Hướng dẫn Thử nghiệm kết hợp nhiệt độ độ ẩm độ rung

Phân loại các thử nghiệm môi trường

Các thử nghiệm về môi trường được chia thành ba loại:

Kiểm tra môi trường cơ học
Kiểm tra môi trường khí hậu
Kiểm tra môi trường toàn diện

Như thể hiện trong Hình 1.

Hình 1 Phân loại các thử nghiệm môi trường

Các ứng suất cơ học của môi trường bao gồm: rung động, va chạm, va chạm, tăng tốc liên tục, tiếng ồn;
Các căng thẳng toàn diện về môi trường bao gồm: các yếu tố môi trường kết hợp giữa môi trường cơ học và khí hậu;
Các yếu tố gây căng thẳng về khí hậu và môi trường bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất thấp, hơi muối, mưa, nấm mốc, bức xạ mặt trời, bụi;

Người ta đều biết rằng ứng suất môi trường có thể gây ra hỏng hóc sản phẩm. Thông tin kỹ thuật của một công ty thiết bị điện tử nước ngoài nổi tiếng cho thấy rõ mối quan hệ giữa ứng suất môi trường và hỏng hóc và tỷ lệ liên quan của nó. Như thể hiện trong Hình 2, trong số các tác động của các ứng suất khác nhau, các hỏng hóc do nhiệt độ, độ ẩm và độ rung gây ra, ứng suất môi trường chiếm 88% tổng số ứng suất môi trường.

Hình 2 Tỷ lệ các ứng suất môi trường khác nhau trong sự cố

Mối quan hệ giữa nhiệt độ, độ ẩm, ứng suất rung và hỏng hóc

Mối quan hệ giữa ứng suất nhiệt độ và sự hỏng hóc

Dữ liệu cho thấy nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất gây ra hỏng sản phẩm, như thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1 Các loại hỏng hóc chính do ứng suất nhiệt độ gây ra

	Trôi đi			Điều kiện căng thẳng môi trường	Linh kiện & vật liệu nhạy cảm
phân loại	Phân khu	Lý do	Chế độ thất bại	Điều kiện căng thẳng môi trường	Linh kiện & vật liệu nhạy cảm
Nhiệt độ cao	Lão hóa ở nhiệt độ cao	Lão hóa	Lão hóa độ bền kéo Lão hóa cách điện	Nhiệt độ + Thời gian	Nhựa, nhựa thông
		Phản ứng hóa học	Phân hủy nhiệt	Nhiệt độ	Nhựa, nhựa thông
		Làm mềm, tan chảy, bốc hơi, thăng hoa	Sự biến dạng	Nhiệt độ	Kim loại, nhựa, cầu chì nhiệt
		Oxy hóa ở nhiệt độ cao	Sự hình thành lớp oxit	Nhiệt độ + Thời gian	Vật liệu điểm kết nối
		Sự khuếch tán nhiệt	Chì bị gãy	Nhiệt độ + Thời gian	Kết nối dị kim loại
	Sự tích tụ nhiệt	Nhiệt còn lại đang cháy	Sự đốt cháy	Sưởi ấm + Sấy khô + Thời gian	Vật liệu gỗ với sơn vinyl và polyurethane
	Di cư	Sự di cư điện tử	Phá vỡ chì	Nhiệt độ + Dòng điện	Vonfram, đồng, nhôm (đặc biệt là các dây dẫn bằng nhôm trong mạch tích hợp)
	Lây lan	Kim loại	Mệt mỏi, hư hỏng	Nhiệt độ + Căng thẳng + Thời gian	Lò xo, các yếu tố cấu trúc
	Lây lan	Nhựa	Mệt mỏi, hư hỏng	Nhiệt độ + Căng thẳng + Thời gian	Lò xo, các yếu tố cấu trúc
Nhiệt độ thấp	Giòn ở nhiệt độ thấp	Kim loại	Hư hại	Nhiệt độ thấp	Kẽm, titan, magiê và hợp kim của chúng
Nhiệt độ thấp	Giòn ở nhiệt độ thấp	Nhựa	hư hại	Nhiệt độ thấp	Độ đàn hồi thấp vô định hình
Chu kỳ nhiệt độ hoặc Sốc nhiệt	Sự giãn nở và co lại	Các vật liệu khác nhau có hệ số giãn nở khác nhau	Lột da, nứt nẻ	Nhiệt độ + Thời gian	Lớp phủ sơn
		Sự dịch chuyển cơ học	Thay đổi hiệu suất điện	Nhiệt độ + Thời gian	Điện trở có thể điều chỉnh, biến trở
		Các vật liệu khác nhau có hệ số giãn nở khác nhau	Biến dạng của phớt	Nhiệt độ + Thời gian	Thùng chứa kín

Mối quan hệ giữa độ ẩm, ứng suất và hỏng hóc

Độ ẩm cũng là một trong những ứng suất môi trường chính gây ra hỏng hóc sản phẩm . Sản phẩm ở trong môi trường ẩm ướt, độ ẩm được vật liệu hấp thụ sẽ gây ra sự giãn nở, giảm độ bền và thay đổi hiệu suất, và vật liệu cách điện sẽ làm giảm hiệu suất điện. Chi tiết được thể hiện trong Bảng 2.

Bảng 2 Các loại hỏng hóc chính do ứng suất độ ẩm gây ra

Trôi đi			Điều kiện căng thẳng môi trường	Linh kiện & vật liệu nhạy cảm
Phân loại	Lý do	Chế độ thất bại
Sự hấp thụ hoặc khuếch tán hơi nước	Sự khuếch tán	Sưng lên	Độ ẩm	Các thành phần được đóng gói, phủ hoặc chế tạo bằng vật liệu nhựa có độ kết tinh thấp
	Microburst	Hiệu suất cách nhiệt kém và bị chảy nước
Ăn mòn	Ăn mòn điện phân	Tăng trở kháng	Độ ẩm + trường điện DC	Điện trở, mạch tích hợp
	Ăn mòn nứt	Nứt mối hàn	Độ ẩm	Mối hàn
	Ăn mòn ứng suất	Thay đổi màu sắc	Độ ẩm	Hợp kim
Di cư	Sự di chuyển của ion	Chập mạch	Độ ẩm + trường điện DC	Đồng, chì, thiếc, kẽm
		Hiệu suất cách nhiệt kém	Độ ẩm + điện trường DC + ion halogen	Các kim loại như vàng và bạch kim di chuyển khi cùng tồn tại với halogen
Khuôn		Sự suy giảm hiệu suất cách điện	Nhiệt độ + Độ ẩm	Chất liệu nhựa chất liệu cao su

Mối quan hệ giữa ứng suất rung và hỏng hóc

Tác động của ứng suất rung (rung, sốc, va chạm, gia tốc liên tục, v.v.) lên sản phẩm cũng là một trong những yếu tố chính gây ra hỏng hóc sản phẩm, như thể hiện trong Bảng 3.

Bảng 3 Các loại hỏng hóc chính do ứng suất rung gây ra

Trôi đi			Điều kiện căng thẳng môi trường	Linh kiện và vật liệu nhạy cảm
Phân loại	Lý do	Chế độ thất bại	Điều kiện căng thẳng môi trường	Linh kiện và vật liệu nhạy cảm
Sự cộng hưởng	Tạo ra sự dịch chuyển	Lỏng lẻo, tách rời	Rung + sốc	Kết nối vật liệu
		Tiếp xúc kém	Rung + sốc	Mối hàn
		Sự mài mòn	Rung động	Kết nối vật liệu
Cộng hưởng, rung động bền bỉ	Sức mạnh	Mệt mỏi, biến dạng, uốn cong	Rung + sốc	Cấu trúc kim loại
Cộng hưởng, rung động bền bỉ	Sức mạnh	Nứt	Rung + sốc	Cấu trúc kim loại, cấu trúc nhựa, cáp và dây điện

Mối quan hệ giữa ứng dụng toàn diện của ba loại ứng suất và sự hỏng hóc của sản phẩm

Áp dụng các ứng suất môi trường riêng biệt cho sản phẩm có thể gây ra hỏng hóc sản phẩm. Sau đó, áp dụng 3 ứng suất môi trường khác nhau cho sản phẩm có thể dễ dàng đạt được hiệu ứng tăng tốc gấp 3 đến 5 lần. Đồng thời, bằng cách kết hợp các ứng suất môi trường khác nhau, có thể kích thích các hỏng hóc không thể xảy ra khi áp dụng từng ứng suất riêng lẻ.

Giả sử X, Y và Z là các chế độ hỏng xảy ra khi các yếu tố ứng suất A, B và C được áp dụng. Các chế độ X, Y, Z, XY, YZ và XZ xuất hiện dưới sự kết hợp của hai yếu tố ứng suất. Sau đó, dưới tình huống kết hợp của ba yếu tố ứng suất, một chế độ XYZ mới sẽ xuất hiện. Đồng thời, các chế độ X, Y, Z cũng được tăng tốc. Ngoài ra, môi trường mà các yếu tố ứng suất A, B và C được áp dụng toàn diện gần với môi trường sử dụng sản phẩm hơn so với môi trường mà các yếu tố ứng suất được áp dụng riêng lẻ. Do đó, có thể đạt được kết quả tốt hơn thông qua các thử nghiệm môi trường toàn diện.

Trong thí nghiệm toàn diện về việc áp dụng đồng thời ba loại ứng suất: nhiệt độ, độ ẩm và độ rung, từ cơ chế xảy ra hỏng hóc, sản phẩm trải qua chu kỳ nhiệt độ giãn nở và co lại do sự khác biệt về hệ số giãn nở của vật liệu và bị lỏng ở mối nối. Vào thời điểm này, nếu độ ẩm và độ ẩm được áp dụng, nó sẽ xâm nhập từ khe hở và làm giảm hệ số ma sát của mối nối và mối nối. Khi ứng suất rung được áp dụng, hiện tượng cộng hưởng của sản phẩm sẽ xảy ra đối với một tần số cụ thể. Thông qua các quá trình lặp đi lặp lại của chuyển động, hấp thụ độ ẩm, đóng băng và cộng hưởng, sự xuất hiện của các chế độ hỏng hóc mới (do chế độ hỏng hóc một yếu tố tăng tốc đáng kể và hiệu ứng kết hợp của ba yếu tố) trở nên khả thi.

nhiệt độ-độ ẩm-rung-kết hợp-phòng thử nghiệm-300x185-jpg

Hình 3 Cơ chế hỏng hóc do ứng dụng ứng suất toàn diện

Tóm tắt

Bởi vì nhiệt độ, độ ẩm, độ rung ba thử nghiệm toàn diện rất gần với thử nghiệm môi trường sử dụng sản phẩm. Và thử nghiệm này có thể rất hiệu quả gây ra các vấn đề hỏng hóc sản phẩm. Do đó, trong những năm gần đây, công nghệ thử nghiệm này đã được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật.

Công ty chúng tôi có Phòng thử nghiệm kết hợp độ ẩm nhiệt độ rung này đáp ứng các tiêu chuẩn sau: