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技術文章
力學環境試驗基本原理介紹

力學環境試驗
★環境試驗
環境試驗是為了保證產品在規定的壽命期間,在預期的使用、運輸或貯存的所有環境下,保持功能可靠性而進行的活動。是將產品在自然的或人工的環境條件下經受其作用,以評價產品在實際使用、運輸和貯存的環境條件下的性能,并分析研究環境因素的影響程度及其作用機理。
★環境條件
環境條件是指產品所經受到周圍的各種氣候、化學、生物和物理的條件。通常用參數來表述。環境參數是表征環境條件的一個或數個物理、化學和生物的特征量。根據不同條件下各種環境因素影響程度的不同,還劃分出不同的嚴酷等級。如加速度、速度、位移等。
★環境
環境是指在任何時間和地點所存在的或遇到的自然的和誘發的條件的總和。
★環境分類
按自然環境分:可分為陸地、海洋、高空和宇宙空間等;
按產品所處的狀態分:可分為貯存、運輸、安裝、搬運和使用等;
按起因分:可分為自然環境(例如:重力、溫度、濕度、氣壓、沙塵、鹽霧等)和由設備引起或者由設備與周圍介質相互作用引起的環境(例如加速度、振動、沖擊、電或動力加熱、氣動激勵等)。
但目前使用較多的分類方法是按環境因素屬性進行的分類。按照這種分法,可分為:
氣候因素,包括溫度、濕度、氣壓、雨、雪、冰、霜、沙塵、鹽霧、腐蝕性氣體等;
力學因素(也稱機械因素),包括振動、沖擊、搖擺、恒加速度、爆炸、地震、噪聲振動等;
生物因素,包括霉菌、昆蟲、海洋生物等;
電磁輻射因素,包括無線電干擾、雷電、電場、磁場等。

★力學環境試驗
力學環境試驗是為了保證產品在規定的壽命期間,在預期的使用、運輸、流通環境條件下,保持功能可靠性而進行的活動。
特點: 以力作用為突出特征??己?、評價產品在力作用下的功能可靠性、結構完好性。
★力學環境試驗方法
●自然試驗
自然試驗是將試驗樣品放到某些典型的自然環境條件下,一般分露天、棚下和室內三種狀態進行。
●現場試驗(外場試驗)
現場試驗是將試驗樣品放置在各種典型的使用現場,進行正常使用定期測試。
●人工模擬試驗(試驗室試驗)
人工模擬試驗是人們在科研和生產中廣泛采用的一種試驗方式。即在試驗室里利用試驗設備創造出一個單環境因素或多個環境因素綜合作用于產品上,以此考核產品在使用、運輸和貯存中主要環境因素作用下的適應性能。人工環境試驗可以分為三種:
模擬單一環境因素對試驗樣品影響的單項試驗;
模擬兩個或兩個以上的環境因素同時作用于試驗樣品的綜合試驗;
兩個或兩個以上的環境因素依次或交替作用于試驗樣品的組合試驗。
●試驗室試驗常用方法
①規定一種機械運動。這是應用為廣泛的試驗方法。
1) 規定一種接近實際環境的機械運動來模擬。
2) 根據試驗產品破壞或失效的等效原理來規定一種機械運動。
用規定一種機械運動的方法作試驗的特點是,當滿足各項運動特征參數的容差要求時,試驗具有高的再現性。
②規定一種試驗機,這是用試驗樣品破壞或失效的等效原理而引出的一種試驗方法。
規定試驗機試驗方法的特點是試驗中不需要測量運動特征參數,但在某些情況下再現性較差。
③規定一種結構響應譜。這種方法主要用于沖擊試驗中
●國內外力學環境試驗方法標準中規定的力學環境試驗,常見的有以下幾種:
正弦振動試驗; 隨機振動試驗;
沖擊試驗; 碰撞試驗;
離心恒加速度試驗;搖擺試驗;
傾跌與翻倒試驗;彈跳試驗;
撞擊試驗; 自由跌落試驗等。
與力學環境因素組合在一起的多因素綜合試驗有:
溫度、振動綜合試驗;
2) 溫度、濕度、振動綜合試驗;
3)溫度、濕度、低氣壓、振動綜合試驗等。
上述的各項力學環境試驗是針對非包裝產品或者包裝可視為產品的組成部分的產品,對于包裝產品(運輸包裝件)的力學環境試驗,除了選擇上述部份的試驗項目外,還有下列試驗項目:
運輸包裝件六角滾筒試驗; 垂直沖擊跌落試驗;
水平沖擊試驗; 堆碼試驗; 壓力試驗;
材料動態特性試驗等。
我國目前正在貫徹執行的電工電子產品基本環境試驗規程以及軍用標準中的各項試驗方法,就是標準化了的人工模擬試驗,它們是等效采用或等同采用了標準和美國軍用標準。
●采用標準化了的人工模擬試驗方法的特點
1) 試驗的模擬性
可按照使用目的比較真實地模擬實際環境的影響。
2) 試驗的再現性
可使不同試驗室里所做的試驗能夠相互進行比較,以避免試驗程序和試驗設備上的差異給試驗結果帶來影響。
3) 試驗的重復性
可對在同一個試驗室里
4) 經濟、方便
●環境試驗的標準化
以理論研究為基礎統一、規范試驗室試驗方法。
標準化組織(ISO)的標準范圍寬,涉及面廣,與環境試驗有關的如:振動沖擊的名詞術語;試驗設備的特性描述;運輸包裝件的基本試驗;材料的試驗等等。

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