Điều kiện môi trường là yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng và độ tin cậy của thiết bị. Đối với thiết bị sử dụng trong môi trường có nhiệt độ không khí xung quanh thay đổi nhanh chóng, tác động của môi trường sốc nhiệt là yếu tố phải được xem xét. Môi trường này mang lại nhiều tác động môi trường điển hình cho thiết bị, chẳng hạn như biến dạng hoặc gãy các bộ phận, hỏng lớp bảo vệ cách điện, kẹp hoặc giãn các bộ phận chuyển động, thay đổi các thành phần điện và điện tử, hỏng điện tử hoặc cơ học do ngưng tụ nhanh hoặc đóng băng. Việc thiết bị có thể hoạt động bình thường trong môi trường sốc nhiệt hay không phản ánh trực tiếp khả năng thích ứng của thiết bị với môi trường này.

Theo phương pháp 503.4 (kiểm tra sốc nhiệt độ) của tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ ML-STD-810 F, thiết bị có thể được triển khai trong môi trường có nhiệt độ không khí thay đổi nhanh chóng phải trải qua thử nghiệm sốc nhiệt độ. Buồng thử nghiệm phải có khả năng ổn định lại các điều kiện thử nghiệm trong vòng 5 phút sau khi thay đổi mẫu thử. Thời gian chuyển đổi thử nghiệm là 1 phút và không khí sử dụng xung quanh mẫu thử không được vượt quá 1,7 m/s.

Làm thế nào để xây dựng thiết bị kiểm tra sốc nhiệt độ? Chế độ kiểm tra nào được sử dụng cho thiết bị? Phương pháp làm mát nào được sử dụng cho thiết bị? Làm thế nào để xác định khả năng làm mát và khả năng gia nhiệt của thiết bị là vấn đề chính cần giải quyết trước khi xây dựng thiết bị.

1. Xác định sơ đồ thử nghiệm

Cấu trúc của thiết bị kiểm tra sốc nhiệt độ thường có ba loại: loại buồng đơn, loại nâng thẳng đứng và loại hai buồng nằm ngang . So với ba dạng trên, loại buồng đơn có tính khả thi kém và ít ứng dụng thực tế do khả năng làm mát và sưởi ấm lớn; Loại nâng thẳng đứng tránh được ảnh hưởng của môi trường bên ngoài thông qua việc chuyển đổi lực nâng bên trong. Tuy nhiên, vì bản thân thiết bị nâng là tải nhiệt, nó tiêu thụ lạnh hoặc nhiệt, vì vậy phương pháp này thường áp dụng cho các buồng thử nghiệm quy mô nhỏ. Đối với các buồng thử nghiệm quy mô vừa và lớn, phương pháp này không áp dụng được vì thiết bị nâng quá nặng; Loại hai buồng nằm ngang làm giảm tải của buồng thông qua việc chuyển đổi lẫn nhau giữa hai buồng, do đó làm giảm khả năng làm mát và khả năng sưởi ấm của thiết bị. Tuy nhiên, thiết bị chuyển đổi ngang là bắt buộc và sẽ bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài. Do đó, việc lựa chọn phương pháp thử nghiệm nên được phân tích theo tình hình cụ thể. Đối với thiết bị nhỏ, phương pháp nâng thẳng đứng có thể tiết kiệm một buồng, có thể tiết kiệm chi phí; Đối với thiết bị thử nghiệm quy mô vừa và lớn, miễn là phương án hợp lý, khả thi và đáp ứng được các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia và quân sự thì phương án thử nghiệm hai buồng nằm ngang là lựa chọn tốt hơn.

2. Thành phần và cấu trúc thiết bị

2.1 Thành phần thiết bị

Thiết bị kiểm tra sốc nhiệt độ bao gồm buồng nhiệt độ thấp, buồng nhiệt độ cao, hệ thống làm lạnh, hệ thống sưởi ấm, hệ thống điều khiển, thiết bị chuyển đổi và các thiết bị khác. Buồng nhiệt độ thấp cung cấp một nền tảng nhiệt độ thấp cho thử nghiệm sốc nhiệt độ và cũng có thể tiến hành thử nghiệm nhiệt độ thấp một cách độc lập; Buồng nhiệt độ cao cung cấp một nền tảng nhiệt độ cao cho thử nghiệm sốc nhiệt độ và cũng có thể tiến hành thử nghiệm nhiệt độ cao; Hệ thống làm lạnh cung cấp một môi trường nhiệt độ thấp cho buồng nhiệt độ thấp; Hệ thống sưởi ấm cung cấp một môi trường nhiệt độ cao cho buồng nhiệt độ cao; Hệ thống điều khiển hoàn thành việc kiểm soát và đo lường thiết bị và quy trình thử nghiệm; Thiết bị chuyển đổi được sử dụng để chuyển đổi mẫu thử trong quá trình thử nghiệm.

2.2 Cấu trúc thiết bị

Để đáp ứng các yêu cầu của thử nghiệm sốc nhiệt độ, cấu trúc buồng và chế độ luồng không khí cần được thiết kế cẩn thận. Cấu trúc của buồng nhiệt độ thấp phải đáp ứng các yêu cầu làm mát nhanh trong quá trình thiết bị từ nhiệt độ bình thường đến nhiệt độ thấp cần thiết và sốc nhiệt độ, và đảm bảo tính đồng nhất của luồng không khí và nhiệt độ trong buồng; Cấu trúc của buồng nhiệt độ cao phải đáp ứng các yêu cầu về gia nhiệt thuận tiện cho thiết bị từ nhiệt độ bình thường đến nhiệt độ cao cần thiết và gia nhiệt nhanh trong quá trình sốc nhiệt, và đảm bảo tính đồng nhất của luồng không khí và nhiệt độ trong buồng.

Chế độ phân phối không khí là một liên kết quan trọng trong thiết kế thiết bị. Các chế độ cung cấp không khí thường được sử dụng bao gồm cung cấp không khí phía trên và trả lại không khí phía dưới và cung cấp không khí phía trên toàn bộ lỗ và trả lại không khí phía dưới. Bởi vì chế độ cung cấp không khí lỗ tổng thể có ưu điểm là trộn luồng không khí nhanh và tốt, khuếch tán luồng không khí đồng đều và song song, và làm giảm nhanh chênh lệch nhiệt độ và tốc độ gió, nên phân phối nhiệt độ và vận tốc không khí trong khu vực làm việc đồng đều hơn. Do đó, chế độ lưu thông không khí của buồng nhiệt độ thấp và buồng nhiệt độ cao áp dụng chế độ không khí hồi lưu theo nguồn cung cấp không khí lỗ toàn bộ. Quá trình lưu thông không khí là: luồng không khí trong buồng được quạt hút vào được trộn với không khí lạnh do hệ thống làm lạnh tạo ra hoặc không khí nóng do hệ thống sưởi tạo ra, sau đó đi vào lớp ổn định áp suất dọc theo ống dẫn khí tuần hoàn để làm cho luồng không khí đều và áp suất, sau đó được đưa vào buồng.

Buồng nhiệt độ thấp và buồng nhiệt độ cao sử dụng kết cấu vỏ khung thép và được trang bị lớp cách nhiệt. Một tấm lỗ toàn phần được lắp đặt ở một độ cao nhất định từ thành trên cùng. Tấm lỗ toàn phần và thành trên cùng tạo thành một lớp áp suất ổn định. Đầu trước của buồng là cổng, đầu sau của buồng được trang bị ống dẫn khí tuần hoàn và quạt tuần hoàn.

2.3 Thiết bị chuyển đổi

Để thực hiện chức năng chuyển đổi nhanh, thiết bị chuyển đổi áp dụng chế độ chuyển đổi loại ray, bao gồm toa ray và toa mẫu. Là giá đỡ của mẫu thử, xe tải mẫu thử được chuyển và thử nghiệm giữa hai buồng cùng với mẫu thử; toa ray chuyển được sử dụng để nhanh chóng chuyển mẫu thử và toa mẫu thử từ buồng này sang buồng khác. Bánh xe phía dưới được thiết lập để lăn trên đường ray mặt đất, và đường ray phía trên được thiết lập để tạo điều kiện cho việc ghép nối với các đường ray trong hai buồng và chuyển động của toa mẫu thử.

3. Xác định quá trình làm lạnh và sưởi ấm

Hiện nay, chế độ làm lạnh của buồng nhiệt độ thấp thường là làm lạnh bằng máy nén hơi hoặc làm lạnh bằng không khí. Làm lạnh bằng không khí có những ưu điểm sau so với làm lạnh bằng máy nén hơi: hệ số làm lạnh cao ở nhiệt độ thấp, dễ dàng đạt được nhiệt độ thấp hơn và phạm vi điều chỉnh nhiệt độ rộng; Không nhạy cảm với rò rỉ thiết bị. Rò rỉ không khí nhỏ ít ảnh hưởng đến hiệu suất làm lạnh và hiệu suất làm lạnh tương đối ổn định; Chất làm lạnh là không khí, không gây hại cho môi trường: hoạt động đáng tin cậy, vận hành đơn giản, bảo trì thuận tiện và chi phí vận hành thấp. Đối với thiết bị kiểm tra sốc nhiệt độ quy mô lớn, tốc độ thay đổi nhiệt độ cần phải nhanh và làm mát bằng không khí là lựa chọn tốt hơn.

Chế độ làm lạnh tăng áp suất dương sử dụng bộ giãn nở turbo để nén thứ cấp. Tăng tỷ lệ giãn nở của tuabin Tăng độ giảm nhiệt độ của tuabin và cải thiện khả năng làm mát. Vì chế độ làm lạnh tăng áp suất dương có ưu điểm là hệ số làm lạnh cao, hiệu suất điều chỉnh tốt, hiệu suất làm lạnh ổn định, quá trình khởi động và tắt máy và điều chỉnh ổn định, công suất lắp đặt ít hơn, mức tiêu thụ năng lượng vận hành và đầu tư thiết bị, hệ thống áp dụng hệ thống làm lạnh tăng áp suất dương. Hệ thống làm lạnh không khí được chia thành hai phần: nguồn không khí và làm lạnh. Phần nguồn không khí bao gồm cụm máy nén khí, bộ làm mát sau, tháp sấy, bộ tách nước, v.v.; Phần làm lạnh bao gồm cụm tuabin, bộ làm mát lại, bộ làm mát nước, bộ lọc, v.v.

Buồng nhiệt độ cao được làm nóng bằng lò sưởi điện; Bộ điều chỉnh bằng silicon được sử dụng để điều chỉnh và kiểm soát lò sưởi điện để thực hiện điều chỉnh lượng nhiệt liên tục.

4.Kết luận

Thông qua chế độ làm mát bằng không khí và thiết bị chuyển đổi loại rãnh, các yêu cầu về chỉ số phục hồi nhiệt độ nhanh trong vòng 5 phút và chuyển đổi nhanh các mẫu thử trong vòng 1 phút giữa hai buồng được thực hiện. Công suất làm mát và công suất gia nhiệt của thiết bị được giảm bằng cách áp dụng sơ đồ loại hai buồng. Sự phát triển thành công của thiết bị kiểm tra sốc nhiệt loại hai buồng có ý nghĩa tham chiếu nhất định đối với sự phát triển của các thiết bị kiểm tra sốc nhiệt độ cỡ lớn và cỡ trung tương tự và thử nghiệm sốc nhiệt độ.

1. Lựa chọn âm lượng

Khi sản phẩm được thử nghiệm (linh kiện, thành phần, bộ phận hoặc máy hoàn chỉnh) được đặt trong buồng môi trường khí hậu để thử nghiệm, nhằm đảm bảo rằng sản phẩm được thử nghiệm

Không khí xung quanh có thể đáp ứng các điều kiện thử nghiệm môi trường được chỉ định trong các thông số kỹ thuật thử nghiệm. Các quy định sau đây phải được tuân thủ giữa kích thước làm việc của buồng khí hậu và kích thước bên ngoài của sản phẩm được thử nghiệm:

a) Thể tích của sản phẩm được thử nghiệm (Rộng x Sâu x Cao) không được vượt quá (20 ~ 35)% không gian làm việc hiệu quả của buồng thử nghiệm (khuyến nghị)

20%). Khuyến cáo không nên chọn quá 10% sản phẩm tạo ra nhiệt trong quá trình thử nghiệm.

b) Tỷ lệ diện tích mặt cắt đón gió của sản phẩm được thử nghiệm so với tổng diện tích của buồng thử nghiệm trên mặt cắt không được lớn hơn (35 ~ 50)% (đẩy)

Khuyến nghị 35%).

c) Khoảng cách giữa bề mặt ngoài của sản phẩm thử nghiệm và thành buồng thử nghiệm phải ít nhất là 100 ~ 150 mm (khuyến nghị là 150 mm).

Ba điểm trên phụ thuộc lẫn nhau và thống nhất. Lấy một buồng khối lập phương mét khối làm ví dụ, tỷ lệ diện tích là 1: (0,35 ~ 0,5) tương đương với tỷ lệ thể tích là 1: (0,207 ~ 0,354). 100 ~ 150 mm từ thành bể tương ứng với tỷ lệ thể tích là 1: (0,343 ~ 0,512).

Tóm lại ba điểm trên, thể tích buồng làm việc của buồng thử nghiệm môi trường khí hậu phải ít nhất gấp 3-5 lần thể tích bên ngoài của sản phẩm được thử nghiệm. Lý do như sau:

1) Sau khi đặt mẫu thử vào buồng, rãnh trơn được chiếm giữ và việc thu hẹp rãnh sẽ dẫn đến tăng tốc độ luồng khí. Luồng khí và chăn được tăng tốc

Trao đổi nhiệt giữa các mẫu thử. Điều này không phù hợp với việc tái tạo các điều kiện môi trường, vì trong các tiêu chuẩn có liên quan quy định rằng lưu lượng khí xung quanh mẫu thử trong buồng thử không được vượt quá 1,7 m/s đối với thử nghiệm môi trường nhiệt độ, để tránh mẫu thử và bầu khí quyển xung quanh tạo ra sự dẫn nhiệt không thực tế. Khi không tải, tốc độ gió trung bình trong buồng thử là 0,6 ~ 0,8m/s, không quá 1m/s. khi tỷ lệ không gian và diện tích quy định trong a) và b) được đáp ứng, tốc độ gió của trường dòng có thể tăng (50 ~ 100)% và tốc độ gió cực đại trung bình là (1 ~ 1,7) m/s. Đáp ứng các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn. Nếu thể tích hoặc diện tích mặt cắt ngang đón gió của mẫu thử tăng không giới hạn trong quá trình thử nghiệm, tốc độ luồng khí sẽ tăng vượt quá tốc độ gió cực đại quy định trong tiêu chuẩn thử nghiệm trong quá trình thử nghiệm thực tế và tính hợp lệ của kết quả thử nghiệm sẽ bị nghi ngờ.

2) Các chỉ số độ chính xác của các thông số môi trường (như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lắng đọng sương muối, v.v.) trong buồng làm việc của buồng khí hậu đều ở trạng thái không tải

Sau khi mẫu thử được đặt vào buồng thử, kết quả thử sẽ có tác động đến tính đồng nhất của các thông số môi trường trong buồng làm việc của buồng thử. Không gian mà mẫu thử chiếm giữ càng lớn thì tác động càng nghiêm trọng. Dữ liệu thử nghiệm được đo cho thấy chênh lệch nhiệt độ giữa phía đón gió và phía khuất gió trong trường dòng chảy có thể đạt tới

3 ~ 8 ℃, và trên 10 ℃ trong trường hợp nghiêm trọng. Do đó, các yêu cầu của a) và b) phải được đáp ứng càng nhiều càng tốt để đảm bảo tính đồng nhất của các thông số môi trường xung quanh sản phẩm được thử nghiệm.

3) Theo nguyên lý dẫn nhiệt, nhiệt độ của luồng không khí gần thành bể thường chênh lệch với nhiệt độ tâm trường dòng chảy 2 ~ 3℃

Ở giới hạn trên và dưới, có thể đạt tới 5℃. Nhiệt độ của thành bể và nhiệt độ của trường dòng chảy gần thành bể chênh lệch 2 ~ 3℃ (tùy thuộc vào cấu trúc và vật liệu của thành bể). Chênh lệch giữa nhiệt độ thử nghiệm và môi trường khí quyển bên ngoài càng lớn thì chênh lệch nhiệt độ trên càng lớn. Do đó, không gian trong khoảng cách 100 ~ 150 mm từ thành bể là không sử dụng được.

2. Lựa chọn phạm vi nhiệt độ

Hiện nay, phạm vi buồng thử nhiệt độ ở nước ngoài nói chung là – 73 ~ + 177 ℃ hoặc – 70 ~ + 180 ℃. Hầu hết các nhà sản xuất trong nước (1)

Nói chung là – 80 ~ + 130 ℃, – 60 ~ + 130 ℃, – 40 ~ + 130 ℃. Ngoài ra còn có nhiệt độ cao lên đến 150 ℃. Các phạm vi nhiệt độ này nói chung có thể đáp ứng nhu cầu kiểm tra nhiệt độ của hầu hết các sản phẩm quân sự và dân dụng trong nước. Trừ khi có nhu cầu đặc biệt, chẳng hạn như các sản phẩm được lắp đặt gần động cơ và các nguồn nhiệt khác, thì không thể tăng giới hạn nhiệt độ trên một cách mù quáng. Bởi vì nhiệt độ giới hạn trên càng cao thì chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài buồng càng lớn và độ đồng đều của trường dòng chảy bên trong buồng càng kém. Không gian phòng làm việc khả dụng càng nhỏ. Mặt khác, nhiệt độ giới hạn trên càng cao thì yêu cầu về khả năng chịu nhiệt của vật liệu cách nhiệt (như bông thủy tinh) trong lớp xen kẽ của thành buồng càng cao. Yêu cầu về tính chất bịt kín của buồng càng cao thì chi phí chế tạo buồng càng cao.

3. Lựa chọn phạm vi độ ẩm

Chỉ số độ ẩm do các phòng thử nghiệm môi trường trong và ngoài nước đưa ra chủ yếu là 20 ~ 98% RH hoặc 30 ~ 98% RH. Nếu phòng thử nghiệm nhiệt ẩm không

Đối với hệ thống hút ẩm, phạm vi độ ẩm là 60-98%. Loại buồng thử nghiệm này chỉ có thể thực hiện thử nghiệm độ ẩm cao, nhưng giá của nó thấp hơn nhiều. Cần lưu ý rằng phạm vi nhiệt độ tương ứng hoặc nhiệt độ điểm sương thấp nhất phải được chỉ định sau chỉ số độ ẩm. Vì độ ẩm tương đối liên quan trực tiếp đến nhiệt độ, đối với cùng một hàm lượng ẩm tuyệt đối, nhiệt độ càng cao thì độ ẩm tương đối càng nhỏ. Ví dụ, hàm lượng ẩm tuyệt đối là 5 g / kg (chỉ 5 g hơi nước trong 1 kg không khí khô). Khi nhiệt độ là 29 ℃, độ ẩm tương đối là 20% RH; khi nhiệt độ là 6 ℃, độ ẩm tương đối là 90% RH. Khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4 ℃, độ ẩm tương đối vượt quá 100% và hiện tượng ngưng tụ sẽ xảy ra trong buồng.

Để đạt được nhiệt độ cao và độ ẩm cao, chỉ cần phun hơi nước hoặc các giọt nước dạng sương vào không khí của buồng để tạo ẩm. Nhiệt độ thấp và độ ẩm thấp tương đối khó kiểm soát vì độ ẩm tuyệt đối tại thời điểm này rất thấp, đôi khi thấp hơn nhiều so với độ ẩm tuyệt đối trong khí quyển. Cần phải khử ẩm không khí lưu thông trong buồng để làm cho không khí khô. Hiện nay, hầu hết các buồng nhiệt độ và độ ẩm trong và ngoài nước đều áp dụng nguyên lý làm lạnh và khử ẩm, đó là thêm một nhóm ống dẫn ánh sáng làm lạnh vào phòng điều hòa không khí của buồng. Khi không khí ẩm đi qua ống lạnh, độ ẩm tương đối của nó sẽ đạt 100% RH. Do không khí bão hòa và ngưng tụ trên ống dẫn ánh sáng, không khí kéo dài trở nên khô hơn. Về mặt lý thuyết, phương pháp khử ẩm này có thể đạt đến nhiệt độ điểm sương dưới 0. Tuy nhiên, khi nhiệt độ bề mặt của điểm lạnh đạt 0 ℃, các giọt nước trên bề mặt ống dẫn ánh sáng sẽ đóng băng, điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt trên bề mặt ống dẫn ánh sáng và làm giảm khả năng khử ẩm. Ngoài ra, do buồng không thể bịt kín hoàn toàn nên không khí ẩm trong khí quyển sẽ thấm vào buồng và làm tăng nhiệt độ điểm sương. Mặt khác, không khí ẩm chảy giữa các ống dẫn ánh sáng chỉ đạt trạng thái bão hòa tại thời điểm tiếp xúc với ống dẫn ánh sáng (điểm lạnh) và hơi nước bị tách ra. Do đó, phương pháp khử ẩm này khó có thể giữ nhiệt độ điểm sương trong buồng dưới 0 ℃. Nhiệt độ điểm mây tối thiểu thực tế là 5 ~ 7 ℃. Nhiệt độ điểm sương 5 ℃ tương đương với độ ẩm tuyệt đối là 0,0055 g / kg và nhiệt độ tương ứng với độ ẩm tương đối 20% RH là 30 ℃. Nếu nhiệt độ yêu cầu là 20 ℃ và độ ẩm tương đối đạt 20% RH, thì nhiệt độ điểm sương tại thời điểm này là – 3 ℃. Rất khó để khử ẩm bằng cách làm lạnh và phải lựa chọn hệ thống sấy không khí.

1. Tổng quan về bài thử

Tác động mà sản phẩm phải chịu trong quá trình sử dụng và vận chuyển chủ yếu là do tác động gây ra bởi phanh khẩn cấp và va chạm của xe cộ, máy bay thả dù và rơi (hạ cánh khẩn cấp), pháo binh phóng, năng lượng hóa học và năng lượng hạt nhân nổ, tên lửa và vũ khí hiệu suất cao tách đánh lửa và tái nhập. Tác động là áp dụng lực xung đầu vào mức cao vào sản phẩm trong thời gian tương đối ngắn.

Va chạm là một quá trình vật lý rất phức tạp. Giống như rung động ngẫu nhiên, nó có phổ tần số liên tục, nhưng nó cũng là một quá trình tạm thời và không có điều kiện ngẫu nhiên trạng thái ổn định. Sau khi sản phẩm bị va chạm, trạng thái chuyển động của hệ thống cơ học của nó sẽ thay đổi đột ngột và tạo ra phản ứng va chạm tạm thời. Phản ứng của sản phẩm đối với môi trường va chạm cơ học có các đặc điểm sau: dao động tần số cao, thời gian ngắn, thời gian tăng ban đầu rõ ràng và các đỉnh dương và âm bậc cao.

Phản ứng đỉnh của sốc cơ học thường có thể được bao bọc bởi một hàm mũ giảm dần theo thời gian. Đối với các sản phẩm có đặc điểm đa phương thức phức tạp, phản ứng va chạm bao gồm hai thành phần phản ứng tần số sau: thành phần phản ứng tần số cưỡng bức của môi trường kích thích bên ngoài áp dụng cho sản phẩm và thành phần phản ứng tần số tự nhiên của sản phẩm trong hoặc sau khi áp dụng kích thích.

Theo khái niệm vật lý, phản ứng va chạm do sản phẩm tạo ra sau khi va chạm (tức là kích thích tức thời) biểu thị cường độ va chạm thực tế của sản phẩm. Nếu biên độ phản ứng tức thời của sản phẩm vượt quá cường độ cấu trúc của chính sản phẩm, sản phẩm sẽ bị hư hỏng. Có thể thấy rằng thiệt hại do tác động của sản phẩm gây ra khác với thiệt hại do hiệu ứng hư hỏng tích lũy gây ra, nhưng thuộc về thiệt hại đỉnh của ứng suất cực đại so với cường độ cấu trúc của sản phẩm.

Thiệt hại đỉnh điểm này sẽ gây ra biến dạng cấu trúc, lắp đặt lỏng lẻo, nứt hoặc thậm chí gãy, kết nối điện lỏng lẻo, kết nối kém, phá vỡ và làm cho sản phẩm không ổn định. Thiệt hại đỉnh điểm này cũng có thể thay đổi vị trí tương đối của từng đơn vị trong sản phẩm, dẫn đến giảm hiệu suất hoặc vượt quá dung sai, và thậm chí làm hỏng các thành phần hoặc bộ phận, khiến chúng không thể hoạt động.

Tóm lại:

(1) Sản phẩm bị hỏng do lực ma sát giữa các bộ phận tăng hoặc giảm hoặc do sự can thiệp lẫn nhau.

(2) Độ bền cách điện của sản phẩm thay đổi, điện trở cách điện giảm và cường độ từ trường và tĩnh điện thay đổi.

(3) Lỗi bo mạch sản phẩm, hư hỏng và lỗi đầu nối điện (đôi khi, sản phẩm bị tác động. Phần dư thừa trên bo mạch có thể di chuyển và gây ra hiện tượng đoản mạch).

(4) Khi các bộ phận kết cấu hoặc không kết cấu của sản phẩm bị ứng suất quá mức, sản phẩm sẽ tạo ra biến dạng cơ học vĩnh viễn.

(5) Khi vượt quá giới hạn bền, các bộ phận cơ học của sản phẩm bị hư hỏng.

(6) Sự mỏi tăng tốc của vật liệu

Có thể thấy từ mô tả trên rằng tác động sẽ có tác động có hại đến cấu trúc và tính toàn vẹn chức năng của toàn bộ sản phẩm. Mức độ tác động có hại này thường thay đổi theo sự tăng hoặc giảm của biên độ và thời gian tác động. Khi thời gian tác động nhất quán với nghịch đảo của tần số tự nhiên của sản phẩm hoặc thành phần tần số chính của dạng sóng môi trường tác động đầu vào nhất quán với tần số tự nhiên của sản phẩm, tác động có hại đến cấu trúc sản phẩm và tính toàn vẹn chức năng sẽ tăng thêm.

Do đó, để đảm bảo sản phẩm có độ bền va đập tốt và hoạt động tin cậy, ổn định trong môi trường va đập hoặc sau va đập, thử nghiệm va đập là phương pháp và biện pháp quan trọng để giải quyết vấn đề này.

Phương pháp này được sử dụng để đánh giá các đặc điểm về cấu trúc và chức năng của sản phẩm dưới tác động cơ học trong suốt thời gian sử dụng. Máy móc như vậy thường bị giới hạn ở dải tần số không quá 10000 Hz và thời lượng không quá 1,0 giây. Trong hầu hết các trường hợp, tần số phản hồi chính của sản phẩm không vượt quá 2000 Hz và thời lượng phản hồi nhỏ hơn 0,1 giây

2. Điều kiện thử nghiệm

(1) Gia tốc đỉnh

Độ lớn của gia tốc cực đại có thể phản ánh trực tiếp độ lớn của lực tác động lên sản phẩm. Do cấu trúc của sản phẩm chủ yếu là hệ thống tuyến tính, ngay cả khi là hệ thống phi tuyến tính, nó có thể được coi là hệ thống tuyến tính khi biến dạng nhỏ. Do đó, gia tốc phản ứng tạo ra sau khi sản phẩm bị tác động tỷ lệ thuận với gia tốc kích thích. Có thể thấy rằng nhìn chung, gia tốc cực đại càng lớn thì tác động phá hủy lên sản phẩm càng lớn.

(2) Thời gian xung

Thời gian xung tác động là khoảng thời gian mà gia tốc được duy trì ở tỷ lệ gia tốc đỉnh đã chỉ định. Tác động của thời gian xung tác động lên sản phẩm rất phức tạp và tác động của nó lên hiệu ứng tác động có liên quan đến chu kỳ tự nhiên của hệ thống được thử nghiệm.

(3) Thời gian tác động

Vì tác động chủ yếu xem xét tác động đến độ bền cực đại của sản phẩm, chứ không phải là thiệt hại tích lũy, nên không cần phải tiến hành các thử nghiệm lặp lại trên sản phẩm. Tuy nhiên, để tránh tình huống bất trắc, cũng cần một số lần tác động nhất định. Nhìn chung, cần phải tác động liên tục 3 lần theo mỗi hướng. Ngoài ra, vì phản ứng tối đa do tác động gây ra có thể xảy ra theo cùng hướng với xung kích thích hoặc ngược hướng với xung kích thích, nên nói chung, thử nghiệm tác động sẽ được tiến hành theo mỗi hướng của ba trục vuông góc với nhau của mẫu, tức là theo sáu hướng, do đó số lần thử nghiệm tác động được chỉ định là 3 x 6 = 18.

3. Yêu cầu đối với thiết bị thử nghiệm

Có nhiều thiết bị có thể tạo ra tác động, trong đó hệ thống thử nghiệm sốc điện là quan trọng nhất. Nó không chỉ có thể tạo ra phổ phản ứng tác động và lịch sử thời gian tác động của vị trí nặng mà còn tạo ra dạng sóng xung tác động danh nghĩa. Tuy nhiên, ngoài bàn rung điện, còn có các thiết bị khác có thể tạo ra dạng sóng xung tác động danh nghĩa: loại thả tự do, loại khí nén, loại áp suất khí-lỏng và loại chuyển đổi động lượng. Bất kể sử dụng thiết bị thử nghiệm nào để tạo ra tác động, các yêu cầu đối với chúng đều giống nhau. Các yêu cầu ở đây giống như các yêu cầu xác minh (hiệu chuẩn) trên băng ghế thử nghiệm, nghĩa là không đề cập đến các yêu cầu khi thiết bị thử nghiệm tác động không tải, mà đề cập đến các yêu cầu mà thiết bị thử nghiệm tác động phải đáp ứng tại điểm thử nghiệm sau khi các mẫu (bao gồm cả kẹp) và tải trọng cần thiết được lắp đặt.

Khi vệ tinh, tàu thăm dò không gian và các tàu vũ trụ khác hoạt động trong không gian, chúng ở trong môi trường chân không nhiệt của chân không cao, đen lạnh và bức xạ mặt trời. Thử nghiệm mô phỏng môi trường nhiệt chân không là phương pháp thử nghiệm mặt đất rất hiệu quả để mô phỏng môi trường nhiệt chân không (chân không cao, đen lạnh, bức xạ mặt trời, nhiệt độ cao và các môi trường khác) của không gian.

Kiểm tra nhiệt chân không là thuật ngữ chung của kiểm tra cân bằng nhiệt tàu vũ trụ và kiểm tra chân không nhiệt. Kiểm tra mô phỏng môi trường nhiệt chân không của tàu vũ trụ đã trở thành một trong những mắt xích quan trọng nhất trong giai đoạn phát triển của tàu vũ trụ. Nó có thể kiểm tra tính hợp lý của thiết kế kiểm soát nhiệt của tàu vũ trụ như vệ tinh, sửa đổi mô hình thiết kế, xác minh trạng thái hoạt động của các dụng cụ và thiết bị bên trong tàu vũ trụ, cũng như sự phù hợp và hiệu suất hoạt động giữa các hệ thống con. Đồng thời, nó cũng có thể được sử dụng để kiểm tra chức năng và quy trình sản xuất của tàu vũ trụ, Phơi bày các khiếm khuyết thiết kế tiềm ẩn có thể tồn tại trong tàu vũ trụ và tìm ra sự cố sớm của tàu vũ trụ.

Trong giai đoạn phát triển, tất cả các tàu vũ trụ đều phải trải qua các thử nghiệm mô phỏng môi trường nhiệt chân không. Đối với tàu vũ trụ trong giai đoạn phát triển mẫu ban đầu, cần phải thực hiện thử nghiệm nhiệt chân không cấp độ đủ điều kiện. Đối với tàu vũ trụ đã phóng, cho dù là lần phóng đầu tiên hay lần phóng lặp lại, cần phải thực hiện thử nghiệm nhiệt chân không cấp độ chấp nhận.

1. Thử nghiệm chân không nhiệt

Thử nghiệm chân không nhiệt tàu vũ trụ có thể được chia thành kiểm tra chân không nhiệt cấp độ nhận dạng và kiểm tra chân không nhiệt cấp độ chấp nhận.

Thử nghiệm chân không nhiệt cấp độ đủ điều kiện chủ yếu nhắm vào tàu vũ trụ trong giai đoạn phát triển, mục đích là đánh giá cấu trúc và hiệu suất làm việc của tàu vũ trụ và khả năng chịu được ứng suất môi trường, xác minh tính hợp lý của thiết kế. Thử nghiệm không gian nhiệt trực tiếp cấp độ chấp nhận chủ yếu nhắm vào tàu vũ trụ bình thường hoặc đã phóng, mục đích là để phát hiện ra các khuyết tật tiềm ẩn trong chất lượng sản xuất vật liệu và quy trình của tàu vũ trụ, nhằm nâng cao độ tin cậy của chuyến bay tàu vũ trụ.

Các tiêu chuẩn nước ngoài thường được sử dụng trong các thử nghiệm chân không nhiệt của tàu vũ trụ bao gồm tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ mil-std-1540 (phiên bản B, C, D, E) và tiêu chuẩn của Tổ chức tiêu chuẩn hóa không gian châu Âu ECSS-E-10-03A.

Có một số khác biệt nhất định trong các phương pháp thử nghiệm chân không nhiệt được chỉ định trong các phiên bản khác nhau của tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ mil-std-1540. Trong số đó, MIL-STD-1540C-1994 quy định rằng số chu kỳ thử nghiệm là 25 và tổng thời gian thử nghiệm là 300 giờ, đây là phương pháp thử nghiệm nghiêm ngặt nhất được chỉ định trong một số phiên bản. So với phương pháp thử nghiệm được chỉ định trong phiên bản mới nhất của MIL-STD-1540E-2002, nó đã được giảm đáng kể và số chu kỳ được chỉ định là ít nhất 3 và tổng thời gian thử nghiệm là ít nhất 28 giờ.

2. Tình hình phát triển của thiết bị thử nhiệt chân không

Thiết bị thử nghiệm nhiệt chân không chủ yếu được sử dụng để mô phỏng môi trường chân không cao, môi trường đen lạnh và môi trường dòng nhiệt bên ngoài của không gian, và để mô phỏng môi trường thử nghiệm nhiệt chân không như thử nghiệm cân bằng nhiệt và thử nghiệm chân không nhiệt của các thành phần tàu vũ trụ, hệ thống con và toàn bộ hệ thống.

2.1 Thành phần thiết bị

Thiết bị kiểm tra nhiệt chân không chủ yếu bao gồm bình chân không, hệ thống bơm chân không, bộ tản nhiệt, hệ thống nitơ, thiết bị mô phỏng dòng nhiệt bên ngoài (hoặc nguồn nhiệt nhiệt độ cao), hệ thống kiểm soát nhiệt độ, hệ thống đo lường và kiểm soát và hệ thống phụ trợ (hệ thống nước làm mát, hệ thống nguồn khí, v.v.). Theo mục đích sử dụng cụ thể, kích thước và thành phần của thiết bị cũng khác nhau.

2.2 Công nghệ mô phỏng chân không

Thiết bị kiểm tra nhiệt chân không đạt đến độ chân không quy định, được thực hiện bằng hệ thống bơm chân không. Hệ thống bơm chân không thường bao gồm các máy bơm cơ học, máy bơm phân tử, máy bơm đông lạnh, van và các thiết bị phụ trợ khác. Máy bơm cơ học là sự thô sơ của hệ thống

Đơn vị, được sử dụng để bơm chân không trước; Bơm phân tử là bơm phụ trợ chân không cao của hệ thống. Khi độ chân không của bình chứa nhỏ hơn 10 Pa, hãy khởi động bơm phân tử; Là bơm chân không chính của hệ thống, bơm đông lạnh thực hiện bơm chân không cao để làm cho độ chân không trong bình chứa đạt đến mức yêu cầu của thử nghiệm.

2.3 Công nghệ mô phỏng đen lạnh

Môi trường không gian vô hạn tương đương với vật đen tuyệt đối có thể hấp thụ bất kỳ bức xạ nào. Không gian là môi trường đen lạnh có nhiệt độ 3 K và hệ số hấp thụ là 1. Trong thiết bị kiểm tra nhiệt chân không, nó được sử dụng để mô phỏng môi trường đen lạnh trong không gian

Thiết bị đó được gọi là tản nhiệt.

Hiện nay, bộ tản nhiệt thường sử dụng cấu trúc tấm ống làm từ nhôm, đồng đỏ hoặc thép không gỉ, bề mặt được phủ sơn mờ epoxy đen có khả năng hấp thụ cao để đạt được hiệu suất truyền nhiệt tối ưu. Đồng thời, sử dụng clo lỏng 77 K làm nguồn lạnh để bộ tản nhiệt có thể đáp ứng các yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn là nhiệt độ bộ tản nhiệt không cao hơn 100 k và hệ số hấp thụ bề mặt bên trong lớn hơn 0,9. Theo kích thước tải nhiệt của tàu vũ trụ, heli lỏng cũng có thể được sử dụng làm nguồn lạnh để đạt được nhiệt độ bộ tản nhiệt thấp hơn. Nếu chỉ yêu cầu thử nghiệm nhiệt chân không tuần hoàn nhiệt độ cao và thấp, cũng có thể sử dụng làm lạnh cơ học khi nhiệt độ thấp của thử nghiệm không thấp hơn -70 ℃.

DGBELL đã cam kết sản xuất thiết bị kiểm tra độ tin cậy môi trường trong hơn 15 năm. Chúng tôi có kinh nghiệm phong phú trong R & D và sản xuất thiết bị kiểm tra độ tin cậy môi trường. Trong những năm qua, chúng tôi đã đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể cung cấp các giải pháp hợp lý cho nhiều yêu cầu kiểm tra khác nhau.

Để biết chi tiết về các mẫu thông thường, vui lòng tham khảo dữ liệu trang web chính thức. Ngoài ra, DGBELL có thể cung cấp dịch vụ tùy chỉnh cho buồng thử nghiệm chân không nhiệt. Vui lòng mua hàng.