Độ tin cậy của sản phẩm điện tử chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Ngoài hoạt động của con người, môi trường nơi đặt sản phẩm cũng là một lý do quan trọng khiến chúng không hoạt động. Trong số đó, nhiệt độ, độ ẩm và độ rung là ba yếu tố môi trường chính có tác động lớn nhất đến thiết bị sản phẩm. Bài báo này phân tích các loại và nguyên nhân chính gây ra lỗi sản phẩm do ba ứng suất môi trường này gây ra và thảo luận về ứng dụng công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung trong thử nghiệm độ tin cậy của sản phẩm.

Áp lực môi trường có thể dẫn đến hỏng hóc sản phẩm và thiết bị, điều này đã được ngành sản xuất công nhận rộng rãi. Để nâng cao chất lượng sản phẩm, các kỹ thuật viên và doanh nghiệp sản xuất có liên quan đã tiến hành nghiên cứu chi tiết về mối quan hệ giữa ứng dụng môi trường và hỏng hóc sản phẩm. Các thử nghiệm môi trường đối với thiết bị sản phẩm có thể được chia thành ba loại: thử nghiệm môi trường cơ học, thử nghiệm môi trường khí hậu và thử nghiệm môi trường toàn diện . Trong số đó, thử nghiệm môi trường cơ học chủ yếu bao gồm rung động, va đập, va chạm, gia tốc không đổi, giọng nói, v.v.; thử nghiệm môi trường khí hậu chủ yếu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, áp suất thấp, sương muối, mưa, nấm mốc, bức xạ mặt trời, bụi, v.v.; Thử nghiệm môi trường toàn diện bao gồm nhiều yếu tố môi trường kết hợp với môi trường cơ học và môi trường khí hậu. Do đó, thử nghiệm môi trường toàn diện là toàn diện và hiệu quả nhất để phát hiện tỷ lệ hỏng hóc của sản phẩm.

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

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

Ứng suất nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất gây ra hỏng hóc sản phẩm. Nguyên nhân chủ yếu là do lão hóa, tích tụ nhiệt, di chuyển và lan truyền do nhiệt độ cao, giòn do nhiệt độ thấp và giãn nở hoặc co lại do chu kỳ nhiệt độ hoặc tác động của nhiệt độ.

(2) Mối quan hệ giữa ứng suất độ ẩm và sự hỏng hóc

Môi trường ẩm ướt do nhiệt độ cao cũng sẽ gây ra hỏng hóc sản phẩm. Trong môi trường ẩm ướt, vật liệu hấp thụ độ ẩm trong không khí, gây ra sự giãn nở, giảm cường độ và thay đổi hiệu suất, điều này sẽ làm giảm hiệu suất điện của vật liệu cách điện của thiết bị sản phẩm, dẫn đến ăn mòn, đoản mạch và nấm mốc.

(3) Mối quan hệ giữa ứng dụng rung động và sự thất bại

Sự cộng hưởng của ứng suất rung động trên thiết bị sản phẩm sẽ gây ra sự dịch chuyển của thiết bị sản phẩm, dẫn đến tình trạng lỏng lẻo, tách rời, tiếp xúc kém, mài mòn, biến dạng do mỏi, nứt và gãy thiết bị sản phẩm.

2. Mối quan hệ giữa ứng dụng toàn diện của nhiệt độ, độ ẩm và độ rung và hỏng hóc sản phẩm

Theo nghiên cứu dài hạn về mối quan hệ giữa ba ứng dụng nhiệt độ, độ ẩm và độ rung với sự hỏng hóc của sản phẩm, người ta thấy rằng bất kỳ ứng suất môi trường nào trong ba ứng suất này tác động lên sản phẩm đều có thể làm cong vênh sự hỏng hóc của sản phẩm. Nếu ba ứng suất môi trường này tác động lên sản phẩm cùng một lúc, khả năng hỏng hóc của sản phẩm tăng lên 3-5 lần. Tác động toàn diện của các ứng suất môi trường này, do các điều kiện toàn diện khác nhau, gây ra hiệu suất hỏng hóc khác nhau.

Ví dụ, trong quá trình thử nghiệm tác động của chu kỳ nhiệt độ vào bên trong sản phẩm, do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu, cấu trúc của sản phẩm giãn nở và co lại, dẫn đến mối nối của các thành phần bị lỏng. Lúc này, độ ẩm môi trường tăng, độ ẩm sẽ xâm nhập vào bên trong thiết bị sản phẩm dọc theo khe hở, làm giảm hệ số ma sát giữa mối nối và mối nối. Nếu ứng suất rung được áp dụng lại, sẽ tạo ra kết quả hỏng hóc mới khác với ba thử nghiệm ứng dụng môi trường. Do đó, để kiểm tra mối quan hệ giữa ba ứng suất môi trường này và hỏng hóc sản phẩm, phương pháp hiệu quả nhất là tiến hành thử nghiệm toàn diện.

3. Ứng dụng công nghệ thử nghiệm toàn diện nhiệt độ, độ ẩm và độ rung

(1) Ứng suất rung

Trong quá trình vận hành thiết bị, chọn 24 giờ để thử nghiệm ứng suất rung, chọn ngẫu nhiên 25% thời gian chu kỳ làm việc để áp dụng ứng suất rung, thời gian chu kỳ rung của ứng suất rung là 3 giờ.

(2) Căng thẳng nhiệt độ và độ ẩm

• Nhiệt độ trong quá trình thử nghiệm sản phẩm phải được kiểm soát ở mức 22℃ và 25%. Sau đó bắt đầu thử nghiệm, đầu tiên nhanh chóng giảm nhiệt độ xuống -50℃ trong 1,75 giờ, sau đó tăng lên -32℃;

• Giảm nhiệt độ xuống -34,5℃ trong 3,25 giờ;

• Mất 13 giờ để tăng nhiệt độ lên -28℃:

• Mất 5 giờ để tăng nhiệt độ lên 22℃.

• Duy trì nhiệt độ ở mức 22℃ và điều chỉnh độ ẩm tương đối ở mức 25% – 75%;

• Tăng nhiệt độ lên 25℃ và độ ẩm tương đối lên 95% trong 2 giờ:

• Mất 10 giờ để tăng nhiệt độ lên 29℃, độ ẩm tương đối vẫn không đổi ở mức 95%;

• Mất 5 giờ để giảm nhiệt độ xuống 25℃, lúc này độ ẩm tương đối vẫn không đổi ở mức 95%;

• Giảm nhiệt độ xuống 22℃ và độ ẩm tương đối xuống 25% – 75% trong 2 giờ;

• Tăng nhiệt độ lên 25℃ và giảm độ ẩm tương đối xuống 65% trong 2 giờ;

• Tăng nhiệt độ lên 48℃ và giảm độ ẩm tương đối xuống 25% trong 12 giờ;

• Tăng nhiệt độ lên 60℃ và độ ẩm tương đối lên 95%. Duy trì ở điều kiện này trong 2 giờ, sau đó giảm nhiệt độ xuống 48℃;

• Mất 6 giờ để giảm nhiệt độ xuống 22 ℃ và độ ẩm tương đối xuống 25% – 75%. Thông qua các bước trên, thử nghiệm toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung có thể hiểu đầy đủ tình trạng của thiết bị trong thử nghiệm độ tin cậy của thiết bị được lắp đặt bên ngoài tàu nổi hải quân. Dựa trên thử nghiệm nhiệt độ, độ ẩm và độ rung của môi trường nơi đặt thiết bị, dữ liệu có liên quan có thể được sử dụng làm cơ sở để liên tục tối ưu hóa thiết kế thiết bị cho phản ứng của bề mặt thử nghiệm trong các điều kiện thử nghiệm khác nhau.

4. Hướng ứng dụng công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung

(1)Công nghệ thử nghiệm nâng cao độ tin cậy của sản phẩm

Công nghệ thử nghiệm tăng cường độ tin cậy của sản phẩm trong công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung có thể giúp các kỹ thuật viên hiểu được các liên kết yếu trong cấu trúc và chức năng của sản phẩm đối với loại ứng suất môi trường nào, tìm ra nguyên nhân gây ra lỗi sản phẩm theo vị trí lỗi và phân tích quy trình và thiết kế được cải tiến, để khả năng thích ứng với môi trường và độ tin cậy của sản phẩm có thể được tăng cường liên tục. Thông qua quy trình khứ hồi liên tục của thử nghiệm → phát hiện lỗi → phân tích vấn đề → cải tiến quy trình → kiểm tra lại → phát hiện vấn đề mới → phân tích lại → cải tiến lại → kiểm tra lại, khả năng ứng phó với ứng suất môi trường của sản phẩm liên tục được tăng cường và cuối cùng các liên kết yếu hiện có trong sản phẩm được loại bỏ hoàn toàn trong giai đoạn phát triển sản phẩm, để công nghệ thiết kế và sản xuất sản phẩm đạt đến trạng thái trưởng thành.

(2)Xu hướng phát triển của công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung

Trước đây, công nghệ thử nghiệm ứng suất môi trường của sản phẩm chủ yếu sử dụng công nghệ mô phỏng môi trường và công nghệ mô phỏng hiệu ứng. Mặc dù các công nghệ này hiện vẫn còn một số không gian ứng dụng, nhưng với sự cải tiến liên tục của công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung, cuối cùng sẽ trở thành công nghệ chủ đạo của thử nghiệm ứng dụng môi trường của sản phẩm trong tương lai:

Trọng tâm thử nghiệm của công nghệ thử nghiệm môi trường toàn diện về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung chủ yếu tập trung vào việc tìm kiếm và phân tích các liên kết yếu và lỗi tiềm ẩn trong thiết kế và sản xuất sản phẩm và đã trở thành công nghệ thử nghiệm kết hợp nhiều phương tiện kỹ thuật khác nhau.

5. Kết luận

Kiểm tra toàn diện nhiệt độ, độ ẩm và độ rung là để khôi phục lại môi trường hoạt động của thiết bị, để sử dụng những thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm và độ rung để kích thích lỗi sản phẩm và tìm ra các khuyết tật về thiết kế và kỹ thuật của sản phẩm, để liên tục cải thiện các quy trình thiết kế và sản xuất có liên quan, để sản phẩm có chức năng chống lại tác động của môi trường mạnh hơn trong các ứng dụng thực tế. Dựa trên ứng dụng của công nghệ kiểm tra toàn diện nhiệt độ, độ ẩm và độ rung được giới thiệu trong bài báo này, có thể thấy rằng thử nghiệm này là một phương tiện rất quan trọng để nâng cao độ tin cậy của sản phẩm.