Thermische Stoßprüfung, auch als Temperaturstoßprüfung, Temperaturzyklus oder Hoch-Niedrigtemperaturstoßprüfung bezeichnet,ist eine entscheidende Umweltprüfung, die zur Bewertung der Fähigkeit von Materialien und Produkten verwendet wird, schnellen und extremen Temperaturänderungen standzuhaltenBei Dongguan Precision verstehen wir die Bedeutung dieser Tests, um die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit Ihrer Produkte in verschiedenen Betriebsumgebungen zu gewährleisten.

Nach Standards wieGJB 150.5A-2009 3.1undEinheitliche Vorschriften für die Überwachung von Luftfahrzeugen und Luftfahrzeugen, eine schnelle Veränderung der Umgebungstemperatur, die10 Grad Celsius pro MinuteEs ist jedoch wichtig zu beachten, dass die tatsächlichen Temperatur-Schock-Tests häufig noch stärkere Veränderungsraten verwenden, oft als größer als20°C/min, 30°C/min, 50°C/min, oder sogar schneller.

Was verursacht diese schnellen Temperaturänderungen?

Verschiedene reale Szenarien können zu schnellen Temperaturschwankungen führen, wie in Normen wieGB/T 2423.22-2012 (Umweltprüfung - Teil 2: Prüfungen - Prüfung N: Temperaturänderung):

• Übertragung von Geräten zwischen drastisch unterschiedlichen Temperaturumgebungen (z. B. von Innen zu Außen).
• Plötzliche Abkühlung durch Regen oder Eintauchen in kaltes Wasser.
• Bedingungen, unter denen extern montierte Flugzeuggeräte arbeiten.
• Besondere Beförderungs- und Lagerbedingungen.
• Innerlich erzeugte Wärmegradiale in angetriebener Ausrüstung.
• Schnelle Abkühlung von Bauteilen mit aktiven Kühlsystemen.
• Herstellungsprozesse.

Die Häufigkeit, die Größe und die Dauer dieser Temperaturänderungen sind allesamt entscheidende Faktoren.

Warum ist ein Temperatur-Schock-Test wichtig?

Wie inGJB 150.5A-2009 (Umweltprüfmethoden für Militärgerätelabore, Teil 5: Temperatur-Schockprüfung), wird dieser Test in mehreren Kontexten angewendet:

• Simulation der normalen Umgebung:Beurteilung von Geräten, die für den Einsatz in Bereichen bestimmt sind, in denen rasche Temperaturänderungen wahrscheinlich sind; hierbei wird die Auswirkung auf äußere Oberflächen, außen montierte Komponenten,und innere Teile in der Nähe der Oberfläche während des Übergangs zwischen heißen und kalten Umgebungen, schnelle Anstiege in hohe Höhen oder sogar Lufttropfen von Flugzeugen.
• Sicherheits- und Umweltbelastungsscreening (ESS):Identifizierung potenzieller Sicherheitsprobleme und latenter Defekte in Geräten, die Temperaturänderungen unter extremen Niveaus (innerhalb der Konstruktionsgrenzen) ausgesetzt sind.Es kann auch als Screening-Test mit extremen Temperaturen verwendet werden, um mögliche Schwächen aufzudecken..

Die Auswirkungen des Temperaturshocks:

Schnelle Temperaturänderungen können erhebliche und unterschiedliche Auswirkungen auf die Ausrüstung haben, insbesondere auf Teile in der Nähe der Außenflächen.je langsamer die Temperaturänderung und je weniger ausgeprägt der Aufprall. Schutzverpackungen können auch diese Auswirkungen mildern. Temperaturschok kann vorübergehende oder dauerhafte Betriebsstörungen verursachen.

A) Körperliche Auswirkungen:

1. Bruch von Glasbehältern und optischen Instrumenten.
2. Festhalten oder Loslassen von beweglichen Teilen.
3. Knacken von festen Treibstoffen in Sprengstoffen.
4. Differenzielle Ausdehnung oder Kontraktionsgeschwindigkeiten unterschiedlicher Materialien, die zu einer induzierten Dehnung führen.
5. Verformung oder Bruch von Bauteilen.
6. Riss der Oberflächenbeschichtungen.
7. Leckage von versiegelten Gehäusen.
8. Ausfall der Isolierung.

B) Chemische Wirkungen:

1. Trennung der Komponenten.
2. Ausfall von Schutzmitteln.

C) Elektroeffekte:

1. Änderungen an elektrischen und elektronischen Komponenten.
2. Elektronische oder mechanische Ausfälle durch schnelle Kondensation oder Frostbildung.
3. Elektrostatische Entladung.

Zweck des Temperatur-Schock-Tests:

• Entwicklungstechnik:Um Design- und Fertigungsfehler früh im Produktlebenszyklus zu erkennen.
• Produktqualifikation und -annahme:Um die Fähigkeit eines Produkts zu überprüfen, Temperatur-Schockumgebungen standzuhalten, indem Daten für die Fertigstellung des Designs und die Genehmigung der Massenproduktion bereitgestellt werden.
• Umweltbelastungsscreening (ESS):Um frühe Ausfälle in Produkten zu beseitigen.

Typen von Temperaturänderungstests:

Nach IEC- und nationalen Normen gibt es drei Haupttypen von Temperaturänderungstests:

1. Test Na:Schnelle Temperaturänderungen mit bestimmten Übergangszeiten; Luft als Medium.
2. Prüfung Nb:Temperaturänderung mit einer bestimmten Veränderungsrate; Luft als Medium.
3. Prüfung Nc:Schnelle Temperaturänderung mit zwei Flüssigkeitsbaden; Flüssigkeit als Medium.

Bei den Prüfungen Na und Nb wird Luft als Wärmeübertragungsmedium verwendet und die Übergangszeiten sind im Vergleich zu der Prüfung Nc in der Regel länger.die Flüssigkeiten (Wasser oder andere Flüssigkeiten) für viel schnellere Temperaturübergänge verwendet.

Anwendbare Normen:

Andere einschlägige Normen sind die MIL-STD-883 (Methode 1010), die JESD22-A104D, die JESD22-A106B, die JIS C 60068-2-14:2011, JASO D 001, EIAJ ED-2531A, GB897.4-2008/IEC60086-4:2007, GJB548B-2005 (Methode 1011.1), GJB128A-97 (Methode 1056) und verschiedene interne Unternehmensstandards (z. B. für den Automobilbereich).

Schlüsselprüfparameter:

• Umgebungstemperatur im Labor
• Hohe Temperatur
• Niedrige Temperatur
• Dauer der Exposition bei jeder Temperaturextreme
• Übergangszeit oder Temperaturänderungsrate
• Anzahl der Prüfzyklen

Stabilisierungszeit:

GJB 150.5A-2009 4.3.7 (Temperaturstabilisierung):Die Temperatur des Prüfelements sollte vor Beginn des Übergangs in allen seinen äußeren Teilen gleichmäßig sein.

GB/T 2423.22-2012 7.2.1:Nach dem Einlegen der Prüfprobe sollte die Lufttemperatur innerhalb von 10% der Expositionsdauer den angegebenen Toleranzbereich erreichen.

Relative Luftfeuchtigkeit

Die in Absatz 1 Buchstabe b genannten Vorschriften gelten für die in Absatz 1 Buchstabe b genannten Fahrzeuge.Er erwähnt nicht ausdrücklich die relative Luftfeuchtigkeitskontrolle.

GJB 150.5A-2009 4.3.8 (relative Luftfeuchtigkeit):Die meisten Prüfverfahren kontrollieren die relative Luftfeuchtigkeit nicht, sie kann jedoch poröse Materialien (z. B. faserige Materialien) erheblich beeinflussen, bei denen sich die absorbierte Feuchtigkeit beim Einfrieren bewegen und ausdehnen kann.Sofern nicht ausdrücklich vorgeschrieben, ist die Luftfeuchtigkeitskontrolle für die Temperatur-Schockprüfung nach diesen Normen im Allgemeinen nicht als notwendig angesehen.

Übergangszeit:

GB/T 2423.22-2012 4.5 (Auswahl der Übergangszeit):Bei Zweikammermethoden, wenn der Übergang aufgrund der Stichprobengröße nicht innerhalb von 3 Minuten abgeschlossen werden kann,Die Übergangszeit (t2) kann verlängert werden, sofern sie die Testergebnisse nicht merklich beeinträchtigt., wobei die Formel t2 ≤ 0,05 * t3 verwendet wird (wobei t3 die Temperaturstabilisierungszeit der Prüfprobe ist).

GJB 150.5A-2009 4.3.9 (Übergangszeit):Die Übergangszeit sollte die tatsächliche Temperaturschlagdauer während des Lebenszyklus des Produkts widerspiegeln und so kurz wie möglich sein,und jede Übergangszeit von mehr als 1 Minute ist zu begründen..

Luftgeschwindigkeit:

Die in Absatz 1 Buchstabe b genannten Vorschriften gelten für die in Absatz 1 Buchstabe b genannten Fahrzeuge.Die Luftgeschwindigkeit wird in der aktuellen Version nicht ausdrücklich erwähnt (in älteren Versionen könnte ≤ 2 m/s angegeben worden sein).

GJB 150.5A-2009 6.2.2 (Luftgeschwindigkeit):Die Luftgeschwindigkeit in der Prüfkammer um den Prüfkörper darf 1,7 m/s nicht überschreiten.es sei denn, eine andere Geschwindigkeit ist durch die Umgebung der Ausrüstungsplattform gerechtfertigt und in den Prüfbedingungen angegeben..

Montage und Einrichtung des Prüfgegenstands:

Der Prüfelement sollte so montiert werden, dass seine tatsächlichen Verwendungsbedingungen möglichst genau simuliert werden, und die erforderlichen Verbindungen für Prüfgeräte müssen vorhanden sein.

1. Gewährleistung der Zugänglichkeit von Steckdosen, Abdeckungen und Prüfstellen zur Bewertung der Wirksamkeit der Schutzvorrichtungen.
2. Normaler elektrischer und mechanischer Anschluss, der während der Prüfung nicht verwendet wird, durch simulierte Anschlüsse ersetzt, um den Testrealismus zu gewährleisten.
3. Prüfung einzelner Funktionseinheiten getrennt, wenn das Element mehrere unabhängige Einheiten umfasst.einen Abstand von mindestens 15 cm zwischen den Einheiten und den Kammerwänden halten, um eine ordnungsgemäße Luftzirkulation zu gewährleisten;.
4. Schutz des Prüfelements vor unerheblichen Umweltverunreinigungen.

GB/T 2423.22-2012 7.2.2 (Anbringung oder Unterstützung von Prüfproben):Sofern nicht anders angegeben, sollten die Montage- oder Stützstrukturen eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um eine effektive Isolierung der Prüfprobe zu gewährleisten.Sie sollten so platziert sein, dass zwischen ihnen und den Kammeroberflächen eine freie Luftzirkulation möglich ist..

Bestimmung der Anzahl der Prüfzyklen:

Temperaturzyklus induziert mechanische Belastung im Prüfobjekt, wobei die innere Belastung mit der Anzahl der Zyklen zunimmt.

$N(\Delta T{)}^k=ConstEint$

Wo:

• N = Anzahl der Temperaturzyklen
• ΔT = Temperaturänderung (Differenz zwischen hohen und niedrigen Temperaturen)
• k = Exponent (abhängig vom Ausfallmechanismus)

Dies wird manchmal als Coffin-Manson-Formel bezeichnet und kann umgeschrieben werden, um die Anzahl der Prüfzyklen (Nf2) zu schätzen, die zur Simulation einer gewünschten Lebensdauer (Nf1) erforderlich sind:

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

Wo:

• Nf1 = Anzahl der Zyklen bis zum Ausfall (tatsächliche Lebensdauer)
• Nf2 = Anzahl der Zyklen bis zum Ausfall (Prüfung)
• ΔT1 = Temperaturänderung (wirkliche Betriebsumgebung)
• ΔT2 = Temperaturänderung (Prüfbedingungen)
• k = 2 für Metalle, die sich bei zyklischer Belastung plastisch verformen, 4 für überwiegend Kunststoffteile.

Beispielberechnung:

Bei einer Ölpumpenstütze mit einer gewünschten Lebensdauer von 10 Jahren (2 Kaltstart pro Tag):

• Nf1 = 10 Jahre * 365 Tage/Jahr * 2 Zyklen/Tag = 7300 Zyklen
• ΔT1 = 50°C - 0°C = 50°C (wirkliche Betriebstemperaturbereiche)
• ΔT2 = 80°C - (-40°C) = 120°C (Testtemperaturbereich)
• k = 4 (unter Annahme überwiegend von Kunststoff bestehender Bauteile)

$N{f}^2=7300(50/$120- Ich weiß.)4≈220Zyklen

Daher können unter den gegebenen Prüfbedingungen etwa 220 Temperaturschlagzyklen eine tatsächliche Lebensdauer von 10 Jahren simulieren.

Das Verständnis dieser Prinzipien und Parameter ist entscheidend für die effektive Konzeption und Interpretation von Temperaturschlagprüfungen.Wir bieten eine Reihe von Temperatur-Schockkammern und fachkundige Anleitung, um Ihnen zu helfen, die Zuverlässigkeit Ihrer Produkte unter extremen thermischen Bedingungen zu gewährleistenKontaktieren Sie uns noch heute, um Ihre spezifischen Testbedürfnisse zu besprechen.