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2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材1環境試驗培訓之一2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材2培訓目標1.了解並掌握環境試驗的原理、方法，及主要技術指標2.了解各環境應力對產品的影響3.了解並掌握環境試驗的設計方法2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材3內容構成1.環境試驗的意義2.環境試驗項目舉例3.環境試驗對產品的影響4.環境試驗內容（------重點）5.環境試驗設計6.環境應力篩選方法2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材41.拿破侖和希特勒都曾遠征俄羅斯，但都以失敗告終，一個重要的原因就是其武器裝備和運輸工具不適應寒冷環境。朝鮮戰場上，也是由於低溫使美軍電子探測系統的故障率高達80%，而延誤戰機。2.二戰期間，美軍從美國運至東南亞的機載電子設備60%到達目的地後不能正常使用，將近一半以上的備用電子設備在倉庫時就已經失效。這些問題引起美軍的極大重視，經確認大多數設備失效問題是起因于亞洲熱帶多雨潮濕環境下的濕熱應力混合作用。案例2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材53.舉一個我們公司的近期案例：(隱去）想一下，是什麼原因導致了這種結果？案例2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材6當今環境試驗的應用已擴展到軍工和民用的所有部門，從電子電工、儀器儀錶、機械製造到鐵路、交通、船舶、水利、化工等部門都離不開環境試驗。爲了提高産品的質量，特別是爲了使電子電工産品在各種環境條件下達到預定的性能保證可靠的使用，了解、掌握和研究環境試驗是必不可少的。環境試驗意義環境試驗是考核産品對容許的最嚴酷環境條件的適應性。通過環境試驗在較短時間內，會暴露出在一般環境中較長時間不易暴露出來的故障機理，對提高産品的可靠性有重要作用。2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材71.研製階段：考核所選用的元器件、設計的結構、採用的工藝等能否滿足實際環境的要求和存在的缺陷。通常用加速和強化的方法進行。2.定型階段：確定産品的主要技術指標是否達到設計要求，能否適用於預定的環境，能否保證預計的壽命並滿足安全要求,産品可能遇到的環境因素都要通過環境試驗來考核。3.生産階段：一是檢查産品的工藝質量，例如通過振動試驗來檢查焊接質量和連接緊固性。二是在正常生産中，當生産工藝有重大變更時，或當生産了一段相當長的時間後，用環境試驗來檢查其質量的穩定性。4.驗收階段：産品出廠時，爲了保證質量必須進行一定專案的環境試驗。通常是抽樣進行，而且只進行非破壞性試驗。環境試驗應用2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材81.氣候：恆定高溫(操作、儲存)、恆定低溫（操作、儲存）、恆定溫濕度（操作、儲存）、交變溫濕度、溫度循環、冷熱沖擊2.機械：正弦振動、隨機振動、沖擊、落下3.靜電：抗靜電，EMC（抗電磁幹擾）4.其他：腐蝕大氣（鹽霧、臭氧）、沙塵、霉菌、空氣壓力、輻射、聲振、防水5.綜合：以上各項目的綜合環境試驗項目2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材91.恆溫恆濕機：機台規格及能力見附件環境試驗設備2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材102.冷熱沖擊機：機台規格及能力見附件環境試驗設備2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材113.振動機：機台規格及能力見附件環境試驗設備2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材124.落下沖擊機：機台規格及能力見附件環境試驗設備2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材135.落下機：機台規格及能力見附件環境試驗設備2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材14環境應力可以引起産品失效，由下圖可見各種應力對產品的影響比例。環境應力對產品的影響其中溫度和濕度所引發的失效占所有環境應力引發失效的60%左右。2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材15“10℃規則”：環境應力對產品的影響當周圍環境溫度上升10℃時，産品壽命就會減少一半；當溫度上升20℃時，産品壽命就會減少到四分之一。依據這個經驗法則，我們能得到一個非常有用的加速試驗公式。A=2(T試驗–T常溫)/10（A：時間加速因數）2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材16環境應力對產品的影響例：某產品要求常溫下的MTBF為50000小時(=2083天=8.86年)。(可以採用高溫加速的方法減少試驗時間)T常溫=25度，T試驗=85度，則A=2(85–25)/10=64試驗時間為：50000H/64=781.25H=32天2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材17環境應力對產品的影響(溫度）2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材18環境應力對產品的影響(溫度）2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材19環境應力對產品的影響(溫度變化）在溫度變化發生時，幾乎所有的材料都會出現膨脹或收縮。這種膨脹與收縮引起了元器件、零部件之間的配合、密封及內部應力發生變化。由於溫度不均勻，使元器件、零部件的收縮不均勻，就會引起零部件的局部應力集中。金屬結構在加熱和冷卻交替作用下會由於自生的應力和彎曲引起的疲勞而損壞。2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材20環境應力對產品的影響(濕度）2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材21環境應力對產品的影響(濕度）2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材22環境應力對產品的影響(機械應力）機械應力所造成的失效主要是連接器、繼電器等連接部件，當然對裝配工藝不合理的設計也容易引起元器件的脫落和引線短裂，對元器件內部工藝不良的産品會引起開路、短路、間歇連接。2019/9/14華永儀校環境實驗系列教材23環境應力對產品的影響(機械應力）机械应力失效现象受影响的部件振动断裂、脱落瞬断、瞬接共振、渗漏元件、内部不良的元器件、接插件、装配件、紧固件继电器组件、整机空腔密封的元器件冲击断裂、脱落、变形元器件、接插件、装配件、紧固件碰撞断裂、脱落、变形元器件、接插件、装配件、紧固件