أخبار

يُشار إلى اختبار الصدمة الحرارية غالبًا باسم اختبار الصدمة الحرارية أو دورة درجة الحرارة، واختبار الصدمة الحرارية في درجات الحرارة العالية والمنخفضة.

معدل التسخين/التبريد لا يقل عن 30 درجة مئوية/الدقيقة.

نطاق تغير درجة الحرارة كبير جدًا، وتزداد شدة الاختبار مع زيادة معدل تغير درجة الحرارة.

الفرق بين اختبار الصدمة الحرارية واختبار دورة درجة الحرارة هو بشكل أساسي آلية تحميل الإجهاد المختلفة.

اختبار الصدمة الحرارية يفحص بشكل أساسي الفشل الناتج عن الزحف والتلف الناتج عن التعب، بينما يفحص دورة درجة الحرارة بشكل أساسي الفشل الناتج عن التعب القصي.

يسمح اختبار الصدمة الحرارية باستخدام جهاز اختبار ثنائي الفتحات؛ بينما يستخدم اختبار دورة درجة الحرارة جهاز اختبار أحادي الفتحة. في الصندوق ثنائي الفتحات، يجب أن يكون معدل تغير درجة الحرارة أكبر من 50 درجة مئوية/دقيقة.
أسباب الصدمة الحرارية: التغيرات الجذرية في درجات الحرارة أثناء عمليات التصنيع والإصلاح مثل اللحام بالصهر والتجفيف وإعادة المعالجة والإصلاح.

وفقًا للمعيار GJB 150.5A-2009 3.1، تُعرف الصدمة الحرارية بتغير حاد في درجة حرارة محيط الجهاز، إذا تجاوز معدل تغير درجة الحرارة 10 درجات/دقيقة، وهي صدمة حرارية. ويتفق المعيار MIL-STD-810F 503.4 (2001) مع هذا الرأي.

هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى تغير درجات الحرارة، والتي تم ذكرها في المعايير ذات الصلة:
GB/T 2423.22-2012 اختبار بيئي الجزء 2 اختبار رقم: تغير درجة الحرارة
الظروف الميدانية لتغيرات درجات الحرارة:
تغيرات درجة الحرارة شائعة في الأجهزة والمكونات الإلكترونية. عند عدم تشغيل الجهاز، تتأثر أجزاؤه الداخلية بتغيرات درجة الحرارة بشكل أبطأ من الأجزاء الخارجية.

من الممكن توقع حدوث تغيرات سريعة في درجات الحرارة في الحالات التالية:
1. عند نقل المعدات من بيئة داخلية دافئة إلى بيئة خارجية باردة، أو العكس؛
2. عندما يتعرض الجهاز للمطر أو يغمر في الماء البارد ويبرد فجأة؛
3. مثبتة في المعدات المحمولة جواً الخارجية؛
4. في ظل ظروف النقل والتخزين المحددة.

بعد توصيل الطاقة، ستتولد تدرجات حرارة عالية في الجهاز. ونتيجةً لتغيرات درجة الحرارة، ستتعرض المكونات للإجهاد. على سبيل المثال، بجوار مقاوم عالي القدرة، سيتسبب الإشعاع في ارتفاع درجة حرارة سطح المكونات المجاورة، بينما تبقى الأجزاء الأخرى باردة.
عند تشغيل نظام التبريد، تتعرض المكونات المبردة صناعيًا لتغيرات سريعة في درجة الحرارة. كما يمكن أن تحدث تغيرات سريعة في درجة حرارة المكونات أثناء عملية تصنيع المعدات. يُعد عدد وحجم هذه التغيرات والفاصل الزمني لها أمرًا بالغ الأهمية.

GJB 150.5A-2009 طرق الاختبار البيئي لمختبر المعدات العسكرية الجزء 5:اختبار الصدمة الحرارية:
3.2 التطبيق:
3.2.1 البيئة الطبيعية:
ينطبق هذا الاختبار على المعدات التي يُمكن استخدامها في أماكن قد تتغير فيها درجة حرارة الهواء بسرعة. يُستخدم هذا الاختبار فقط لتقييم آثار التغيرات السريعة في درجات الحرارة على السطح الخارجي للمعدات، أو الأجزاء المُركّبة عليها، أو الأجزاء الداخلية المُركّبة بالقرب منها. الحالات النموذجية هي كما يلي:
أ) يتم نقل المعدات بين المناطق الساخنة والبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة؛
ب) يتم رفعه من بيئة الأرض ذات درجة الحرارة المرتفعة إلى ارتفاعات عالية (من الساخن إلى البارد فقط) بواسطة حاملة عالية الأداء؛
ج) عند اختبار المواد الخارجية فقط (مواد التغليف أو سطح المعدات)، يتم إسقاطها من الغلاف الواقي الساخن للطائرة في ظل ظروف الارتفاعات العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.

3.2.2 فحص السلامة والإجهاد البيئي:
بالإضافة إلى ما هو موضح في البند 3.3، يُطبّق هذا الاختبار للإشارة إلى مشاكل السلامة والعيوب المحتملة التي تحدث عادةً عند تعرض الجهاز لتغير في درجة الحرارة أقل من الحد الأقصى لدرجة الحرارة (طالما أن ظروف الاختبار لا تتجاوز الحد الأقصى لتصميم الجهاز). على الرغم من استخدام هذا الاختبار كاختبار فحص للإجهاد البيئي (ESS)، إلا أنه يمكن استخدامه أيضًا كاختبار فحص (باستخدام صدمات حرارية لدرجات حرارة أعلى) بعد المعالجة الهندسية المناسبة للكشف عن العيوب المحتملة التي قد تحدث عند تعرض الجهاز لظروف أقل من الحد الأقصى لدرجة الحرارة.
تأثيرات الصدمة الحرارية: طريقة الاختبار البيئي للمختبر العسكري للمعدات GJB 150.5A-2009 الجزء 5: اختبار الصدمة الحرارية:

4.1.2 التأثيرات البيئية:
عادةً ما يكون للصدمة الحرارية تأثيرٌ أشد على الأجزاء القريبة من السطح الخارجي للمعدات. كلما ابتعدت عن السطح الخارجي (وهذا مرتبطٌ بطبيعة الحال بخصائص المواد ذات الصلة)، كان التغير في درجة الحرارة أبطأ وكان التأثير أقل وضوحًا. كما تُقلل صناديق النقل والتغليف، وما إلى ذلك، من تأثير الصدمة الحرارية على المعدات المغلقة. قد تؤثر التغيرات السريعة في درجة الحرارة بشكل مؤقت أو دائم على تشغيل المعدات. فيما يلي أمثلة على المشكلات التي قد تنشأ عند تعرض المعدات لبيئة صدمة حرارية. سيساعد النظر في المشكلات النموذجية التالية في تحديد ما إذا كان هذا الاختبار مناسبًا للمعدات قيد الاختبار.

أ) الآثار الجسدية النموذجية هي:
1) تحطيم الأوعية الزجاجية والأجهزة البصرية؛
2) الأجزاء المتحركة العالقة أو المفكوكة؛
3) الشقوق في الكريات الصلبة أو الأعمدة في المتفجرات؛
4) معدلات الانكماش أو التمدد المختلفة، أو معدلات الانفعال المستحث لمواد مختلفة؛
5) تشوه أو تمزق الأجزاء؛
6) تشقق الطلاءات السطحية؛
7) تسرب في الكبائن المغلقة؛
8) فشل حماية العزل.

ب) التأثيرات الكيميائية النموذجية هي:
1) فصل المكونات؛
2) فشل حماية الكواشف الكيميائية.

ج) التأثيرات الكهربائية النموذجية هي:
1) التغييرات في المكونات الكهربائية والإلكترونية؛
2) التكثيف السريع للمياه أو الصقيع مما يسبب أعطالاً إلكترونية أو ميكانيكية؛
3) الكهرباء الساكنة الزائدة.

غرض اختبار الصدمة الحرارية: يمكن استخدامه لاكتشاف عيوب تصميم المنتج والعملية أثناء مرحلة تطوير الهندسة؛ ويمكن استخدامه للتحقق من قدرة المنتجات على التكيف مع بيئات الصدمة الحرارية أثناء الانتهاء من المنتج أو تحديد التصميم ومراحل الإنتاج الضخم، وتوفير أساس لانتهاء التصميم وقرارات قبول الإنتاج الضخم؛ عند استخدامه كفحص للإجهاد البيئي، يكون الغرض هو القضاء على فشل المنتج المبكر.

تنقسم أنواع اختبارات تغير درجة الحرارة إلى ثلاثة أنواع وفقًا للمعايير الدولية الكهروتقنية والمعايير الوطنية:
1. اختبار الصوديوم: تغير سريع في درجة الحرارة مع وقت تحويل محدد؛ الهواء؛
2. ملاحظة الاختبار: تغير درجة الحرارة بمعدل تغير محدد؛ الهواء؛
3. اختبار Nc: تغيير سريع في درجة الحرارة مع خزانين سائلين؛ سائل؛

في الاختبارات الثلاثة المذكورة أعلاه، يُستخدم الهواء كوسط في الاختبارين ١ و٢، بينما يُستخدم السائل (الماء أو سوائل أخرى) كوسط في الاختبار الثالث. زمن التحويل في الاختبارين ١ و٢ أطول، بينما زمن التحويل في الاختبار الثالث أقصر.