样全部外界的溫度匀称一致。

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

7.2.1 一部分最后一句：

在放进实验试品后，气体气温应在曝露延迟时间的10%之内做到要求的输出精度范畴。

EIA-364-32E-2008 4.3 Specimen mass determination

空气湿度：

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

沒有提及相关内容。

GJB 150.5A-2009 4.3.8 空气湿度

绝大多数试验方案也不操纵空气湿度。可是溫度应力测试时中的空气湿度，对一些普遍的多孔渗水原材料（如纺织材料）很有可能有明显的危害——渗透到的体内湿气可以挪动并在结冻的时候会胀大。除专业提出要求外，不然无须考虑到操纵空气湿度。

因此现阶段依照这两个规范是没必需过多关心溫度应力测试时中的温度操纵问题。

变换時间

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

4.5 变换时长的挑选

在三箱法的情形下，假如因为试品规格大，不可以在3min内进行变换，那麼只需不对实验結果造成可察觉的危害，可按住式提升变换時间：

t2≤0.05t3

式中：

T2——变换時间；t3——实验试品的溫度平稳時间。

GJB 150.5A-2009 4.3.9 变换時间

应确保变换時间能体现使用寿命期截面中具体溫度冲击性的相对应時间。变换時间应尽量短，但若变换時间超过1min，则应证实这种附加的时间是有效的。

风力

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

沒有提及相关内容。

在旧版大约有提及，不得超过2m/s。

GJB 150.5A-2009 6.2.2 风力

除武器装备服务平台自然环境早已证实选用别的风力是有效的，并出示了要求的实验标准，实验箱里试样周边的风力不可超出1.7m/s。

试样的安裝和调节规定。试样的安装使用应尽量仿真模拟具体应用情况，并按必须开展试样联接和测试设备联接。安裝时需要留意：

（1） 若考评试样安全装置实效性，应确保具体应用中电源插头、罩壳和检验板处于有利于检测的部位，在实际操作时处在一切正常（安全防护或没加安全防护）方法。

（2） 具体应用中试样上一切正常保护接地和套筒连接，在实验中无需，运用仿真模拟连接头替代，以保证实验真正。

（3） 试样若包含2个或2个以上具备详细作用的单独模块，可对各模块各自开展实验。若对各模块一起开展实验，在机械设备、电气设备和微波射频联接插口容许状况下，各模块中间及其模块与试验箱内腔间最少应维持15cm,保证箱里空气能热水器一切正常循环系统。

（4） 维护试样不会受到不相干的自然环境污染物质危害

GB/T 2423.22-2012 自然环境实验 第2一部分 实验N:溫度转变

7.2.2 实验试品的安裝或支撑点

除非是有关标准另有要求，安裝或固定支架应具备低传热性，以促使实验试品事实上是传热的。当好多个实验试品与此同时实验时，置放实验试品时要促使实验试品中间、实验试品和实验箱里表层间的空气中随意商品流通。

 

有高手的文章内容里提及了木工板，看来是点原因啊。

实验循环系统频率的明确

因为溫度交替变化在试样中造成机械设备内应力，造成随溫度交替变化频次的提升试样內部震动的提升。在稳定性技术性中可用下列工作经验求取的表达式：

    N（ΔT）k  =参量

在其中：N= 溫度周期时间的频次

    ΔT=溫度转变，即高溫与超低温的误差

    K =指数值（在于无效原理）

以上的一般关联在有的论文参考文献中称之为Coffin-Manson公式计算。可改变为如下所示方式：

在其中：Nf1 = 至无效才行的周期时间频次（具体）

          Nf2 = 至无效才行的周期时间频次（实验）

         ΔT1 = 溫度转变（具体）

         ΔT2 = 溫度转变（实验）

          k= 对遭到交替变化负载的、其形变在可塑性范畴内产生的金属材料为2，对以塑件为主导的试样取4。

测算案例：

汽油泵支撑架总程溫度冲击性循环系统频次测算：

按以上公式计算取

Nf1 =10*365*2(10年，每一年365天，每日2次冷启动)=7300

ΔT1 =50-0=50

ΔT2 =80-(-40)=120

k=4

测算可获得Nf2 =220

即开展220次溫度应力测试可以仿真模拟具体10年的使用期限。

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