Prueba integrada de temperatura, humedad y vibración

La confiabilidad de los productos electrónicos se ve afectada por muchos factores.

Además de la operación humana, el entorno en el que se encuentran los productos también es una razón importante para el fracaso de su trabajo. Entre ellos, la temperatura, la humedad y la vibración son los tres factores ambientales principales que tienen mayor impacto en el equipo del producto. Este documento analiza los principales tipos y causas de fallas del producto causadas por estas tres tensiones ambientales, y analiza la aplicación de la tecnología de prueba ambiental integral de temperatura, humedad y vibración en las pruebas de confiabilidad del producto.

El estrés ambiental puede conducir a la falla de productos y equipos, lo cual ha sido ampliamente reconocido por la industria manufacturera. Para mejorar la calidad de los productos, los técnicos relevantes y las empresas de fabricación han realizado un estudio detallado sobre la relación entre la aplicación ambiental y la falla del producto. Las pruebas ambientales para equipos de productos se pueden dividir en tres categorías: prueba ambiental mecánica, prueba ambiental climática y prueba ambiental integral. Entre ellos, la prueba de entorno mecánico incluye principalmente vibración, impacto, colisión, aceleración constante, voz, etc.; la prueba del entorno climático incluye principalmente temperatura, humedad, baja presión, niebla salina, lluvia, moho, radiación solar, polvo, etc.; La prueba ambiental integral incluye varios factores ambientales combinados con el entorno mecánico y el entorno climático. Por lo tanto, la prueba ambiental integral es la más completa y efectiva para detectar la tasa de falla de los productos.

1. Relación entre temperatura, humedad, estrés por vibración y falla

(1) Relación entre estrés por temperatura y falla

El estrés por temperatura es uno de los factores más importantes que causan la falla del producto. Es causado principalmente por el envejecimiento, la acumulación de calor, la migración y la propagación causada por la alta temperatura, la fragilidad a baja temperatura causada por la baja temperatura y la expansión o contracción del producto causada por el ciclo de temperatura o el impacto de la temperatura.

(2) Relación entre estrés por humedad y falla

El ambiente húmedo causado por la alta temperatura también causará fallas en el producto. En un ambiente húmedo, el material absorbe la humedad del aire, lo que provoca expansión, reducción de la resistencia y cambios en el rendimiento, lo que reducirá el rendimiento eléctrico de los materiales aislantes del equipo del producto, lo que provocará corrosión, cortocircuito y moho.

(3) Relación entre aplicación de vibración y falla

La resonancia de la tensión de vibración en el equipo del producto provocará el desplazamiento del equipo del producto, lo que provocará aflojamiento, separación, mal contacto, desgaste, deformación por fatiga, agrietamiento y fractura del equipo del producto.

2.La relación entre la aplicación integral de temperatura, humedad y vibración y la falla del producto

De acuerdo con la investigación a largo plazo sobre la relación entre las tres aplicaciones de temperatura, humedad y vibración y la falla del producto, se encontró que cualquiera de las tres tensiones ambientales aplicadas al producto puede evitar la falla del producto. Si las tres tensiones ambientales se aplican al producto al mismo tiempo, la probabilidad de falla del producto aumenta de 3 a 5 veces. El efecto integral de estas tensiones ambientales, debido a diferentes condiciones integrales, provoca diferentes comportamientos de falla.

Por ejemplo, durante la prueba de impacto del ciclo de temperatura en el interior del producto, debido a la diferencia del coeficiente de expansión térmica del material, la estructura del producto se expande y contrae, lo que resulta en el aflojamiento de la unión de los componentes. En este momento, al aumentar la humedad ambiental, la humedad invadirá el interior del equipo del producto a lo largo del hueco, reduciendo el coeficiente de fricción entre junta y junta. Si se vuelve a aplicar el esfuerzo de vibración, se producirá un nuevo resultado de falla diferente de las tres pruebas de aplicación ambiental. Por lo tanto, para la prueba de la relación entre estas tres tensiones ambientales y la falla del producto, el método más efectivo es realizar una prueba exhaustiva.

3. Aplicación de tecnología de prueba integral de temperatura, humedad y vibración.

(1) Estrés vibratorio

Durante la operación del equipo, seleccione 24 h para la prueba de tensión de vibración, seleccione aleatoriamente el 25% del tiempo del ciclo de trabajo para aplicar la tensión de vibración, y el tiempo del ciclo de vibración de la tensión de vibración es de 3 h.

(2) Estrés por temperatura y humedad

La temperatura durante la prueba del producto se controlará a 22 ℃ y 25 %. Luego comience la prueba, primero reduzca rápidamente la temperatura a -50 ℃ durante 1,75 h y luego suba a -32 ℃;

Reducir la temperatura a -34,5 ℃ en 3,25 h;

Tarda 13 h en subir la temperatura a -28 ℃:

Tome 5 h para elevar la temperatura a 22 ℃.

Mantenga la temperatura a 22 ℃ y ajuste la humedad relativa entre 25 % y 75 %;

Eleve la temperatura a 25 ℃ y la humedad relativa al 95% en 2 h:

Tome 10 h para elevar la temperatura a 29 ℃, y la humedad relativa permanece sin cambios en 95%;

Tome 5 h para reducir la temperatura a 25 ℃, y en este momento, la humedad relativa permanece sin cambios en 95%;

Reducir la temperatura a 22 ℃ y la humedad relativa a 25% – 75% en 2 h;

Elevar la temperatura a 25 ℃ y reducir la humedad relativa al 65% en 2 h;

Elevar la temperatura a 48 ℃ y reducir la humedad relativa al 25% en 12 horas;

Eleve la temperatura a 60 ℃ y la humedad relativa al 95%. Manténgalo en esta condición durante 2 h y luego reduzca la temperatura a 48 ℃;

Tome 6 h para reducir la temperatura a 22 ℃ y la humedad relativa a 25% - 75%. A través de los pasos anteriores, la prueba integral de temperatura, humedad y vibración puede comprender completamente la condición del equipo en la prueba de confiabilidad del equipo instalado fuera del buque de superficie naval. En función de la prueba de temperatura, humedad y vibración del entorno en el que se encuentra el equipo, los datos relevantes se pueden utilizar como base para optimizar continuamente el diseño del equipo para la respuesta de la superficie de prueba en diferentes condiciones de prueba.

4. Dirección de la aplicación de tecnología de prueba ambiental integral de temperatura, humedad y vibración

(1) Tecnología de prueba de mejora de la confiabilidad del producto

La tecnología de prueba para fortalecer la confiabilidad de los productos en temperatura, humedad y vibración. La tecnología de prueba ambiental integral puede permitir a los técnicos comprender los eslabones débiles en la estructura y función del producto para qué tipo de estrés ambiental, descubrir las causas de la falla del producto. de acuerdo con la ubicación de la falla, y analice el proceso y el diseño mejorados, para que la adaptabilidad ambiental y la confiabilidad del producto puedan fortalecerse continuamente. A través del proceso continuo de ida y vuelta de prueba → descubrimiento de fallas → análisis de problemas → mejora de procesos → nueva prueba → descubrimiento de nuevos problemas → nuevo análisis → nueva mejora → nueva prueba, la capacidad del producto para hacer frente al estrés ambiental se fortalece continuamente y, finalmente, los eslabones débiles existentes en el producto se eliminan por completo en la etapa de desarrollo del producto, de modo que el diseño del producto y la tecnología de fabricación alcanzan un estado maduro.

(2) Tendencia de desarrollo de la tecnología de prueba ambiental integral de temperatura, humedad y vibración.

En el pasado, la tecnología de prueba para el estrés ambiental de los productos utilizaba principalmente tecnología de simulación ambiental y tecnología de simulación de efectos. Aunque estas tecnologías todavía tienen cierto espacio de aplicación en la actualidad, con la mejora continua de la tecnología de prueba ambiental integral de temperatura, humedad y vibración, eventualmente se convertirá en la tecnología principal de prueba de aplicación ambiental de productos en el futuro:

El enfoque de prueba de la tecnología de prueba ambiental integral de temperatura, humedad y vibración se centra principalmente en la búsqueda y el análisis de eslabones débiles y posibles fallas en el diseño y la fabricación del producto, y se ha convertido en una tecnología de prueba que combina varios medios técnicos.

5. Conclusión

La prueba integral de temperatura, humedad y vibración es para restaurar en gran medida el entorno operativo del equipo, a fin de utilizar los cambios de temperatura, humedad y vibración para estimular las fallas del producto y encontrar el diseño y defectos técnicos de los productos, así como para mejorar continuamente los procesos relevantes de diseño y fabricación, de modo que los productos tengan una función más fuerte de resistencia al impacto ambiental en aplicaciones prácticas. Basado en la aplicación de la tecnología de prueba integral de temperatura, humedad y vibración presentada en este documento, se puede ver que esta prueba es un medio muy importante para mejorar la confiabilidad de los productos.