產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品要成為被廣大消費(fèi)者所接受的商品，一個(gè)產(chǎn)品要成為一種招之既來、來之能戰(zhàn)、戰(zhàn)之能勝的武器，除了它的功能和性能外，就是它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和使用的可靠性。任何產(chǎn)品都處于一定的環(huán)境之中，在一定的環(huán)境條件下使用、運(yùn)輸和貯存。因此都逃脫不了這些環(huán)境的影響。特別惡劣環(huán)境條件下工作的產(chǎn)品更是如此。產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性水平高低的源頭是環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)，因此要研制出一個(gè)環(huán)境適應(yīng)性好的產(chǎn)品，首先抓的是環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)奠定了產(chǎn)品的固有環(huán)境適應(yīng)性。1、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì)步驟、明確產(chǎn)品的平臺(tái)環(huán)境條件當(dāng)前產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)基本上以標(biāo)準(zhǔn)中的考核條件為設(shè)計(jì)依據(jù)的，其目的是交付，結(jié)果是使用中仍然故障不斷，究其原因，其中最重要的是：產(chǎn)品實(shí)際所經(jīng)受到的環(huán)境條件并不是標(biāo)準(zhǔn)中給出的環(huán)境條件（即標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)條件或試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)）。所以當(dāng)前國(guó)外的最新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)整機(jī)已不規(guī)定具體的試驗(yàn)條件（即試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)），只給出自然或誘發(fā)環(huán)境條件的參考量值?？梢?，作為環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì)的第一步首先要弄清產(chǎn)品的平臺(tái)環(huán)境條件，特別是大型系統(tǒng)工程，各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備、分機(jī)所經(jīng)受到的環(huán)境條件又不同于整個(gè)系統(tǒng)所經(jīng)受到的環(huán)境條件。、確定產(chǎn)品壽命期的環(huán)境剖面一個(gè)產(chǎn)品從出廠到報(bào)廢，除使用過程中的平臺(tái)環(huán)境條件外，還要經(jīng)受到運(yùn)輸和貯存環(huán)境條件；另外還涉及到經(jīng)受各種環(huán)境因素的概率，所謂環(huán)境剖面就是產(chǎn)品全壽命期所遇到的各種環(huán)境因素及其出現(xiàn)概率?？梢娮鳛榄h(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的第二步，應(yīng)知道產(chǎn)品全壽命期的環(huán)境剖面，并以此作為設(shè)計(jì)依據(jù)。、制訂環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一個(gè)產(chǎn)品通常有許多分機(jī)組成，特別是大型系統(tǒng)工程，會(huì)更有許多分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備單元組成，因此要搞好環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)，必須制定能保證產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的統(tǒng)一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，讓每一設(shè)計(jì)師進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)時(shí)有統(tǒng)一的依據(jù)。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)采用先進(jìn)的、成熟的材料、工藝、結(jié)構(gòu)等，并且有好的費(fèi)效比。、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)評(píng)審環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)評(píng)審是對(duì)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行的全面、系統(tǒng)審查，從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)、提出改進(jìn)意見、完善設(shè)計(jì)降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)輸入驗(yàn)證一個(gè)產(chǎn)品完成了環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)輸入后，如果這種設(shè)計(jì)沒有以前試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告證實(shí)是可行的，則應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)來證明可行的。2、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)時(shí)，可按下列原則進(jìn)行： 、減緩影響產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力、增強(qiáng)產(chǎn)品自身耐環(huán)境應(yīng)力的能力環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)首先應(yīng)綜合考慮所設(shè)計(jì)產(chǎn)品可能經(jīng)受到的各種環(huán)境因素及其應(yīng)力，采用減緩環(huán)境應(yīng)力的措施、增強(qiáng)自身耐環(huán)境應(yīng)力的能力，即用有效的防護(hù)設(shè)計(jì)、材料、工藝等來達(dá)到所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性要求。、逐級(jí)明確防護(hù)對(duì)象和防護(hù)等級(jí)。按從大到小的順序，即從系統(tǒng)、整機(jī)、單元、零部件、模塊、元器件到材料逐級(jí)明確防護(hù)對(duì)象和防護(hù)等級(jí)。、建立有效、合理的防護(hù)體系。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)從多方面入手：采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正確選擇材料，嚴(yán)格進(jìn)行計(jì)算并確定使用應(yīng)力，選用穩(wěn)定的加工、裝聯(lián)工藝，建立有效、合理的防護(hù)體系。、綜合考慮環(huán)境因素的不良影響一種環(huán)境因素可能產(chǎn)生多種不良影響；一種不良影響往往是多種環(huán)境因素協(xié)同作用的結(jié)果，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以綜合考慮。3、耐高低溫設(shè)計(jì)為提高電子產(chǎn)品的耐高低溫性能，其耐高低溫設(shè)計(jì)應(yīng)列入電子產(chǎn)品總體方案設(shè)計(jì)范疇。電子產(chǎn)品的耐高低溫設(shè)計(jì)應(yīng)從下列三方面進(jìn)行：3.1、采用合理的結(jié)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu)是電子產(chǎn)品耐高低溫最為重要的保證。、電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)應(yīng)綜合考慮機(jī)箱的功率密度、總功耗、熱源分布、熱敏感性、熱環(huán)境等因素，以此來確定電子產(chǎn)品最佳的冷卻方法。、電子元器件、模塊的最大結(jié)溫的減額準(zhǔn)則應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；單個(gè)電子器件（如集成器件、分立式半導(dǎo)體器件、大功率器件）應(yīng)根據(jù)溫升限值，設(shè)置散熱器或獨(dú)立的冷卻裝置；熱敏器件的安置應(yīng)遠(yuǎn)離熱源；對(duì)關(guān)鍵器件、模塊的冷卻裝置應(yīng)采取冗余設(shè)計(jì)；互連用的導(dǎo)線、線纜、器材等應(yīng)考慮溫度引起的膨脹、收縮造成的故障。、對(duì)于印制板組件：其板上的功率器件，應(yīng)采取有效的措施降低器件與散熱器界面的接觸電阻；帶導(dǎo)熱條的印制板，其夾緊裝置、導(dǎo)軌及機(jī)箱（或插箱）壁之間應(yīng)保證有足夠的壓力和接觸面積；采用空氣自然對(duì)流冷卻的印制板，其板之間的間距、板上的最高元器件與插箱壁之間的間距應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。、應(yīng)根據(jù)機(jī)箱的熱耗量和內(nèi)部阻力的情況，選擇合適的通風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)合理的空氣流通通道，保證需要冷卻的各個(gè)部位得到其所需的風(fēng)量，冷卻空氣應(yīng)首先流經(jīng)對(duì)熱敏感的器件；冷卻空氣的進(jìn)口與出口位置應(yīng)相互錯(cuò)開，不得形成氣流短路或開路。、對(duì)于機(jī)箱中的各個(gè)部分，其單元熱量分布均勻時(shí)，可采用抽風(fēng)冷卻，非均勻熱源采用鼓風(fēng)冷卻。對(duì)于熱耗量大的密封式機(jī)箱，應(yīng)采用多種冷卻系統(tǒng)，其冷卻通道應(yīng)專門設(shè)計(jì)。3.2、正確地選擇材料、盡量選擇對(duì)溫度變化不敏感的材料，采用經(jīng)優(yōu)選、認(rèn)證或經(jīng)多年實(shí)踐證明可靠的金屬和非金屬材料。、選擇的材料在溫度變化范圍內(nèi)，不應(yīng)發(fā)生機(jī)械故障或破壞完整性，如機(jī)件變形、破裂、強(qiáng)度降低等級(jí)、材料發(fā)硬變脆、局部尺寸改變等。、選擇膨脹系數(shù)不一的材料時(shí)，應(yīng)確定其在溫度變化范圍內(nèi)不粘結(jié)或相互咬死。、選擇的潤(rùn)滑劑，應(yīng)在溫度變化范圍內(nèi)能保證其粘度、流動(dòng)性穩(wěn)定。3.3、采用穩(wěn)定的加工、裝聯(lián)工藝、應(yīng)在高標(biāo)準(zhǔn)的制造和裝配環(huán)境下進(jìn)行電子產(chǎn)品的加工、裝聯(lián)。、對(duì)于電子產(chǎn)品機(jī)箱內(nèi)各個(gè)組件，應(yīng)采取合適的熱安裝技術(shù)；而對(duì)于印制板組件，其板上的電子元器件同樣應(yīng)采取正確的熱安裝技術(shù)。、應(yīng)采用新型的、經(jīng)驗(yàn)證的或典型的、可靠的天線、機(jī)箱及印制板涂裝工藝、金屬電鍍工藝等，以確保其工藝涂鍍層在溫度變化范圍內(nèi)不出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)性及裝飾性評(píng)價(jià)。4、防潮設(shè)計(jì)4.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在不影響設(shè)備性能的前提下，應(yīng)盡可能采用氣密密封機(jī)箱。4.2、防潮處理、憎水處理通過一定的工藝處理，降低產(chǎn)品的吸水性或改變其親水性，如用硅有機(jī)化合物蒸氣處理，可提高產(chǎn)品的憎水能力。、浸漬處理用高強(qiáng)度與絕緣性能好的涂料填充某些絕緣材料、各種線圈中的空隙、小孔、毛細(xì)管等。浸漬處理除可以防潮外，還可以提高纖維絕緣材料的擊穿強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及提高元器件的機(jī)械強(qiáng)度等。、灌封用環(huán)氧樹脂、蠟、瀝青、油、不飽和聚酯樹脂、硅橡膠等有機(jī)絕緣材料加熱熔化后，注入元器件本身或元器件與外殼間的空間或引線的空隙，冷卻后自行固化封閉。所使用的材料應(yīng)保證其耐霉性。、密封裝置對(duì)零部件、模塊等采用密封裝置，密封分塑料封裝和金屬封裝兩種：塑料封裝：塑料封裝是把零件直接置于注塑模具中與塑料制成一體。金屬封裝：金屬封裝是把零件置于不透氣的密封盒中，有的還可在盒內(nèi)注入氣體或液體。、表面涂覆用有機(jī)絕緣漆涂覆材料表面，提高防潮性能。、使用防潮劑在設(shè)備內(nèi)部放置防潮劑，并定期更換。4.3、材料選擇應(yīng)盡量選用防潮性能好的材料，如鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、鈦合金鋼、鋁合金等金屬材料以及環(huán)氧型、聚酯型、有機(jī)硅型、聚酰亞胺型等絕緣防護(hù)材料等。4.4、防潮包裝為防止設(shè)備在貯存、運(yùn)輸過程中受潮，應(yīng)采取防潮包裝，并符合GB5048的規(guī)定。5、防生物侵害設(shè)計(jì)5.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、在不影響設(shè)備性能的前提下，應(yīng)采用氣密式外殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部空氣應(yīng)干燥清潔，相對(duì)濕度小于60%；、對(duì)于氣密式設(shè)備，其內(nèi)部可填充干燥清潔的惰性氣體，相對(duì)濕度應(yīng)小于60%；、氣密性外殼的技術(shù)要求和檢驗(yàn)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。5.2、材料選擇、應(yīng)選用耐霉性材料。常用耐霉性材料見表1；、金屬、陶瓷、石棉等材料不利于霉菌生長(zhǎng)，但應(yīng)經(jīng)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚苑乐蛊浔砻嫖廴旧厦咕臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；、高分子材料（如塑料、合成橡膠、膠粘劑、涂料等）中的填料、增塑劑的選擇，應(yīng)盡量選用防霉的無機(jī)填料及其它耐霉助劑；、熱固性塑料應(yīng)完全固化，以提高其防霉性；、非耐霉材料如天然纖維材料及其制品應(yīng)盡量避免使用，若難以避免，則必須經(jīng)過防霉處理之后才能使用。 表1 常用耐霉性材料序號(hào) 材料名稱1丙烯腈氯乙烯共聚物2石棉3陶瓷4聚氯醚5玻璃6金屬7環(huán)氧層壓、酚醛樹脂尼龍纖維層壓、有機(jī)硅樹脂玻璃纖維層壓制品8鄰苯二甲酸二烯丙酯9聚丙烯腈10聚酰胺11聚碳酸酯12聚乙烯（高分子量）13聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯14聚酰亞胺15聚三氟氯乙烯16聚丙烯17聚苯乙烯18聚砜19聚四氟乙烯（PTFE）20聚全氟代乙丙烯（FEP）21聚偏二氯乙烯22硅酮樹脂5,3、防霉處理當(dāng)使用的材料和元器件等耐霉性達(dá)不到要求時(shí)，必須作防霉處理。、對(duì)非耐霉材料（如塑料、橡膠、涂料、膠粘劑等），可在材料的生產(chǎn)工藝過程中直接加入防霉劑；、對(duì)由非耐霉材料制成的零部件、元器件，可浸涂、刷涂防霉劑溶液或防霉涂料；、所使用的防霉劑必須滿足下列要求：高效、廣譜；低毒、安全；性能穩(wěn)定，便于操作對(duì)設(shè)備的性能無不良影響。、應(yīng)根據(jù)防霉處理的材料種類、使用環(huán)境、要求防霉的時(shí)間長(zhǎng)短以及主要的霉菌種類等因素，選用合適的防霉劑。常用防霉劑見表2。表2 常用防霉劑序號(hào)防霉劑名稱應(yīng)用范圍1水楊酰苯胺適用于棉、毛織品、塑料、橡膠、油漆、軟木等的防霉2SF501適用于光學(xué)儀器、玻璃零件及各種工業(yè)產(chǎn)品密封包裝的防霉3TBZ適用于漆膜等多種物品的防霉4百菌清適用于漆膜等多種物品的防霉5多菌靈適用于漆膜等多種物品的防霉5.4、包裝防霉為防止設(shè)備在貯存、運(yùn)輸過程中長(zhǎng)霉，應(yīng)采取防霉包裝。、霉菌對(duì)設(shè)備性能有影響或外觀要求較高的設(shè)備，應(yīng)采用密封包裝，方法包括：抽真空置換惰性氣體密封包裝、干燥空氣封存包裝、除氧封存包裝、使用揮發(fā)性防霉劑密封包裝；、經(jīng)有效防霉處理的設(shè)備，可采用非密封包裝，但應(yīng)先外包防霉紙，然后再包裝；、長(zhǎng)霉敏感性較低的設(shè)備，亦可采用非密封包裝，并應(yīng)在包裝箱上開通風(fēng)窗，以防止和減小由于溫度升降在設(shè)備上產(chǎn)生凝露。、防霉包裝的技術(shù)要求和檢測(cè)應(yīng)符合GB4768的規(guī)定。5.5、防昆蟲及其它有害動(dòng)物的設(shè)計(jì)要求對(duì)于暴露在昆蟲及其它有害動(dòng)物活動(dòng)地區(qū)并受到其危害的設(shè)備，應(yīng)采取防護(hù)措施。、防護(hù)網(wǎng)罩可在設(shè)備的周圍和外殼孔洞部位設(shè)置金屬網(wǎng)罩，防止昆蟲和其它有害動(dòng)物進(jìn)入。網(wǎng)孔大小應(yīng)視防護(hù)的具體要求而定；、密封外殼密封外殼可用于防止昆蟲及其它有害動(dòng)物進(jìn)入；、生物殺滅劑和驅(qū)趕（除）劑（器）不能采用密封外殼和防護(hù)網(wǎng)罩的設(shè)備，應(yīng)定期使用生物殺滅劑（如殺蟲劑、殺鼠劑等）。對(duì)防霉處理的規(guī)定也適用于生物殺滅劑。6、防腐蝕設(shè)計(jì)電子設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)的基本要求是應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的使用地區(qū)和安裝平臺(tái)的不同而不同：例如機(jī)載電子設(shè)備在有鹽霧的大氣環(huán)境中應(yīng)能完全正常地工作，其外觀評(píng)價(jià)滿足保護(hù)性和裝飾性的有關(guān)要求。為了提高電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力，必須采用有效的防腐蝕設(shè)計(jì)。在設(shè)備總體設(shè)計(jì)階段，必須同步編制防腐蝕設(shè)計(jì)大綱，并在設(shè)計(jì)，制造、貯存、運(yùn)輸、使用等各個(gè)階段予以實(shí)施。電子設(shè)備具體的防腐蝕設(shè)計(jì)主要從下列三個(gè)方面進(jìn)行：6.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、一般要求采用密封式結(jié)構(gòu)。密封設(shè)計(jì)優(yōu)先順序?yàn)椋耗K單元進(jìn)行單獨(dú)密封；插箱、分機(jī)局部密封；機(jī)箱或插箱整體密封。進(jìn)行氣密式設(shè)計(jì)時(shí)，容器應(yīng)采用永久性熔焊氣密結(jié)構(gòu)，局部采用密封圈密封，密封圈應(yīng)選用永久變形小的硅橡膠“0”型圈。、對(duì)于大容積的構(gòu)件（如天線箱體、天線罩、高頻箱等），應(yīng)盡量避免氣密式設(shè)計(jì)。、外殼頂部不允許采用凹陷結(jié)構(gòu),避免積水導(dǎo)致腐蝕;外殼結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選無縫隙結(jié)構(gòu)，在采用其它結(jié)構(gòu)時(shí)，要確保其密封性和電接觸性能；外殼與開關(guān)、電纜插頭座等部件的連接部位應(yīng)采取密封措施。、減少積水積污的間隙、死角和空間，易積水的部位應(yīng)設(shè)置足夠的排水孔。將內(nèi)腔和盲孔設(shè)計(jì)成通孔，便于排水和排除濕氣。、避免采用不同類型金屬接觸，以防電偶腐蝕。必需由兩種金屬接觸時(shí)，應(yīng)選用電位接近的金屬。不同金屬組成的構(gòu)件，應(yīng)設(shè)計(jì)為陽極面積大于陰極面積，并采用下列一種或幾種防護(hù)措施：1選用與兩者都允許接觸的金屬或鍍層進(jìn)行調(diào)整過渡；2活動(dòng)部位涂潤(rùn)滑油，不活動(dòng)部位涂漆；3用惰性材料絕緣；4密封。、在貯存或運(yùn)輸過程中，應(yīng)保證可靠的包裝形式和包裝材料，提出貯存和運(yùn)輸?shù)陌踩雷o(hù)要求。6.2、材料選擇正確地選擇材料，是電子設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)的必要保證。在材料選擇時(shí)，應(yīng)選用經(jīng)過鑒定、認(rèn)證并經(jīng)過實(shí)際使用可靠的金屬和非金屬材料，不得使用未經(jīng)入庫檢驗(yàn)的材料。非標(biāo)準(zhǔn)件及材料的選用必須經(jīng)訂購(gòu)方認(rèn)可和質(zhì)檢方鑒定。、在容易產(chǎn)生腐蝕和不容易維護(hù)的部位（如天線、管系等設(shè)備），應(yīng)優(yōu)選鈦合金、不銹鋼等高耐蝕性能材料。、選擇腐蝕傾向小的材料。、選擇雜質(zhì)含量低的材料：金屬材料中雜質(zhì)的存在，直接影響其抗均勻腐蝕、應(yīng)力腐蝕的能力，其中高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金等材料的這種傾向尤為嚴(yán)重。、不同金屬材料相互接觸時(shí)，選用電化偶相容材料，在腐蝕介質(zhì)中的電偶最大電位差不得超過0.25V。、密封機(jī)箱中不得采用具有腐蝕氣氛源（如ABS、聚氯乙烯、酚醛等）的有機(jī)材料。、印制板應(yīng)優(yōu)選高絕緣、耐燃、無毒、不易變形、剛度高的環(huán)氧玻璃布覆銅板（如FR4型）。、避免使用放氣劇烈的材料如聚乙烯、多硫化合物、酚基塑料、紙、木材等；避免使用不相容的材料，如銅、錳與橡膠、紙與銅或銀等。6.3、加工與裝聯(lián)工藝電子設(shè)備在制造過程中，若成型、機(jī)械加工、焊接、熱處理等工序條件選擇不當(dāng)，則會(huì)使材料產(chǎn)生不同類型的腐蝕傾向，導(dǎo)致設(shè)備在使用時(shí)由于腐蝕而引起性能失效。因此采用穩(wěn)定的加工、裝聯(lián)工藝，是設(shè)備耐腐蝕的重要保證。、一般拉伸強(qiáng)度大于1960Mpa（200kg/mm2）的高強(qiáng)度鋼抗應(yīng)力腐蝕的性能、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性都比較低。采用真空冶煉、真空重熔、多向鍛造、真空熱處理、噴丸、閃光焊和電子束焊等工藝可改善高強(qiáng)度鋼的性能。、機(jī)械加工板材和擠壓件所有關(guān)鍵表面，即經(jīng)最后機(jī)械加工和熱處理后易影響的部位，應(yīng)進(jìn)行噴丸或別的方法使其處于無應(yīng)力狀態(tài)。、采用沖擊或熱壓配合、螺栓緊固、裝配等，都可能在零件上表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)采用提高成形精度、合理引入襯墊加以控制。在成形、加工、熱處理、表面處理等工序中，都會(huì)帶來殘余應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力消除熱處理、噴丸、滾軋等方法消除殘余拉應(yīng)力或使其產(chǎn)生壓應(yīng)力，以減少應(yīng)力腐蝕開裂或輕氫脆。、滾軋、熱處理、高溫成形的鈦合金，表面需進(jìn)行機(jī)械加工、化學(xué)銑切或酸洗，以消除材料在高溫下形成的污染層。7、防塵、防雨和防太陽輻射設(shè)計(jì)、電子設(shè)備的天線罩體和外部裝置會(huì)受到砂塵、雨、太陽輻射的影響。、天線罩體和外部設(shè)備應(yīng)避免形狀過于復(fù)雜，結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、光滑且合理。、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，天線罩體和外部設(shè)備外殼除滿足其它要求外，應(yīng)具備足夠的剛度和強(qiáng)度，以承受氣流沖擊和雨水、冰雹、砂塵的侵蝕。、如果可行，天線罩體和外部裝置外殼應(yīng)優(yōu)先采用塵密和水密式設(shè)計(jì)，以防砂塵和雨水滲入。由此帶來的散熱、凝露、除濕等問題應(yīng)有效地加以解決。、天線罩體和外部設(shè)備應(yīng)避免水和砂塵的積聚，盡量消除縫隙結(jié)構(gòu)。、太陽輻射導(dǎo)致的熱效應(yīng)和雨水可能帶來的溫度沖擊效應(yīng)，應(yīng)在熱設(shè)計(jì)中予以充分考慮。、如果天線罩體和外部設(shè)備需要有機(jī)涂覆層，則必須選用經(jīng)過實(shí)用或試驗(yàn)驗(yàn)證過的涂覆材料與涂裝工藝。涂覆層應(yīng)具備防砂塵、雨水侵蝕的能力；應(yīng)具備良好的耐熱氧老化的能力和防太陽輻射引起的光老化的能力。、應(yīng)考慮到天線罩體和外部設(shè)備外殼密封一旦失效后可能導(dǎo)致的緊急情況，并采用相應(yīng)的失效防護(hù)設(shè)計(jì)。8、抗振動(dòng)與抗沖擊設(shè)計(jì)8.1、基本要求電子設(shè)備的抗振動(dòng)與抗沖擊要求主要是指安裝平臺(tái)給它的振動(dòng)輸入，例如機(jī)載設(shè)備的振動(dòng)與沖擊要求是指載機(jī)在起飛、降落、空中飛行過程中機(jī)艙底板（電子設(shè)備安裝處）上的振動(dòng)與沖擊的響應(yīng)和量值。、振動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求由于環(huán)境適應(yīng)性考慮的是極限環(huán)境，所以振動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求考慮的是極限振動(dòng)環(huán)境條件，通常考慮的是三個(gè)方向上的最大值作為任何一個(gè)方向上的設(shè)計(jì)要求。、抗振性能和疲勞設(shè)計(jì)要求抗振性能和疲勞設(shè)計(jì)要求是指經(jīng)常施加在樣品上的振動(dòng)應(yīng)力。同時(shí)還有一個(gè)在長(zhǎng)期的空中振動(dòng)下，任務(wù)電子系統(tǒng)不能產(chǎn)生疲勞的問題。滿足上述要求的不應(yīng)是最大包絡(luò)量值，而應(yīng)是平均值包絡(luò)量值（為了加大安全系統(tǒng)，也可采用平均值+1的量值）。、沖擊強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求就抗沖擊設(shè)計(jì)來說，通常給出的是沖擊脈沖波形或沖擊響應(yīng)譜。下圖為沖擊脈沖波形及其相應(yīng)的沖擊響應(yīng)譜。8.2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、以垂向振動(dòng)作為設(shè)計(jì)要求振動(dòng)一般發(fā)生在相互垂直的三個(gè)方向上，而且通常是垂向的振動(dòng)最大，因此可以簡(jiǎn)化成以垂向振動(dòng)作為相互垂直三個(gè)方向上任一方向上的振動(dòng)設(shè)計(jì)要求。、固有頻率可設(shè)計(jì)在3070Hz之間電子系統(tǒng)的機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）、分箱（包括單元）、組件/模塊等各層次結(jié)構(gòu)的固有頻率應(yīng)按二倍頻的規(guī)則設(shè)計(jì)。當(dāng)工程實(shí)施確有困難時(shí)，可最小不低于1.5。機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）的固有頻率可設(shè)計(jì)在3070Hz之間，并且盡量往30Hz的低端設(shè)計(jì)。分箱（包括單元）、組件/模塊按二倍頻或1.5倍頻的固有頻率往上設(shè)計(jì)。、放大因子必須設(shè)計(jì)成小于3在102000Hz的載機(jī)振動(dòng)頻率范圍內(nèi)，用速率1oct/min的正弦掃頻時(shí)，任何層次的共振頻率上的放大因子必須設(shè)計(jì)成小于3。8 3、隔振緩沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、振動(dòng)傳遞率應(yīng)小于1電子設(shè)設(shè)備的隔振緩沖系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具有隔振和緩沖兩種功能，即既應(yīng)是一個(gè)好的振動(dòng)隔離器又是一個(gè)好的緩沖器，其振動(dòng)傳遞率應(yīng)小于1、沖擊傳遞率應(yīng)小于1、平均碰撞傳遞率小于1。、不出現(xiàn)剛性碰撞去除耦聯(lián)振動(dòng)應(yīng)根據(jù)電子設(shè)備的質(zhì)量、尺寸、固有頻率、危險(xiǎn)頻率、允許的振動(dòng)、沖擊量值進(jìn)行隔振緩沖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（包括提出隔振緩沖系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性要求等）。并且要做到具有足夠的吸收儲(chǔ)存能量的位移空間，保證不出現(xiàn)剛性碰撞。支承平臺(tái)的剛度中心應(yīng)于電子設(shè)備的質(zhì)量中心重合，以去除耦聯(lián)振動(dòng)的有害影響。、采用背架式隔振緩沖系統(tǒng)機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）應(yīng)采用背架式隔振緩沖系統(tǒng)，其中背架隔振器是非承載隔振器，其剛度阻尼特性在水平面內(nèi)，應(yīng)對(duì)稱于原點(diǎn)（平衡位置），并應(yīng)注意它與底部隔振器的剛度位移量等的匹配。、固有頻率偏差應(yīng)小于10加載后的各隔振器的固有頻率與同軸向設(shè)計(jì)時(shí)的理論固有頻率的偏差應(yīng)小于10。8.4、機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）的設(shè)計(jì)、固有頻率盡量靠近30Hz機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）的固有頻率，應(yīng)設(shè)計(jì)在3070Hz之間，并盡量靠近30Hz。、處于可靠的支承狀態(tài)機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）應(yīng)設(shè)置電纜固定裝置，以減少電纜插座和電連接點(diǎn)所受的振動(dòng)應(yīng)力。機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）應(yīng)設(shè)置安全保障裝置，以防隔振系統(tǒng)失效時(shí)，設(shè)備仍處于可靠的支承狀態(tài)。8.5、插箱（分箱、單元）插箱（分箱、單元）三軸向與機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）的連接剛度必須保證插箱（分箱、單元）的一階固有頻率不低于同軸向機(jī)柜（包括顯控臺(tái)）一階固有頻率的1.52倍，即符合8.2.2的規(guī)定。8.6、組件/模塊、組件/模塊固有頻率不應(yīng)低于同軸向插箱的1.52倍安裝在插箱（分機(jī)、單元）上的組件/模塊的連接剛度，應(yīng)保證三軸向的固有頻率不應(yīng)低于同軸向插箱（分機(jī)、單元）固有頻率的1.52倍。、采用較高固有頻率的元器件應(yīng)盡量采用較高固有頻率的元器件。、印制板模塊必須采取加固措施印制板模塊必須采取加固措施。在插箱中的多塊印制板模塊之間應(yīng)有限制基頻共振振幅的限位措施。、印制板應(yīng)采取限位、夾緊裝置印制板應(yīng)采取限位、夾緊裝置，限制印制板電連接邊受振、受沖擊后產(chǎn)生的相對(duì)位移和變形。8.7、緊固件、動(dòng)態(tài)載荷在電子系統(tǒng)中，將使用許多不同形式的緊固件，它們對(duì)電子設(shè)備的可靠性起著重要作用。由于在振動(dòng)與沖擊的動(dòng)態(tài)環(huán)境下使用，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：、以動(dòng)態(tài)載荷（沖擊載荷按15g1.78=26.7g、線性加速度按12g考慮）和結(jié)構(gòu)的幾何形狀為基礎(chǔ)，選擇正確的緊固件尺寸和固定位置。、按動(dòng)態(tài)載荷選擇緊固件的鎖緊裝置。、根據(jù)動(dòng)態(tài)載荷的要求，選擇裝配方法，例如螺釘應(yīng)該用扭矩裝置旋緊，該裝置可預(yù)調(diào)到要求的扭矩值。扭矩值應(yīng)該是扭斷螺絲頭所需扭矩值的6080。、加固監(jiān)視器、計(jì)算硬盤、光盤驅(qū)動(dòng)器等貨架產(chǎn)品必須用緊固件緊固，以提高抗沖擊與抗振動(dòng)的能力。環(huán)境試驗(yàn)與環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)1、概述環(huán)境試驗(yàn)是將產(chǎn)品（包括材料）暴露在自然或人工模擬環(huán)境中，以此來評(píng)價(jià)產(chǎn)品在實(shí)際遇到的運(yùn)輸、貯存、使用環(huán)境條件下的性能。通過環(huán)境試驗(yàn)，可以提供產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、裝配、試驗(yàn)、使用等方面的可靠性與質(zhì)量信息，是產(chǎn)品可靠性與質(zhì)量保證的重要手段。1.1、環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展概況環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的影響，真正受到人們重視是在30年代未和第二次世界大戰(zhàn)期間。那時(shí)，在熱帶和亞熱帶地區(qū)使用的產(chǎn)品（特別是電子電工產(chǎn)品）遇到了所謂氣候劣化問題；特別是第二次世界大戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)上使用的產(chǎn)品，在各種惡劣的環(huán)境條件下出現(xiàn)了許多問題。據(jù)當(dāng)時(shí)美國(guó)空軍調(diào)查，有52產(chǎn)品的損壞是由環(huán)境所引起的，其中溫度占21，振動(dòng)占14，潮濕占10，沙塵鹽霧占7。這些環(huán)境條件造成了許多產(chǎn)品的失靈、誤動(dòng)作、失效，從而貽誤了戰(zhàn)機(jī)，也造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，這就迫使各先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家不得不從一連串的戰(zhàn)爭(zhēng)失利中，開始著重解決電子電工產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性問題。美國(guó)是開展環(huán)境試驗(yàn)較早的國(guó)家，是從研究熱帶防護(hù)開始的，并由國(guó)防部發(fā)式。從40年代的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)室人工模擬試驗(yàn)，并進(jìn)行試驗(yàn)方法研究和制訂試驗(yàn)規(guī)范。50年代未，陸、海、空三軍都有了各自的環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。60年代聯(lián)合制訂出三軍通用的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)MILSTD810D（以下簡(jiǎn)稱810D），緊接著又開始了對(duì)宇航環(huán)境的研究。這樣就形成了從元器件、微電路到設(shè)備，從陸地、海洋到空中的完整環(huán)境試驗(yàn)軍標(biāo)體系。從60年代到現(xiàn)在，美國(guó)的環(huán)境試驗(yàn)軍標(biāo)經(jīng)過多次修改和補(bǔ)充，已發(fā)展到810F，成為許多國(guó)家軍品采用的重要環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際電工委員會(huì)IEC是1948年開始考慮環(huán)境問題的，當(dāng)時(shí)是TC40和TC12下設(shè)的分技術(shù)委員會(huì)。隨著電子電工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)問題的日益突出，1961年成立了TC50“環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)委員會(huì)”專門從事環(huán)境試驗(yàn)機(jī)理、試驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)程序的研究。1973年又成立了TC75“環(huán)境條件技術(shù)委員會(huì)”，專門從事環(huán)境條件分類和分級(jí)的研究。TC50和TC75的文件和標(biāo)準(zhǔn)吸收了各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，集中了各國(guó)專家的智慧，故具有體系完整、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、技術(shù)先進(jìn)、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今世界公認(rèn)的科學(xué)技術(shù)交流和國(guó)際貿(mào)易的準(zhǔn)則。IEC標(biāo)準(zhǔn)已被各國(guó)廣泛采用，成為國(guó)際貿(mào)易中消除技術(shù)壁壘的重要基礎(chǔ)之一，且在世界電子電工產(chǎn)品的生產(chǎn)、貿(mào)易、法律等方面發(fā)揮著權(quán)威性的作用。我國(guó)的環(huán)境試驗(yàn)工作是1955年正式開始的，首先在廣州、上海、海南建立天然暴露試驗(yàn)站，與東歐六國(guó)共同合作探索熱帶、亞熱帶、工業(yè)氣體等對(duì)電子電工產(chǎn)品的影響。我國(guó)的環(huán)境試驗(yàn)經(jīng)歷了從開始學(xué)習(xí)、搬用蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，到逐步建立我國(guó)自己的環(huán)境試驗(yàn)體系這一發(fā)展過程。隨著我國(guó)改革開放的不斷擴(kuò)大，為了加速四化建設(shè)，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，提高我國(guó)電子電工產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性，提高國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，國(guó)家已決定以IEC標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來制訂我國(guó)的民用和軍用產(chǎn)品的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)軍標(biāo)150就是參照美軍標(biāo)810制訂的，在軍品的環(huán)境試驗(yàn)中發(fā)揮了重要的作用。1.2、環(huán)境試驗(yàn)的類型環(huán)境試驗(yàn)大致可以分成兩類，一類是天然（自然）暴露試驗(yàn)；一類是人工模擬試驗(yàn)。1.2.1、天然（自然）暴露試驗(yàn)天然暴露試驗(yàn)是將樣品（產(chǎn)品或材料）在天然環(huán)境條件下進(jìn)行暴露和測(cè)試。天然暴露試驗(yàn)可分為無氣候防護(hù)和有氣候防護(hù)兩種。無氣候防護(hù)是指在室外暴露，樣品直接受氣候影響。有氣候防護(hù)又可分為完全氣候防護(hù)和部分氣候防護(hù)。完全氣候防護(hù)是指在空調(diào)和半空調(diào)室內(nèi)暴露，能保護(hù)樣品免受氣候直接影響。部分氣候防護(hù)是指在棚下、掩蔽所內(nèi)暴露，僅能部分保護(hù)產(chǎn)品免受氣候直接影響。天然暴露試驗(yàn)，可在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，也可以在定期運(yùn)行或滿負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行，視試驗(yàn)的要求而定。1.2.2、人工模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、貯存、使用過程中所經(jīng)受的環(huán)境條件是多種多樣、錯(cuò)綜復(fù)雜的。按對(duì)影響產(chǎn)品的因素可分為：a、氣候條件：高低溫、濕度、氣壓、風(fēng)雨、冰霜等b、機(jī)械條件：沖擊、振動(dòng)、搖擺、噪聲、恒加速度等c、生物條件：霉菌、有害動(dòng)物、海洋生物等d、輻射條件：太陽輻射、電磁輻射、核輻射等e、化學(xué)活性物質(zhì)：硫化氫、二氧化硫、鹽霧等f、機(jī)械活性物質(zhì)：沙粒、塵埃等人工模擬試驗(yàn)就是將上述環(huán)境因素在試驗(yàn)室內(nèi)重現(xiàn)出來。然而，這不是一件簡(jiǎn)單的事情，特別是上述這些因素對(duì)產(chǎn)品的作用往往不是單一的，而經(jīng)常是多種因素同時(shí)作用在產(chǎn)品上。人們通過不斷的實(shí)踐，總結(jié)出了兩種人工模擬方法，a、重視現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件b、重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響前者指實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件及其變化和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件盡量保持一致；后者是指實(shí)驗(yàn)室人工模擬試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件對(duì)產(chǎn)品影響的結(jié)果等效。由于重現(xiàn)環(huán)境條件在技術(shù)、經(jīng)費(fèi)、時(shí)間上往往存在一些問題，有時(shí)甚至無這種必要。所以，當(dāng)前大多數(shù)人工模擬試驗(yàn)都采用重視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，即根據(jù)影響模擬的原理來制訂試驗(yàn)方法。目前模擬環(huán)境試驗(yàn)基本上是按上述方法制訂的。2、環(huán)境試驗(yàn)總要求2.1、試驗(yàn)條件任何環(huán)境試驗(yàn)都應(yīng)規(guī)定試驗(yàn)條件及其容許誤差（包括溫度試驗(yàn)時(shí)溫度穩(wěn)定原則）。2.2、試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行又為條件試驗(yàn)、試驗(yàn)在線，它主要規(guī)定了試驗(yàn)過程中的檢（監(jiān)）測(cè)、試驗(yàn)記錄、失效判據(jù)等與試驗(yàn)有關(guān)的因素，2.3、試驗(yàn)設(shè)備及儀器對(duì)試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器的要求，主要是為了保證施加給試驗(yàn)樣品的試驗(yàn)應(yīng)力控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，不產(chǎn)生欠試驗(yàn)與過試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的再現(xiàn)性。2.4、試驗(yàn)順序主要考慮了各項(xiàng)試驗(yàn)間的相互影響，實(shí)際所遇到的環(huán)境因素順序，試驗(yàn)信息的收集，推薦了一個(gè)試驗(yàn)順序。3、溫度試驗(yàn)溫度試驗(yàn)有三種方法：即低溫、高溫、溫度沖擊。現(xiàn)以GJB150中的溫度試驗(yàn)方法為例來敘述：3.1、溫度試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方法GJB150中三種溫度試驗(yàn)的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法見表3-4表3-1 GJB150中的溫度試驗(yàn)條件及方法試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)條件試驗(yàn)方法（溫度控制曲線）溫度持續(xù)時(shí)間溫度變化速率低溫貯存試驗(yàn)5055溫度穩(wěn)定后再保持24小時(shí)或按有關(guān)技術(shù)文件規(guī)定升降溫變變化速率不大于10/min見圖3-1高溫貯存試驗(yàn)657048小時(shí)，此時(shí)相對(duì)濕度不大于15%升降溫變變化速率不大于10/min見圖3-2低溫工作試驗(yàn)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定試驗(yàn)樣品在不工作狀態(tài)達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間加上啟動(dòng)工作后達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間或按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定升降溫變變化速率不大于10/min見圖3-1高溫工作試驗(yàn)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定試驗(yàn)樣品在不工作狀態(tài)達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間加上啟動(dòng)工作后達(dá)到溫度穩(wěn)定所需的時(shí)間或按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定升降溫變變化速率不大于10/min見圖3-2溫度沖擊試驗(yàn)高溫：+70低溫：-55高低溫保持時(shí)間為1小時(shí)或試驗(yàn)樣品達(dá)到溫度穩(wěn)定所需時(shí)間，以長(zhǎng)者為準(zhǔn)。循環(huán)次數(shù)為3次。高溫箱和低溫箱之間轉(zhuǎn)換時(shí)間為5分鐘見圖4-33.1.1 溫度試驗(yàn)條件3.1.1.1 試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度主要分為貯存溫度和工作溫度。貯存溫度是指產(chǎn)品在不工作狀態(tài)遇到的最高和最低溫度。這一溫度主要取決于自然氣候環(huán)境溫度，這種溫度一般在一年中的最熱或最冷的季節(jié)中在某些地域中出現(xiàn)，通常稱為溫度極值。溫度極值包括記錄極值，工作極值和承受極值。除記錄極值外，工作極值和承受極值通常以一定的風(fēng)險(xiǎn)率給出。貯存試驗(yàn)溫度除取決于自然大環(huán)境溫度外，還取決于產(chǎn)品載體金屬殼體的散熱和致冷輻射效應(yīng)，根據(jù)我國(guó)對(duì)飛機(jī)機(jī)場(chǎng)停放時(shí)溫度實(shí)測(cè)結(jié)果，機(jī)內(nèi)溫度在熱天要比外界自然環(huán)境溫度高1020，冷天要比外界溫度低35。由于不管機(jī)載設(shè)備裝于何種飛機(jī)上，飛機(jī)都要在地面停留存放。因此，其高、低溫貯存試驗(yàn)溫度在中國(guó)范圍一般均取-50和70。如果要進(jìn)入北極區(qū)，低溫貯存溫度降到-62。如果要在非洲沙漠停放，高溫貯存溫度要升到85。溫度沖擊溫度上下限通常選用高低溫貯存溫度。工作溫度主要受微氣候環(huán)境的影響，它取決于載體種類和熱源，相鄰設(shè)備發(fā)熱情況，產(chǎn)品周圍通風(fēng)和傳熱情況和產(chǎn)品本身冷卻方式等。因此通用標(biāo)準(zhǔn)中不了解對(duì)工作溫度作統(tǒng)一規(guī)定，要根據(jù)產(chǎn)品具體情況確定。3.1.1.2 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間溫度試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間主要取決于在貯存或工作溫度下的停留時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)貯存試驗(yàn)的高低溫保溫時(shí)間作了定量規(guī)定，即高溫時(shí)為48h，而低溫為24h加上產(chǎn)品在此溫度下達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)工作試驗(yàn)的高低溫保溫時(shí)間只規(guī)定為產(chǎn)品達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間，有關(guān)溫度穩(wěn)定時(shí)間的確定方法在本章5.5節(jié)中專門說明。對(duì)于溫度沖擊試驗(yàn)，一般規(guī)定為1h，或者是溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間，當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)間超過1h時(shí)，應(yīng)使用溫度穩(wěn)定時(shí)間，當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)間小于等于1h時(shí)，應(yīng)使用1h。3.1.1.3 溫度變化速率對(duì)于高低溫貯存試驗(yàn)和工作試驗(yàn)來說，由于主要考慮溫度持續(xù)作用的影響，溫度變化速率不是標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)條件，這一速率不宜過大，變化過大不僅會(huì)延長(zhǎng)溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間，還會(huì)引入快速溫變失效機(jī)理，變化過小又會(huì)影響試驗(yàn)效率，因此，一般規(guī)定為試驗(yàn)箱最大可能變化速率，但不超過10/min。對(duì)于溫度沖擊試驗(yàn)，則要求產(chǎn)品在高低溫箱之間快速轉(zhuǎn)換，時(shí)間小于等于5min。3.1.1.4 循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)僅適用于溫度沖擊，一般規(guī)定3次。3.2 試驗(yàn)方法溫度試驗(yàn)按GJB150總則規(guī)定的通用試驗(yàn)程序進(jìn)行，包括初始檢測(cè)，試驗(yàn)，恢復(fù)和最終檢測(cè)四大部分。低溫貯存和工作、高溫貯存和工作、溫度沖擊三個(gè)試驗(yàn)分別按圖3-1，圖3-2和圖3-3的溫度控制曲線進(jìn)行。-55低溫工作溫度溫度 工作狀態(tài)工作不工作工作不工作工作性能檢測(cè)檢測(cè)不檢測(cè)檢測(cè)不檢測(cè)檢測(cè)條件說明正常試驗(yàn)大氣條件小于10/min達(dá)到溫度穩(wěn)定24h小于10/min達(dá)到溫度穩(wěn)定達(dá)到溫度穩(wěn)定檢測(cè)用時(shí)間小于10/min達(dá)到溫度穩(wěn)定正常試驗(yàn)大氣條件試驗(yàn)步驟12345678試驗(yàn)階段初始檢測(cè)試 驗(yàn)恢復(fù)最終檢測(cè)圖3-1 低溫貯存和工作試驗(yàn)控制曲線高溫工作溫度70室溫溫度工作狀態(tài)工作不 工 作工 作不工作工作性能檢測(cè)檢測(cè)不 檢 測(cè)檢測(cè)不檢測(cè)檢測(cè)條件說明正常試驗(yàn)大氣條件小于10/min48hRH15%小于10/min達(dá)到溫度穩(wěn)定達(dá)到溫度穩(wěn)定檢測(cè)用時(shí)間小于10/min達(dá)到溫度穩(wěn)定正常試驗(yàn)大氣條件試驗(yàn)步驟1234567試驗(yàn)階段初始檢測(cè)試 驗(yàn)恢復(fù)最終檢測(cè)低溫箱溫度-5570高溫箱溫度工作狀態(tài)工作不工作工作性能檢測(cè)檢測(cè)不檢測(cè)性能檢測(cè)條件說明正常試驗(yàn)大氣條件升溫速率不規(guī)定4小時(shí)或達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間。長(zhǎng)者為準(zhǔn)小于5min4小時(shí)或達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間。長(zhǎng)者為準(zhǔn)小于5min重復(fù)2步條件重復(fù)2.3步條件升溫速率未規(guī)定達(dá)到溫度穩(wěn)定正常試驗(yàn)大氣條件試驗(yàn)步驟1234恢復(fù)試驗(yàn)階段初始檢測(cè)試 驗(yàn)最終檢測(cè)圖3-3 溫度沖擊試驗(yàn)控制曲線圖3-2 高溫貯存和工作試驗(yàn)控制曲線3.3 對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求GJB150三項(xiàng)溫度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫度試驗(yàn)箱的要求見表3-2。溫度試驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足表中的要求。新購(gòu)置的試驗(yàn)箱應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收鑒定；試驗(yàn)箱使用中，也應(yīng)定期檢定，以確認(rèn)其能否滿足試驗(yàn)要求。GB5170已規(guī)定了溫度試驗(yàn)箱的檢定方法。對(duì)于技術(shù)性能較差的大型試驗(yàn)箱（室）若檢定表明其有效容積內(nèi)某一區(qū)域能滿足容差要求且有足夠大的容積，也可用此試驗(yàn)箱（室）的該區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，不必要求箱內(nèi)各區(qū)都滿足要求。表3-2 GJB150溫度試驗(yàn)對(duì)溫度箱的要求項(xiàng)目箱 別要 求監(jiān)測(cè)要求低溫箱高溫箱溫度沖擊箱試驗(yàn)箱內(nèi)應(yīng)裝有傳感器，用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)條件風(fēng)速低溫箱高溫箱溫度沖擊箱試驗(yàn)箱內(nèi)應(yīng)有強(qiáng)迫空氣循環(huán)。以保證達(dá)到試驗(yàn)條件和箱內(nèi)溫度均勻，但風(fēng)速不超過1.7m/s溫度容差低溫箱高溫箱溫度沖擊箱試驗(yàn)樣品附近測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的溫度應(yīng)在試驗(yàn)溫度的2以內(nèi)，其溫度梯度不超過1/m，或總的最大值為2.2（試驗(yàn)樣品不工作）濕度低溫箱無明確要求高溫箱絕對(duì)濕度不超過20g/m3，（相對(duì)于溫度35，相對(duì)濕度50）溫度沖擊箱無明確要求熱輻射低溫箱箱內(nèi)壁溫度與試驗(yàn)溫度之差不超過8%（絕對(duì)溫度）高溫箱箱內(nèi)壁溫度與試驗(yàn)溫度之差不超過3%（絕對(duì)溫度）溫度沖擊箱分別同高、低溫箱箱溫恢復(fù)能力溫度沖擊箱試驗(yàn)樣品放入后，箱溫恢復(fù)時(shí)間不超過高、低溫規(guī)定保持時(shí)間的10%3.4 試驗(yàn)技術(shù)為了保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確且具有再現(xiàn)性，必須嚴(yán)格控制試驗(yàn)過程中的每一環(huán)節(jié)，既保證試驗(yàn)條件控制在規(guī)定范圍內(nèi)，又不給產(chǎn)品引入附加的故障。3.4.1 試驗(yàn)箱的選擇 為保證試驗(yàn)正常進(jìn)行，試驗(yàn)樣品和試驗(yàn)箱的有效容積之間要保持合理的比例，對(duì)于發(fā)熱試驗(yàn)樣品，其體積不大于試驗(yàn)箱有效容積的十分之一；對(duì)于不發(fā)熱試驗(yàn)樣品，其體積不大于試驗(yàn)箱有效容積的五分之一。3.4.2 試驗(yàn)樣品安裝試驗(yàn)樣品應(yīng)放置在試驗(yàn)箱內(nèi)擱架或?qū)ｉT制造的樣品架上。除支點(diǎn)外，試驗(yàn)樣品應(yīng)被自由空氣包圍。嚴(yán)禁將試驗(yàn)樣品置于箱底或?qū)嵭膲|板上。樣品的任何部分均應(yīng)位于試驗(yàn)箱有效容積內(nèi)，不得伸入靠近箱壁的非有效容積內(nèi)，因?yàn)榉怯行莘e內(nèi)不能保證試驗(yàn)條件。多臺(tái)試驗(yàn)樣品安裝時(shí)，要注意試驗(yàn)樣品之間留適當(dāng)間隔，并與試驗(yàn)箱內(nèi)空氣流動(dòng)方向協(xié)調(diào)，不能阻止氣流的正確流動(dòng)。3.4.3 溫度監(jiān)測(cè)在可能情況下，應(yīng)在試驗(yàn)樣品周圍。試驗(yàn)樣品內(nèi)關(guān)鍵部位，以及在試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)氣口和回風(fēng)口處安裝溫度傳感器，以監(jiān)測(cè)溫度和進(jìn)行控制，保證試驗(yàn)箱提供符合要求的溫度，且掌握關(guān)鍵部位溫度，保證這些部位達(dá)到溫度穩(wěn)定和防止受到過應(yīng)力。僅觀察試驗(yàn)箱指標(biāo)溫度往往得不到準(zhǔn)確的信息。3.4.4 試驗(yàn)箱溫度設(shè)定點(diǎn)的設(shè)置試驗(yàn)箱溫度設(shè)定點(diǎn)應(yīng)是試驗(yàn)條件確定的溫度。不能將溫度條件容差范圍看作設(shè)定點(diǎn)可選擇范圍。溫度容差范圍是檢定試驗(yàn)箱是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求的依據(jù)和限定指標(biāo)。設(shè)定點(diǎn)偏離規(guī)定溫度會(huì)導(dǎo)致箱內(nèi)實(shí)際溫度超出容差范圍。3.4.5 試驗(yàn)樣品溫度穩(wěn)定溫度試驗(yàn)中有關(guān)在試驗(yàn)溫度下的持續(xù)時(shí)間的確定常常以試驗(yàn)樣品在該溫度下達(dá)到溫度穩(wěn)定為準(zhǔn)。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料千差萬別，不同產(chǎn)品在同一溫度下達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間是不同的。溫度穩(wěn)定所需時(shí)間還與試驗(yàn)箱的能力和試驗(yàn)溫度相關(guān)，因此不可能提供一個(gè)統(tǒng)一的溫度穩(wěn)定時(shí)間。也不能簡(jiǎn)單地按重量給出此時(shí)間，而應(yīng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。在工程上要保證試驗(yàn)樣品溫度和試驗(yàn)箱內(nèi)空氣溫度完全一致是不現(xiàn)實(shí)的，至少花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)，因此GJB150和HB6167中都對(duì)溫度穩(wěn)定進(jìn)行了定義，作為確定溫度穩(wěn)定的依據(jù)，HB6167中還對(duì)無法測(cè)量溫度穩(wěn)定的試驗(yàn)樣品規(guī)定了所需最短時(shí)間，具體見表3-3。表3-3 GJB150和HB6167中溫度穩(wěn)定的定義狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)定 義備 注不工作狀態(tài)GJB150試驗(yàn)樣品中熱容量最大的部件的溫度與規(guī)定的溫度相差2以內(nèi)時(shí)，則認(rèn)為該試驗(yàn)樣品達(dá)到了溫度穩(wěn)定任何一個(gè)關(guān)鍵部件（如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)蓄電池電介液）應(yīng)在1范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)件或無源件不考慮溫度穩(wěn)定HB6167設(shè)備內(nèi)部最大質(zhì)量處的溫度達(dá)到規(guī)定溫度的3范圍以內(nèi)時(shí)，認(rèn)為其達(dá)到了溫度穩(wěn)定無法測(cè)量時(shí)，溫度穩(wěn)定最短時(shí)間為3h工作狀態(tài)GJB150試驗(yàn)樣品中熱容量最大的部件每小時(shí)溫度變化不大于2時(shí)，則認(rèn)為試驗(yàn)樣品達(dá)到了溫度穩(wěn)定HB6167試驗(yàn)內(nèi)部最大質(zhì)量處的溫度每小時(shí)變化不超過2時(shí)，認(rèn)為其達(dá)到了溫度穩(wěn)定無法測(cè)量時(shí)，溫度穩(wěn)定最短時(shí)間為2h關(guān)于溫度穩(wěn)定確定方法，除了按上述定義進(jìn)行直接測(cè)量外，還有一些其他方法。典型的方法是重量法和時(shí)間常數(shù)法，這二個(gè)方法對(duì)于軍用設(shè)備來說都不如直接測(cè)量合理。說明如下：（1） 重量法這一方法是按受試產(chǎn)品的重量來決定高低溫的保持時(shí)間，目前采用此方法的標(biāo)準(zhǔn)有MIL-STD-202F電子及電氣元件試驗(yàn)方法，航標(biāo)HB6-71-76飛機(jī)電機(jī)電器環(huán)境試驗(yàn)方法等。很明顯，對(duì)于軍用設(shè)備來說，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件材料各不相同，且內(nèi)部還有微氣候存在，認(rèn)為保溫時(shí)間與重量成正比是不合理的。因此，國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)都不采用這一方法。如美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-810。英國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)DEF 07-55軍用器材的環(huán)境試驗(yàn)，3G100飛機(jī)設(shè)備通用要求，美國(guó)民機(jī)標(biāo)準(zhǔn)RTCA D0160機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件及試驗(yàn)方法以及蘇聯(lián)民用航空要求附錄8.1機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件及試驗(yàn)方法。事實(shí)上，對(duì)一些試驗(yàn)樣品用直接測(cè)量法找出的溫度穩(wěn)定時(shí)間與重量法計(jì)算的時(shí)間差別很大如表3-4所示。這也充分說明重量法不適用。對(duì)于儀表一類試驗(yàn)樣品，曾利用最難熱透（冷透）的線包組合件電阻值變化來確定整個(gè)儀表熱透（冷透）所需時(shí)間。結(jié)果表明，金屬外殼且結(jié)構(gòu)緊湊的試驗(yàn)樣品，保溫時(shí)間與重量法一致，但對(duì)于金屬外殼，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不緊湊，并有塑料件的試驗(yàn)樣品，時(shí)間要差一倍多，證明儀表也不宜采取重量法。（2） 時(shí)間常數(shù)法這是國(guó)際電工協(xié)會(huì)（IEC）采用的方法，方法是在試驗(yàn)前直接用熱電偶或其他傳感器測(cè)量樣品熱容量最大部位的溫度。當(dāng)此溫度升到試驗(yàn)溫度的0.632倍時(shí)即停止測(cè)量。將這段升溫所需時(shí)間作為該試驗(yàn)樣品的熱時(shí)間常數(shù)，并把該常數(shù)的4倍作為溫度穩(wěn)定時(shí)間。鑒于這種方法也要通過實(shí)測(cè)確定，不如測(cè)量到得出溫度穩(wěn)定時(shí)間，因?yàn)檫@在工程上已不困難。表3-4 重量法確定的時(shí)間與直接測(cè)量法確定的時(shí)間比較試驗(yàn)樣品名稱重量法重量kg時(shí)間h高溫下時(shí)間低溫下時(shí)間低溫貯存時(shí)間LD-C2型導(dǎo)航雷達(dá)12042h12min(50)3h(-10)3h(-40)回聲-3型聲納站23883h(50)5h(-10)18h(-40)YP-1型甚低頻超短波導(dǎo)航接收機(jī)5542h45min(50)3h(1-10)15h(-40)FDH1-74型發(fā)射機(jī)12045h(50)5h(-10)8h20 min (-40)SDH2-74型接收機(jī)5544h(50)5h(-10)8h20 min (-40)302型導(dǎo)航系統(tǒng)顯示器5.821h(60)4h(-57)DMW-1型瞄準(zhǔn)具顯示器1220.5h(55)3.6h(-57)FKJ-A型磁放大器820.5h(55)3.6h(-57)TQZ-A全姿態(tài)組合陀螺1122.2h(60)2.5h(-57)由此可見，GJB150采用直接測(cè)量法是合理的。直接測(cè)量法也會(huì)遇到一些問題，如傳感器無法插入試樣內(nèi)部，要確定熱容量最大部位或找出最關(guān)鍵部位等。有些標(biāo)準(zhǔn)如表4-6中的HB6167為了方便，直接規(guī)定了溫度穩(wěn)定時(shí)間。3.4.6 溫度沖擊試驗(yàn)的起始沖擊溫度溫度沖擊試驗(yàn)方法中，規(guī)定是從常溫先進(jìn)入高溫箱，然后從高溫箱轉(zhuǎn)入低溫箱，按照這一做法，三個(gè)循環(huán)后，產(chǎn)品正處于低溫箱內(nèi)。此時(shí)產(chǎn)品出箱至室溫，由于產(chǎn)品本身溫度低于環(huán)境空氣溫度，往往在其內(nèi)外表面產(chǎn)生凝露水，因此按照環(huán)境試驗(yàn)一般程序需放入到50左右高溫箱中恢復(fù)，消除凝露水后再回到常溫等溫度穩(wěn)定后測(cè)性能，從而使試驗(yàn)周期加長(zhǎng)。因此建議改為先進(jìn)入低溫箱開始溫度沖擊循環(huán)，使第三個(gè)循環(huán)結(jié)果在高溫段，從而免去上述必做的恢復(fù)步驟。美國(guó)軍標(biāo)810E也作了靈活的規(guī)定，即“允許從低溫開始，而后按次序在兩個(gè)極值之間循環(huán)”。5 太陽輻射試驗(yàn)太陽輻射試驗(yàn)主要用于在其壽命期內(nèi)有可能在熱帶露天暴露于太陽輻射之下的產(chǎn)品，它通常不適合用于模擬由封閉的或復(fù)蓋的貯藏條件下引起的加熱效應(yīng)，GJB150中的太陽輻射試驗(yàn)就是這樣的。5.1 GJB150.7中的太陽輻射試驗(yàn)的主要內(nèi)容GJB150.7包括兩個(gè)試驗(yàn)程序：程序循環(huán)熱效應(yīng)試驗(yàn) 程序穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)期光學(xué)效應(yīng)試驗(yàn)。5.1.2 循環(huán)熱效應(yīng)試驗(yàn)a. 總輻射強(qiáng)度：112010%W/m2，其譜能分布及容差見表5-1。 總輻射強(qiáng)度112010%W/m2是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）為了試驗(yàn)的目的，根據(jù)國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）第22技術(shù)委員會(huì)的推薦，當(dāng)太陽在天頂時(shí)，地球表面從太陽和天空接收到的總輻射強(qiáng)度。b. 溫度：在總輻射強(qiáng)度為112010%W/m2不變情況下，提供了兩個(gè)高溫日循環(huán)。第一個(gè)循環(huán)（干熱）的峰值溫度為49，代表最熱條件。當(dāng)設(shè)備要求在世界范圍內(nèi)滿意地工作時(shí)，用這個(gè)循環(huán)。第二個(gè)循環(huán)（基本干熱）最高空氣溫度為44，用于在世界許多地區(qū)正常工作且性能不變壞的設(shè)備。用在中國(guó)、美國(guó)、墨西哥、澳大利亞、西班牙南部等地區(qū)。表5-1 譜能分布及容差光譜區(qū)特性紫外光可見光紅外線波長(zhǎng)m0.280.320.320.400.400.780.783.00輻射強(qiáng)度W/ m2563560492容差%35251020c. 日循環(huán)：24h為一個(gè)日循環(huán)，詳見圖5-1。d. 試驗(yàn)時(shí)間：最少為連續(xù)三個(gè)循環(huán)，最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為七個(gè)循環(huán)。5.1.3 穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)期光化學(xué)效應(yīng)試驗(yàn)a. 總輻射強(qiáng)度：112047w/m2b. 溫度：44（相對(duì)濕