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長期在40°C環(huán)境下進行電磁振動試驗會對設(shè)備造成影響嗎
長期在40°C環(huán)境下進行電磁振動試驗會對設(shè)備造成影響嗎:
簡單來說,高溫和振動會產(chǎn)生“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng),對設(shè)備造成的影響遠比單獨進行高溫試驗或振動試驗要大得多。
以下是具體的影響方面:
1. 材料性能變化
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剛度與強度下降:許多塑料、橡膠密封件、粘合劑和潤滑劑在40°C的高溫下會變軟,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)較低的材料可能開始進入高彈態(tài),導致其機械強度、剛度和阻尼特性發(fā)生顯著變化。
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膨脹效應(yīng):不同材料的熱膨脹系數(shù)不同。高溫會導致部件膨脹,可能使原本設(shè)計合理的裝配間隙變小甚至消失,從而在振動時產(chǎn)生額外的摩擦、擠壓應(yīng)力或機械干涉,導致卡死或磨損加劇。
2. 機械結(jié)構(gòu)影響
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共振頻率偏移:材料的剛度會隨溫度升高而降低,導致整個結(jié)構(gòu)或部件的固有頻率(共振頻率)下降。這意味著在振動試驗中,設(shè)備可能會意外地進入另一個原本不會響應(yīng)的共振區(qū)間,承受遠超預期的振動應(yīng)力,從而導致結(jié)構(gòu)疲勞、固定件松動或斷裂。
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加劇磨損與疲勞:高溫軟化了材料,使其更易磨損。振動帶來的持續(xù)應(yīng)力循環(huán)在材料性能下降的情況下,會大幅加速疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展,可能使壽命急劇縮短。
3. 電氣性能影響
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連接器與焊點問題:這是*常見的影響之一。高溫使連接器塑料殼體變軟,振動時插針的保持力可能不足,導致接觸**、瞬間斷電或信號中斷。同樣,PCB上的焊點、大型元器件的引腳在熱脹冷縮和振動的共同作用下,更易產(chǎn)生裂紋甚至脫焊。
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元器件性能漂移:電阻、電容、電感、半導體等元器件的參數(shù)會隨溫度變化。40°C的高溫環(huán)境可能使某些元器件的工作點偏離設(shè)計值,雖然不一定會立即失效,但結(jié)合振動應(yīng)力,可能會誘發(fā)間歇性故障或性能下降。
4. 散熱問題
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設(shè)備在高溫環(huán)境下本身散熱效率就低。如果振動導致散熱片松動、風扇性能下降或損壞,會進一步引起設(shè)備內(nèi)部溫度升高,形成過熱-性能下降-更熱的惡性循環(huán),*終可能導致熱關(guān)機或元器件熱損壞。
為什么要在這種嚴苛條件下測試?
正因為存在這些協(xié)同效應(yīng),進行高溫振動綜合試驗具有極高的工程價值:
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暴露潛在缺陷:很多在常溫振動下不會出現(xiàn)的問題,在高溫下會暴露無遺。它能發(fā)現(xiàn)單一環(huán)境試驗無法發(fā)現(xiàn)的故障模式。
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加速壽命測試:這種嚴苛條件可以模擬設(shè)備好幾年使用中可能遇到的*惡劣情況,在短時間內(nèi)驗證其長期可靠性,是一種有效的加速老化手段。
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驗證設(shè)計邊界:檢驗設(shè)備在極限工況下是否仍能正常工作,確保其有足夠的設(shè)計余量(Margin)。
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符合標準與規(guī)范:許多行業(yè)標準(如汽車電子領(lǐng)域的ISO 16750、**領(lǐng)域的MIL-STD-810、航空航天等)都明確要求進行不同嚴酷等級的溫度-振動綜合試驗,以滿足認證要求。