熱ショックテスト,しばしば温度ショックテスト,温度サイクル,または高低温ショックテストと呼ばれます.材料や製品の迅速で極端な温度変化に耐える能力を評価するために使用される重要な環境試験です多様な環境で製品が 信頼性と耐久性を確保する上で このテストの重要性を理解しています

基準としてGJB 150.5A-2009 3.1そしてMIL-STD-810F 503.4 (2001年)周囲の大気温の急速な変化が10°C/分しかし,実際の温度ショックテストは,より深刻な変化率を用いることが多いことを注意することが重要です.20°C/分 30°C/分 50°C/分,またはさらに速く.

この 急速 な 温度 変化 の 原因 は 何 です か

標準では,温度変動が急速に起こります.GB/T 2423.22-2012 (環境試験 - 第2部分:試験 - N試験:温度変化):

• 設備を劇的に異なる温度環境 (室内から屋外など) 間で移動する.
• 雨や冷たい水に浸透したときに突然冷却する.
• 外部に搭載された空中装備が経験する条件.
• 輸送と保管の特殊条件
• 内部で発生する熱グラディエント
• 活性冷却システムによる部品の迅速な冷却
• 製造プロセス

これらの気温変化の頻度,規模,期間が 重要な要因です

なぜ 温度 ショック 検査 が 重要 な の です か

概説されているようにGJB 150.5A-2009 (軍用機器実験室環境試験方法,第5部分:温度ショック試験)このテストはいくつかの文脈で適用されます:

• 普通の環境シミュレーション急速な気温変化が起こる可能性のある地域で使用する設備の評価温かい環境と冷たい環境の間の移行時に表面に近い内部部位飛行機から落下するなどです 飛行機から落下するなど
• 安全性及び環境ストレススクリーニング (ESS):極限値 (設計上限) 以下の温度変化率にさらされた機器における潜在的な安全問題や潜んでいる欠陥を特定する.潜在的な弱点を明らかにするために,より極端な温度でスクリーニングテストとして使用することができます.

温度 ショック の 影響:

急速な温度変化は,特に外面に近い部品に対して,機器に大きく及び多様な影響を及ぼします.表面から距離が越えるほど (材料の性質に応じて),温度変化が遅くなれば遅くなって 衝撃が少なくなります. 保護包装もこれらの効果を軽減することができます. 温度ショックは一時的または永久的な動作障害を引き起こす可能性があります. 潜在的な問題の例には:

A) 身体的影響:

1. ガラスの容器と光学機器の破裂
2. 動くパーツを握りしめたり 放り出すこと
3. 固体燃料を爆発物に裂く
4. 不同な材料の差異的な膨張や収縮速度で,誘発されたストレッチが生じる.
5. 部品の変形や破裂
6. 表面コーティングの裂け目
7. 密閉された囲いから漏れ
8. 断熱装置の故障

B) 化学的効果:

1. 部品の分離
2. 化学的保護剤の故障

C) 電気効果:

1. 電気・電子部品の変更
2. 急速な凝結や凍結による電子または機械的な故障.
3. 静電放電

温度ショック試験の目的:

• エンジニアリング開発製品のライフサイクル初期に設計や製造の欠陥を特定する
• 製品資格と承認:製品が温度ショック環境に耐える能力を検証し,設計の最終決定と大量生産の承認のためのデータを提供する.
• 環境ストレススクリーニング (ESS):製品の早期障害をなくすため

温度変化試験の種類:

IECおよび国家標準によると,温度変化試験には3つの主要な種類があります.

1. テスト Na:温度の変化が速くて 移行時間が決まっている.空気は介質である.
2. テスト Nb:温度変化が指定された変化速度で 媒体は空気です
3. 試験 Nc:2つの液体風呂を用いて温度を迅速に変化させ,液体を介質として使用する.

NaとNbの試験では空気が熱伝達媒質として使用され,通常は試験Ncと比較して長い移行時間があります.液体 (水または他の液体) を利用し,より速い温度移行を可能にする.

関連基準:

その他の関連規格には,MIL-STD-883 (方法1010),JESD22-A104D,JESD22-A106B,JIS C60068-2-14が含まれます.2011, JASO D 001, EIAJ ED-2531A, GB897.4-2008/IEC60086-4:2007GJB548B-2005 (方法1011.1),GJB128A-97 (方法1056),および様々な社内規格 (例えば自動車)

試験の主要パラメータ:

• 実験室の環境温度
• 高温
• 低温
• 各極度の温度での曝露期間
• 移行時間または温度変化速度
• 試験サイクル数

安定する時間:

GJB 150.5A-2009 4.3.7 (温度安定)試料の温度は,移行が始まる前に,外部の部分全体で均一である必要があります.

GB/T 2423.22-2012 7.2.1:試験サンプルを配置した後,空気の温度は被曝期間10%以内に指定された許容範囲に達すべきである.

相対湿度:

GB/T 2423.22-2012:相対湿度制御については明示的に言及していません

GJB 150.5A-2009 4.3.8 (相対湿度)ほとんどの試験手順は相対湿度を制御しない.しかし,吸収された湿気が凍結時に移動し膨張する多孔性材料 (例えば繊維性材料) に著しく影響する可能性があります.特別に要求されない限り温度ショック試験では,これらの基準に従って湿度制御は一般的には必要とみなされない.

移行時間:

GB/T 2423.22-2012 4.5 (移行時間の選択)2 カメラの方法では,サンプルサイズのために 3 分以内に移行が完了できない場合,トランジションタイム (t2) は,試験結果に顕著な影響を与えない限り増加させることができる.式: t2 ≤ 0.05 * t3 (t3は試験標本の温度安定時間である).

GJB 150.5A-2009 4.3.9 (移行時間):移行時間は,製品のライフサイクル中に経験した実際の温度ショック期間を反映し,できるだけ短くする必要があります.1分以上の移行時間は,正当化されるべきです..

飛行速度:

GB/T 2423.22-2012:現在のバージョンでは空気速度を明示的に言及していない (古いバージョンでは ≤ 2 m/s を指定していたかもしれない).

GJB 150.5A-2009 6.2.2 (空気速)試験室内の試験物体の周りの空気速は1.7 m/sを超えない.装置のプラットフォーム環境により異なる速度が正当化され,試験条件で指定されていない場合を除く..

試験品の設置と設置:

試験用品は,可能な限り実際の使用条件をシミュレートするために,試験用機器のための必要な接続で設置されるべきである.主な考慮事項は以下のとおりである.

1. 保護装置の有効性を評価するためのプラグ,カバー,テストポイントのアクセシビリティを確保する.
2. 試験中に使用されていない通常の電気および機械接続を,試験の現実性のためにシミュレーションされた接続器に置き換える.
3. 単一の機能ユニットを個別に試験する.複数の独立ユニットで構成されている場合.複数のユニットを一緒に試験する.適切な空気循環を確保するために,ユニットと室壁の間を少なくとも15cmの距離を維持する..
4. 試験対象を無関係な環境汚染物質から保護する.

GB/T 2423.22-2012 7.2.2 (試験標本の設置または支架):異なる規定がない限り,試験標本が効果的に隔離されるようにするために,設置構造または支柱構造は低熱伝導性を持つべきである.複数の試験標本を試験する場合,部屋の表面と空気が自由に循環できるように配置する必要があります..

試験サイクルの数を決定する:

温度サイクリングは試験物体における機械的ストレスを誘発し,内部ストレスはサイクル数とともに増加する.信頼性エンジニアリングにおける一般的な経験的な関係とは:

$N(\Delta T{)}^k=C\; についてonstについてt$

どこに:

• N = 温度サイクル数
• ΔT = 温度変化 (高温と低温の違い)
• k = エクスペンサー (障害メカニズムに依存する)

これは時々コフィン・マンソン式と呼ばれ,望ましい使用寿命 (Nf1) をシミュレートするために必要なテストサイクル数 (Nf2) を推定するために書き換えることができます.

$N{f}^2=N{f}^1{\left(\genfrac{}{}{0ex}{}{\Delta T^1}{\Delta T^{2/}}\right)}^k$

どこに:

• Nf1 = 障害までのサイクル数 (実際の使用寿命)
• Nf2 = 障害までのサイクル数 (試験)
• ΔT1 = 温度変化 (実際の使用環境)
• ΔT2 = 温度変化 (試験条件)
• k = 2 周期的な負荷下でプラスチック形変形を経験する金属,4 プラスチック部品の大部分の場合

計算の例:

望ましい使用寿命が10年のオイルポンプ支架組 (2日あたり冷却開始) に対して:

• Nf1 = 10年 * 365日/年 * 2サイクル/日 = 7300サイクル
• ΔT1 = 50°C - 0°C = 50°C (実際の動作温度範囲)
• ΔT2 = 80°C - (-40°C) = 120°C (試験温度範囲)
• k = 4 (主にプラスチック部品を想定)

$N{f}^2=7300(50/$120わかった)4≈220サイクル

したがって,与えられた試験条件下では,約220回の温度ショックサイクルで,実際の使用寿命が10年シミュレートできます.

温度ショックテストを効果的に設計し,解釈するには,これらの原則とパラメータを理解することが重要です.我々は,極端な熱条件下であなたの製品の信頼性を保証するのに役立つために,温度ショック室と専門家のガイドの範囲を提供します特定の検査の必要性を議論するために今日私たちに連絡してください.