冷热冲击试验及研究

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1、...页眉冷热冲击试验研究目前，各工程师在制定标准，执行标准时对于温度变化类的试验有很多不同的见解，且此类试验名称过多，导致实际应用中出现了一些不恰当的使用方法。本文特对温度变化类试验进行解读，一方面对各类试验项目进行分析，另一方面推荐使用合适的标准项目，以供各工程师参考使用。温度变化类试验项目有众多名称：温度变化、温度循环、温度交变、快速温变、温度冲击、冷热冲击、温度梯度、分级温度等名称。且不同体系的标准中应用的试验方法是不同的，如何区分这些试验项目，如何选择试验项目，这需要对各类型试验的来源以及其区别进行分析。本文针对的试验项目是温度变

2、化类的，对于湿热类，温湿度循环等试验项目后续再以专题叙述。1、温度变化试验1.1来源各类标准中的温度变化试验均来源于IEC60068-2-14试验方法N：温度变化中的Nb。在特定温度变率之温度变化试验。1.2定义温度变化试验，为设置一定的温度变化速率进行高温与低温之间的转变。故在实际应用中有两类：一类为慢速的温度变化试验，其温度变化速率＜3℃/min（一般各标准经常选择参数为1℃/min），也既一般应用中的温度变化、温度循环、温度交变试验（此三类为一种试验）；另一类为快速的温度变化试验，其温度变化速率≥3℃/min（一般各标准经常选择参数为

3、3℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min、10℃/min），也既一般应用中的快速温变试验。温度变化速率越快，考核越严酷。1.3目的及应用范围本试验适用于组件、装备或其它产品。为产品模拟带电工作时随温度的变化，如在系统/组件工作时快速改变周围温度。如果系统/组件处在热浸透温度（例如安装在发动机上的系统/组件），高温阶段附加的短暂温度峰值要确保产品在这期间的基本功能。为避免系统/组件内的电热扩散抑制系统/组件达到低温的效果，故在降温阶段将产品关闭。失效模式为温度变化引起的电气故障。注：本试验不是寿命试验。1.4试验方法及参数1.4

4、.1温度变化试验：各类标准中建议采用ISO16750-45.3.1温度变化试验，具体试验程序见图1及图2，图1应用于非发动机舱产品，图2应用于发动机舱中零部件，因为其具有发动机熄火后的余热考核，故在温度变化中加入了极限高温贮存的考核。....页脚...页眉图1温度变化曲线TOB：高温极限工作温度TUB：低温极限工作温度工作类别3.2：使用13.5V带电工作图2有后续加热的温度变化曲线TOB：高温极限工作温度TUB：低温极限工作温度TNH：发动机熄火后（停车），出现的最高环境温度工作类别3.2：使用13.5V带电工作1.4.2快速温变试验：目

5、前发现部分企业标准中有此类项目，如GM3172，其具体试验方法参加图3，此类试验属于加速寿命试验方法，故一般不推荐应用于认证试验中。....页脚...页眉图3快速温变曲线1.5差异及应用分析以上的两项试验，推荐使用ISO16750-45.3.1温度变化试验，由于其更能贴合日常中产品的使用情况，快速温变试验适用于寿命加速试验，其具体的加速因子及方法，后续专稿论述。1.6重要参数解析温度变化试验的特点：产品在试验中工作、温度变化的速率一定、循环数一般设置30个循环以内、极限温度值（因此项试验为工作+存储类试验，故其极限值根据产品使用情况不同有两

6、种方案供选择，具体看参见图1，图2）；此为产品性能考核试验（非寿命试验）。附表为一外部公司的推荐参数，以供大家参考。表1产品温度变化试验参数推荐表循环数30个最低环境温度Tmin（产品低温工作极限温度）最高环境温度Tmax（产品高温工作极限温度）温度变化速率4℃/min产品的温度稳定时间（存储时间）见表2抽样数量应用数量（件）产品举例安全类20发动机控制器、安全气囊控制器、胎压监视器操控类15雨量传感器、光照传感器、门开关便携类10CD机、娱乐系统操作状态见图1、图2产品在极限温度中的贮存时间参加表2。表2产品重量与其温度浸入时间的关系产品

7、重量（kg）浸入时间（保温时间min）＜0.3420....页脚...页眉0.34-0.68300.68-0.91400.91-1.36501.36-4.5375＞4.53待定义从图4和图5可以看出，结构比较简单的元器件和含元器件、零部件较少的整机，一般选择5次循环就可以了。结构比较复杂，所用元器件、零部件较多的整机选择10次循环就可以将绝大部分故障原因暴露出来。为了设备、整机和仪器可靠性更高，有时也可能选择20到30次循环。图4不同设备循环的选择图5不同设备循环的选择....页脚...页眉2、冷热冲击试验2.1来源各类标准中的冷热冲击试验

8、均来源于IEC60068-2-14试验方法N：温度变化中的Na。在特定时间内快速温度变化试验。2.2定义在特定时间内进行快速温度变化，转换时间一般设定为手动2～3分钟，自动少于3