اخبار

آزمایش شوک حرارتی اغلب به عنوان آزمایش شوک حرارتی یا چرخه دما، آزمایش شوک حرارتی دمای بالا و پایین شناخته می‌شود.

نرخ گرمایش/سرمایش کمتر از 30 درجه سانتیگراد در دقیقه نیست.

محدوده تغییر دما بسیار زیاد است و شدت آزمایش با افزایش نرخ تغییر دما افزایش می‌یابد.

تفاوت بین آزمون شوک دمایی و آزمون چرخه دمایی عمدتاً در مکانیسم بار تنش متفاوت است.

آزمایش شوک دمایی عمدتاً شکست ناشی از آسیب خزش و خستگی را بررسی می‌کند، در حالی که چرخه دمایی عمدتاً شکست ناشی از خستگی برشی را بررسی می‌کند.

تست شوک دمایی امکان استفاده از دستگاه تست دو شیاره را فراهم می‌کند؛ تست چرخه دمایی از دستگاه تست تک شیاره استفاده می‌کند. در جعبه دو شیاره، نرخ تغییر دما باید بیشتر از 50 درجه سانتیگراد در دقیقه باشد.
علل شوک دمایی: تغییرات شدید دما در طول فرآیندهای تولید و تعمیر مانند لحیم کاری مجدد، خشک کردن، پردازش مجدد و تعمیر.

طبق GJB 150.5A-2009 3.1، شوک دمایی تغییر شدید در دمای محیط تجهیزات است و نرخ تغییر دما بیش از 10 درجه در دقیقه است که شوک دمایی محسوب می‌شود. استاندارد MIL-STD-810F 503.4 (2001) نیز دیدگاه مشابهی دارد.

دلایل زیادی برای تغییرات دما وجود دارد که در استانداردهای مربوطه ذکر شده است:
GB/T 2423.22-2012 تست محیطی بخش 2 تست N: تغییر دما
شرایط مزرعه برای تغییرات دما:
تغییرات دما در تجهیزات و قطعات الکترونیکی امری رایج است. هنگامی که تجهیزات روشن نیستند، قطعات داخلی آنها تغییرات دمایی کندتری نسبت به قطعات سطح بیرونی خود تجربه می‌کنند.

تغییرات سریع دما را می‌توان در شرایط زیر انتظار داشت:
۱. هنگامی که تجهیزات از یک محیط گرم داخلی به یک محیط سرد خارجی یا برعکس منتقل می‌شوند؛
۲. هنگامی که تجهیزات در معرض باران یا غوطه‌ور در آب سرد قرار گرفته و ناگهان سرد می‌شوند؛
۳. نصب شده در تجهیزات هوایی خارجی؛
۴. تحت شرایط خاص حمل و نقل و نگهداری.

پس از اعمال توان، گرادیان‌های دمایی بالایی در تجهیزات ایجاد می‌شود. به دلیل تغییرات دما، قطعات تحت تنش قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، در کنار یک مقاومت توان بالا، تابش باعث افزایش دمای سطح قطعات مجاور می‌شود، در حالی که سایر قسمت‌ها سرد باقی می‌مانند.
وقتی سیستم خنک‌کننده روشن می‌شود، اجزایی که به صورت مصنوعی خنک شده‌اند، تغییرات دمایی سریعی را تجربه می‌کنند. تغییرات سریع دمای اجزا همچنین می‌تواند در طول فرآیند تولید تجهیزات ایجاد شود. تعداد و بزرگی تغییرات دما و فاصله زمانی آنها مهم است.

روش‌های آزمایش محیطی آزمایشگاه تجهیزات نظامی GJB 150.5A-2009 بخش 5:تست شوک دما:
۳.۲ کاربرد:
۳.۲.۱ محیط عادی:
این آزمایش برای تجهیزاتی که ممکن است در مکان‌هایی که دمای هوا ممکن است به سرعت تغییر کند، استفاده شوند، قابل اجرا است. این آزمایش فقط برای ارزیابی اثرات تغییرات سریع دما بر روی سطح خارجی تجهیزات، قطعات نصب شده روی سطح خارجی یا قطعات داخلی نصب شده در نزدیکی سطح خارجی استفاده می‌شود. موقعیت‌های معمول به شرح زیر است:
الف) تجهیزات بین مناطق گرم و محیط‌های با دمای پایین جابجا می‌شوند؛
ب) توسط یک حامل با کارایی بالا از محیط با دمای بالای زمین به ارتفاع بالا (از گرم به سرد) منتقل می‌شود؛
ج) هنگام آزمایش فقط مواد خارجی (بسته‌بندی یا مواد سطح تجهیزات)، از پوسته محافظ داغ هواپیما در شرایط ارتفاع بالا و دمای پایین رها می‌شود.

۳.۲.۲ غربالگری استرس ایمنی و محیطی:
علاوه بر آنچه در بند ۳.۳ توضیح داده شده است، این آزمایش برای نشان دادن مسائل ایمنی و نقص‌های احتمالی که معمولاً هنگام قرار گرفتن تجهیزات در معرض نرخ تغییر دما کمتر از دمای شدید رخ می‌دهند (تا زمانی که شرایط آزمایش از حد طراحی تجهیزات تجاوز نکند) قابل استفاده است. اگرچه این آزمایش به عنوان غربالگری تنش محیطی (ESS) استفاده می‌شود، اما می‌تواند پس از عملیات مهندسی مناسب، به عنوان یک آزمایش غربالگری (با استفاده از شوک‌های دمایی دماهای شدیدتر) نیز مورد استفاده قرار گیرد تا نقص‌های احتمالی که ممکن است هنگام قرار گرفتن تجهیزات در معرض شرایطی کمتر از دمای شدید رخ دهند، آشکار شوند.
اثرات شوک دمایی: روش آزمون محیطی آزمایشگاه تجهیزات نظامی GJB 150.5A-2009 بخش 5: آزمون شوک دمایی:

۴.۱.۲ اثرات زیست‌محیطی:
شوک دمایی معمولاً تأثیر جدی‌تری بر قطعه نزدیک به سطح بیرونی تجهیزات دارد. هرچه از سطح بیرونی دورتر باشیم (البته این موضوع به ویژگی‌های مواد مربوطه مربوط می‌شود)، تغییر دما کندتر و اثر آن کمتر مشهود است. جعبه‌های حمل و نقل، بسته‌بندی و غیره نیز تأثیر شوک دمایی بر تجهیزات محصور را کاهش می‌دهند. تغییرات سریع دما ممکن است به طور موقت یا دائمی بر عملکرد تجهیزات تأثیر بگذارد. در زیر نمونه‌هایی از مشکلاتی که ممکن است هنگام قرار گرفتن تجهیزات در معرض محیط شوک دمایی ایجاد شود، آورده شده است. در نظر گرفتن مشکلات معمول زیر به تعیین مناسب بودن این آزمایش برای تجهیزات تحت آزمایش کمک می‌کند.

الف) اثرات فیزیکی معمول عبارتند از:
۱) خرد شدن ظروف شیشه‌ای و ابزارهای اپتیکی؛
۲) قطعات متحرک گیر کرده یا شل هستند؛
۳) ترک خوردگی در گلوله‌ها یا ستون‌های جامد در مواد منفجره؛
۴) نرخ‌های انقباض یا انبساط متفاوت، یا نرخ‌های کرنش القایی مواد مختلف؛
۵) تغییر شکل یا پارگی قطعات؛
۶) ترک خوردگی پوشش‌های سطحی؛
۷) نشتی در کابین‌های آب‌بندی‌شده؛
۸) خرابی محافظ عایق.

ب) اثرات شیمیایی معمول عبارتند از:
۱) جداسازی اجزا؛
۲) نقص در محافظت از واکنشگر شیمیایی.

ج) اثرات الکتریکی معمول عبارتند از:
۱) تغییرات در قطعات الکتریکی و الکترونیکی؛
۲) تراکم سریع آب یا یخ‌زدگی که باعث خرابی الکترونیکی یا مکانیکی می‌شود؛
۳) الکتریسیته ساکن بیش از حد.

هدف از آزمایش شوک حرارتی: می‌توان از آن برای کشف نقص‌های طراحی و فرآیند محصول در مرحله توسعه مهندسی استفاده کرد؛ می‌توان از آن برای تأیید سازگاری محصولات با محیط‌های شوک حرارتی در طول مراحل نهایی‌سازی محصول یا شناسایی طرح و تولید انبوه استفاده کرد و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های نهایی‌سازی طرح و پذیرش تولید انبوه فراهم کرد؛ هنگامی که به عنوان غربالگری تنش محیطی استفاده می‌شود، هدف از بین بردن خرابی‌های اولیه محصول است.

انواع آزمایش‌های تغییر دما طبق استانداردهای IEC و ملی به سه نوع تقسیم می‌شوند:
۱. آزمایش Na: تغییر سریع دما با زمان تبدیل مشخص؛ هوا؛
۲. آزمایش توجه: تغییر دما با نرخ تغییر مشخص؛ هوا؛
۳. آزمایش Nc: تغییر سریع دما با دو مخزن مایع؛ مایع؛

برای سه آزمایش فوق، ۱ و ۲ از هوا به عنوان واسطه و سومی از مایع (آب یا سایر مایعات) به عنوان واسطه استفاده می‌کنند. زمان تبدیل ۱ و ۲ طولانی‌تر و زمان تبدیل ۳ کوتاه‌تر است.