摘要：本文介紹了溫度沖擊試驗的基本原理和試驗技術及GJB150.5A-2009《軍用裝備實驗室環境試驗方法 溫度沖擊試驗》試驗程序、試驗條件和試驗順序和剪裁過程。最后以模擬試驗的方式，通過應用溫度沖擊試驗方法過程的剪裁，為實驗室應用溫度沖擊試驗提供了示例，具體詳情也可在線咨詢劍喬儀器廠家！

關鍵詞：GJB 150A；溫度沖擊；環境試驗

隨著我國在航天、船海領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)不斷(duan)發展，武(wu)器裝(zhuang)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)作戰(zhan)使用(yong)環境日益復雜。嚴峻的(de)(de)(de)(de)作戰(zhan)環境，對于(yu)裝(zhuang)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性、安全(quan)性以(yi)及電(dian)氣性能(neng)提出了更加嚴苛(ke)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術指(zhi)標要(yao)求。為了提高(gao)裝(zhuang)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性，溫度沖(chong)擊試驗作為環境應力篩選工藝(yi)以(yi)剔除(chu)裝(zhuang)備(bei)(bei)早(zao)期(qi)故障，亦可(ke)作為考核(he)材料特(te)性以(yi)及電(dian)氣性能(neng)的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)手(shou)段。

1、溫(wen)度沖擊試驗概(gai)述

目前國內溫度沖擊試驗方法主要依據GJB 150.5A，該標準基于IEC 60068-2-14[1]并適應我國武器裝備的特性而逐漸完善。下面對GJB 150.5A作簡要介紹并分析試驗方法、試驗程序以及試驗條件。

1.1試驗方法

進行溫(wen)度(du)沖(chong)(chong)擊(ji)試(shi)驗(yan)的目的是驗(yan)證裝備的物(wu)理(li)特(te)性(xing)(xing)（材料(liao)）或(huo)性(xing)(xing)能(neng)指標(biao)在經受周圍大氣溫(wen)度(du)的急劇變化(hua)（溫(wen)度(du)沖(chong)(chong)擊(ji)）時是否會(hui)引(yin)起改變，利(li)用在不同溫(wen)度(du)情況(kuang)下因熱(re)(re)(re)脹冷(leng)(leng)(leng)縮所產生的應力來考驗(yan)被試(shi)品(pin)質量的試(shi)驗(yan)。溫(wen)度(du)沖(chong)(chong)擊(ji)模擬(ni)產品(pin)貯存或(huo)運(yun)輸過(guo)程中從一個(ge)極熱(re)(re)(re)（極冷(leng)(leng)(leng)）的環(huan)境中突然進入(ru)一個(ge)極冷(leng)(leng)(leng)（極熱(re)(re)(re)）的環(huan)境，因此，一般用兩(liang)個(ge)試(shi)驗(yan)箱(xiang)(xiang)（冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)和熱(re)(re)(re)箱(xiang)(xiang)）或(huo)一個(ge)試(shi)驗(yan)箱(xiang)(xiang)中的兩(liang)個(ge)室（冷(leng)(leng)(leng)室和熱(re)(re)(re)室），實現(xian)被試(shi)品(pin)在冷(leng)(leng)(leng)熱(re)(re)(re)室之間快速轉移[2]。

當采用(yong)高(gao)溫(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)(xiang)(xiang)和(he)低溫(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)(xiang)(xiang)進(jin)行溫(wen)度(du)變化(hua)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)(xiang)(xiang)的放置應便(bian)于被(bei)試(shi)(shi)(shi)(shi)品在兩(liang)箱(xiang)(xiang)(xiang)之間迅(xun)速轉換。低溫(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)(xiang)(xiang)的全部箱(xiang)(xiang)(xiang)壁(bi)(bi)溫(wen)度(du)偏(pian)離規定的試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)環境(jing)(jing)熱(re)力學(xue)溫(wen)度(du)不(bu)應超(chao)(chao)過(guo)8 %，高(gao)溫(wen)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱(xiang)(xiang)(xiang)的全部箱(xiang)(xiang)(xiang)壁(bi)(bi)溫(wen)度(du)偏(pian)離規定的試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)環境(jing)(jing)熱(re)力學(xue)溫(wen)度(du)不(bu)應超(chao)(chao)過(guo)3 %，同時被(bei)試(shi)(shi)(shi)(shi)品不(bu)受任何發熱(re)和(he)冷卻元件(jian)的直接輻射。

如研制(zhi)總要求或有關(guan)標準沒有特(te)殊要求，溫(wen)度沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的溫(wen)度條件(jian)至少要包括(kuo)被試(shi)(shi)品相應規(gui)定的最高(gao)溫(wen)度條件(jian)和(he)最低溫(wen)度條件(jian)。高(gao)低溫(wen)轉(zhuan)換時(shi)間通(tong)常不低于3 min，轉(zhuan)換時(shi)間過長達不到溫(wen)度沖(chong)擊(ji)效(xiao)果(guo)。采用(yong)溫(wen)度沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱進(jin)行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，轉(zhuan)換時(shi)間通(tong)常比(bi)較(jiao)短(duan)；采用(yong)高(gao)溫(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱和(he)低溫(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)箱交替法進(jin)行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時(shi)轉(zhuan)換時(shi)間通(tong)常比(bi)較(jiao)長。

1.2試驗程序

溫度沖擊試驗主要包括兩個試驗程(cheng)序(xu)[3]：程(cheng)序(xu)Ⅰ——恒定和程(cheng)序(xu)Ⅱ——循(xun)環(huan)。雖然兩個程(cheng)序(xu)都涉及溫度條件和性能測試，但高溫沖擊極值(zhi)存在不(bu)同(tong)：

1）程序Ⅰ——恒定(ding)。程序Ⅰ的(de)(de)每個(ge)極(ji)值沖擊(ji)條件采(cai)用(yong)(yong)(yong)恒定(ding)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。在諸多情況(kuang)下，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)沖擊(ji)本(ben)身比其他溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)效應重要得多，所以試驗可采(cai)用(yong)(yong)(yong)兩個(ge)恒定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)進行(xing)。特別是在希望采(cai)用(yong)(yong)(yong)更嚴(yan)酷的(de)(de)沖擊(ji)（例如需(xu)對安全性進行(xing)評價以及考核初始設(she)計合理性方面）時和(he)在要使用(yong)(yong)(yong)極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)時要采(cai)用(yong)(yong)(yong)恒定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)沖擊(ji)程序。

2）程序(xu)Ⅱ——循(xun)環。若要求(qiu)對真實環境進行(xing)仔細地(di)模(mo)擬時，應(ying)使(shi)用程序(xu)Ⅱ，因為高溫(wen)是隨著相應(ying)的(de)日循(xun)環出(chu)現的(de)。根據相關技術文件(jian)確(que)定裝備(bei)應(ying)達(da)到的(de)功(gong)能（工作使(shi)用要求(qiu)），并確(que)定會引起溫(wen)度(du)沖(chong)擊的(de)環境。

在(zai)實驗(yan)室環境(jing)中，通(tong)常根據(ju)武器裝(zhuang)備的(de)(de)設(she)(she)計(ji)溫度指標選用(yong)程序(xu)Ⅰ進行試驗(yan)，若裝(zhuang)備承制方技(ji)術(shu)文件對于程序(xu)Ⅱ有明(ming)確的(de)(de)要求則按照程序(xu)Ⅱ進行試驗(yan)。武器裝(zhuang)備使用(yong)環境(jing)可能(neng)包含多個設(she)(she)備平臺，程序(xu)Ⅱ存在(zai)一(yi)定的(de)(de)局限性；而若按照程序(xu)Ⅰ進行試驗(yan)，是(shi)針對武器裝(zhuang)備的(de)(de)設(she)(she)計(ji)指標進行考核，能(neng)夠更充分的(de)(de)驗(yan)證裝(zhuang)備的(de)(de)技(ji)術(shu)特性和電(dian)氣(qi)性能(neng)是(shi)否滿足設(she)(she)計(ji)要求。

1.3試驗條(tiao)件

應根據相關技術(shu)文件(jian)的規定(ding)、應力(li)篩選要求選定(ding)隨(sui)用的試(shi)驗條件(jian)和試(shi)驗技術(shu)。若有實(shi)測數據，則應使(shi)用實(shi)測數據。本實(shi)驗將暴露條件(jian)歸納為飛機飛行暴露、空(kong)運(yun)-沙漠暴露和陸運(yun)或空(kong)運(yun)-寒冷暴露等
 

2）根(gen)(gen)據(ju)(ju)(ju)實際使用(yong)環境溫(wen)(wen)度(du)數(shu)據(ju)(ju)(ju)或(huo)技術文(wen)件(jian)(jian)要(yao)(yao)求選擇(ze)試(shi)驗溫(wen)(wen)度(du)。若(ruo)沒(mei)有(you)數(shu)據(ju)(ju)(ju)或(huo)文(wen)件(jian)(jian)，可根(gen)(gen)據(ju)(ju)(ju)裝備預(yu)計的(de)部署應(ying)用(yong)情(qing)況或(huo)將要(yao)(yao)部署的(de)區域，或(huo)根(gen)(gen)據(ju)(ju)(ju)其(qi)最(zui)極(ji)端的(de)非工作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)要(yao)(yao)求確(que)定試(shi)驗溫(wen)(wen)度(du)；亦(yi)可采用(yong)能(neng)夠反映預(yu)期(qi)的(de)極(ji)端貯存條件(jian)(jian)的(de)試(shi)驗條件(jian)(jian)。溫(wen)(wen)度(du)范圍應(ying)反映預(yu)期(qi)的(de)使用(yong)情(qing)況，而不是任意選擇(ze)一個溫(wen)(wen)度(du)范圍；

3）應按(an)裝備預期的貯(zhu)存(cun)、運輸或(huo)使用時的技術狀態進行試(shi)驗；

4）試件溫度(du)穩定（在(zai)轉換之前）的時間至少(shao)應保證(zheng)試件外表面(mian)溫度(du)均勻一致（±2 ℃以內(nei)）。

5）除技術文件專門提出(chu)要求外，不考慮(lv)控制相對(dui)濕(shi)度。針對(dui)某些對(dui)于(yu)濕(shi)度敏感的材料（如纖維材料）應在試(shi)驗前對(dui)試(shi)驗箱進行除濕(shi)操作；

6）應保(bao)證(zheng)溫度(du)轉換時間能(neng)(neng)夠反映壽命(ming)期剖面中(zhong)實際溫度(du)沖(chong)擊的(de)狀態。轉換時間應盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)的(de)短，但若能(neng)(neng)證(zheng)明(ming)這些額外的(de)時間是合(he)理的(de)，轉換時間亦可(ke)大于1 min；

7）受試裝備應盡(jin)可能(neng)在(zai)低溫(wen)(wen)保溫(wen)(wen)結束至高(gao)溫(wen)(wen)保溫(wen)(wen)結束期間通電(dian)檢測電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)，若(ruo)試驗(yan)過程中(zhong)無法滿足測試條件則于試驗(yan)結束后進行電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)測試。

2、實驗室中(zhong)溫度沖擊試驗的剪裁實例

2.1受試樣品簡介

1）受(shou)試樣品(pin)為某(mou)型DC；

2）受試樣品主(zhu)要作戰(zhan)環境為(wei)飛機外掛。

2.2試驗項目(mu)的剪裁

根據(ju)(ju)受試(shi)產品的(de)使用(yong)環境，可(ke)以確(que)定(ding)其(qi)主要(yao)暴(bao)露于高低溫環境之中。據(ju)(ju)此，為了更全面真(zhen)實的(de)模(mo)擬產品的(de)使用(yong)環境，確(que)定(ding)需要(yao)對裝備(bei)(bei)進行(xing)溫度沖(chong)擊試(shi)驗(yan)。溫度的(de)迅速(su)變化預期會對裝備(bei)(bei)內部模(mo)塊組件的(de)電氣性(xing)能產生顯著(zhu)的(de)影響；為充分驗(yan)證該型裝備(bei)(bei)應對溫度沖(chong)擊的(de)適應性(xing)，進行(xing)溫度沖(chong)擊試(shi)驗(yan)。

選定(ding)了試(shi)驗(yan)方法，然后對溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)沖擊試(shi)驗(yan)的試(shi)驗(yan)條件進(jin)行分析(xi)。由于受(shou)(shou)試(shi)產品使用服(fu)役于多(duo)地(di)域，且(qie)受(shou)(shou)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)日照影(ying)響(xiang)有限(xian)，所以在確定(ding)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)沖擊試(shi)驗(yan)條件時，考慮(lv)(lv)按照產品設計極限(xian)值(zhi)進(jin)行，選取(qu)試(shi)驗(yan)程序Ⅰ。按GJB 150.5A規定(ding)，要求(qiu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)轉換前受(shou)(shou)試(shi)產品能夠達到溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)穩定(ding)，所以將(jiang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)穩定(ding)時間設定(ding)為4 h；此外，需考慮(lv)(lv)試(shi)驗(yan)箱內濕(shi)度(du)(du)對裝備(bei)的影(ying)響(xiang)。因受(shou)(shou)試(shi)產品在使用環境下濕(shi)度(du)(du)相對較小(xiao)，僅在存放時會(hui)經受(shou)(shou)濕(shi)熱因素影(ying)響(xiang)，所以，在溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)沖擊試(shi)驗(yan)過程中不考慮(lv)(lv)濕(shi)度(du)(du)。

受試產品屬長(chang)期處(chu)于(yu)貯存狀態，執行作戰任(ren)務時(shi)短期內隨飛機處(chu)于(yu)高層(ceng)大氣(qi)中，使(shi)用(yong)不(bu)頻繁(fan)，故而按GJB 150.5A最(zui)低(di)循環(huan)沖(chong)擊(ji)次(ci)(ci)數不(bu)小(xiao)于(yu)3次(ci)(ci)的要(yao)求(qiu)，選取最(zui)低(di)試驗循環(huan)沖(chong)擊(ji)次(ci)(ci)數3次(ci)(ci)（3次(ci)(ci)高溫(wen)沖(chong)擊(ji)，2次(ci)(ci)低(di)溫(wen)沖(chong)擊(ji)）。溫(wen)度(du)轉換(huan)時(shi)間按標準(zhun)要(yao)求(qiu)盡量小(xiao)于(yu)1 min，確實無(wu)法滿足時(shi)說明理由，由于(yu)傳統(tong)溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)試驗設備內部空間無(wu)法滿足受試產品整體放(fang)置的需求(qiu)，選擇相鄰高低(di)溫(wen)試驗箱通過兩箱法實現溫(wen)度(du)沖(chong)擊(ji)，能夠滿足在3 min內實現溫(wen)度(du)轉換(huan)的要(yao)求(qiu)（技術文件(jian)要(yao)求(qiu)轉換(huan)時(shi)間小(xiao)于(yu)10 min）。

考慮(lv)受(shou)試(shi)(shi)產品的實(shi)際壽(shou)命期間所經歷(li)的環境狀態，將(jiang)溫度沖擊試(shi)(shi)驗定于高低溫、濕熱、振動試(shi)(shi)驗后進行(xing)。至此，該型吊(diao)艙裝(zhuang)備溫度沖擊試(shi)(shi)驗項(xiang)目剪裁完成，可(ke)選擇試(shi)(shi)驗設備，開始(shi)試(shi)(shi)驗實(shi)施。

2.3試驗實施

選取哈丁試(shi)(shi)(shi)驗(yan)生產的BHT 7150-5F型步入式快速溫變濕熱(re)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)箱(xiang)兩套，該設(she)備溫度變化速率大于5 ℃/min，且(qie)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)日期(qi)在其檢定(ding)有(you)效期(qi)內。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)實施前經預試(shi)(shi)(shi)驗(yan)驗(yan)證，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)箱(xiang)可滿足在樣品轉(zhuan)換試(shi)(shi)(shi)驗(yan)箱(xiang)（小于30 s）后在不大于3 min內恢(hui)復試(shi)(shi)(shi)驗(yan)保溫溫度要求。
 

2.3.1 試(shi)驗前(qian)準備

1）首先清潔裝備表(biao)面污垢，記錄(lu)已有外(wai)殼損傷狀態；

2）清潔(jie)后，將(jiang)受試產品放(fang)(fang)置(zhi)于試驗箱(xiang)靠近中間的(de)有效(xiao)容積內并(bing)在實驗室標準大氣條件下（溫度15 ℃～35 ℃，相對濕度20 %～80 %）[4]達到穩(wen)定，放(fang)(fang)置(zhi)要求如下：①模擬(ni)實際安裝使用狀態放(fang)(fang)置(zhi)；②表面距(ju)箱(xiang)壁距(ju)離不應小于15 cm，，確(que)保試驗箱(xiang)內循環空(kong)氣的(de)流(liu)通。

3）對受(shou)試(shi)產(chan)品進行外觀檢(jian)查機初始檢(jian)測，記錄結果；

4）關閉試(shi)(shi)驗箱(xiang)門，堵好箱(xiang)體通孔(kong)，準備試(shi)(shi)驗運行(xing)。

2.3.2 試驗(yan)程(cheng)序運行(xing)

1）將高低溫試驗箱分別手動(dong)升降溫至-55 ℃和70 ℃，待試驗箱溫度達(da)到設定值后開始計(ji)時；

2）待(dai)受試產品在(zai)低(di)溫(wen)試驗箱中保溫(wen)時間(jian)達到4 h后，開啟試驗箱門，在(zai)最短時間(jian)內手動轉移至高溫(wen)試驗箱中；關閉試驗箱門，使高溫(wen)試驗室(shi)在(zai)3 min內恢復至設(she)定溫(wen)度值；

3）待受試產品在高溫(wen)試驗(yan)箱(xiang)(xiang)中保溫(wen)時間(jian)達(da)到4 h后，開啟(qi)試驗(yan)箱(xiang)(xiang)門，迅速轉移至(zhi)低溫(wen)試驗(yan)箱(xiang)(xiang)中；關閉試驗(yan)箱(xiang)(xiang)門，使低溫(wen)試驗(yan)室在3 min內恢復至(zhi)設定溫(wen)度值(zhi)；

4）重復(fu)步驟(zou)2）3次，步驟(zou)3）2次，在(zai)最后一次高溫(wen)室保(bao)溫(wen)結束后以不大于(yu)3 ℃/min的速率恢(hui)復(fu)至實(shi)驗室常溫(wen)溫(wen)度(du)（15 ℃～35 ℃，20 %RH～80 %RH），保(bao)持至溫(wen)度(du)穩定；

5）恢復結束后(hou)，在試(shi)驗的標(biao)準大氣(qi)條件下對受試(shi)產品(pin)進行外觀和(he)功能/性能檢(jian)測，最終便可得出該型產品(pin)經歷溫度沖擊試(shi)驗的結果(guo)。

3、結論

本文綜述了GJB 150.5A-2009溫度沖擊試驗方法，對試驗目的、試驗程序、試驗過程進行了詳細描述，結合典型的溫度沖擊試驗案例，介紹了具體試驗過程中標準的剪裁方法及試驗流程，為裝備在實驗室環境下開展溫度沖擊試驗提供理論指導。

4. 相關溫度沖擊試驗設備，有冷熱沖擊試驗箱，恒溫恒濕試驗箱，高低溫試驗箱，三綜合試驗箱，具體請咨詢劍喬儀器廠家！

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