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1、产品的环境适应性设计一个产品要成为被宽阔消费者所承受的商品，一个产品要成为一种招之既来、来之能战、战之能胜的武器，除了它的功能和性能外，就是它对环境的适应性和使用的牢靠性。任何产品都处于确定的环境之中，在确定的环境条件下使用、运输和贮存。因此都逃脱不了这些环境的影响。特别恶劣环境条件下工作的产品更是如此。产品环境适应性水平凹凸的源头是环境 适应性设计，因此要研制出一个环境适应性好的产品，首先抓的是环境适应性设计，设计奠定了产 品的固有环境适应性。1、环境适应性的设计步骤、明确产品的平台环境条件当前产品的环境适应性设计根本上以标准中的考核条件为设计依据的，其目的是交付，结果是使用中照旧故障不断，
2、究其缘由，其中最重要的是：产品实际所经受到的环境条件并不是标准中给出的环境条件即标准中的试验条件或试验严酷等级 。所以当前国外的最标准，对整机已不规定具体的试验条件即试验严酷等级 ，只给出自然或诱发环境条件的参考量值。可见，作为环境适应性的设计的第一步首先要弄清产品的平台环境条件，特别是大型系统工程，各分系统、子系统、设备、分机所经受到的环境条件又不同于整个系统所经受到的环境条件。、确定产品寿命期的环境剖面一个产品从出厂到报废，除使用过程中的平台环境条件外，还要经受到运输和贮存环境条件； 另外还涉及到经受各种环境因素的概率，所谓环境剖面就是产品全寿命期所遇到的各种环境因素及 其消灭概率。可见作
3、为环境适应性设计的其次步，应知道产品全寿命期的环境剖面，并以此作为设 计依据。、制订环境适应性设计准则一个产品通常有很多分机组成，特别是大型系统工程，会更有很多分系统、子系统、设备单元组成，因此要搞好环境适应性设计，必需制定能保证产品环境适应性的统一设计准则，让每一设计 师进展环境适应性设计时有统一的依据。环境适应性设计准则应承受先进的、成熟的材料、工艺、 构造等，并且有好的费效比。、环境适应性设计评审环境适应性设计评审是对环境适应性设计输入进展的全面、系统审查，从中觉察环境适应性设计中的薄弱环节、提出改进意见、完善设计降低设计风险。、环境适应性设计输入验证一个产品完成了环境适应性设计输入后，
4、假设这种设计没有以前试验结果报告证明是可行的， 则应进展设计验证试验来证明可行的。2、环境适应性的设计原则进展环境适应性设计时，可按以下原则进展：、减缓影响产品的环境应力、增加产品自身耐环境应力的力气环境适应性设计首先应综合考虑所设计产品可能经受到的各种环境因素及其应力，承受减缓环境应力的措施、增加自身耐环境应力的力气，即用有效的防护设计、材料、工艺等来到达所设计产 品的环境适应性要求。、逐级明确防护对象和防护等级。按从大到小的挨次，即从系统、整机、单元、零部件、模块、元器件到材料逐级明确防护对象和防护等级。、建立有效、合理的防护体系。环境适应性设计应从多方面入手：承受合理的构造设计，正确选择
5、材料，严格进展计算并确定使用应力，选用稳定的加工、装联工艺，建立有效、合理的防护体系。、综合考虑环境因素的不良影响一种环境因素可能产生多种不良影响；一种不良影响往往是多种环境因素协同作用的结果，设计时应予以综合考虑。3、耐凹凸温设计为提高电子产品的耐凹凸温性能，其耐凹凸温设计应列入电子产品总体方案设计范畴。电子产品的耐凹凸温设计应从以下三方面进展：3.1 、承受合理的构造专业学问共享合理的构造是电子产品耐凹凸温最为重要的保证。、电子产品的构造应综合考虑机箱的功率密度、总功耗、热源分布、热敏感性、热环境等因素，以此来确定电子产品最正确的冷却方法。、电子元器件、模块的最大结温的减额准则应符合有关规
6、定；单个电子器件如集成器件、分立式半导体器件、大功率器件应依据温升限值，设置散热器或独立的冷却装置；热敏器件的安置应远离热源；对关键器件、模块的冷却装置应实行冗余设计；互连用的导线、线缆、器材等应考虑温度引起的膨胀、收缩造成的故障。、对于印制板组件：其板上的功率器件，应实行有效的措施降低器件与散热器界面的接触电阻；带导热条的印制板，其夹紧装置、导轨及机箱或插箱壁之间应保证有足够的压力和接触面积；承受空气自然对流冷却的印制板，其板之间的间距、板上的最高元器件与插箱壁之间的间距应符合有关规定。、应依据机箱的热耗量和内部阻力的状况，选择适宜的通风机，设计合理的空气流通通道，保证需要冷却的各个部位得到
7、其所需的风量，冷却空气应首先流经对热敏感的器件；冷却空气的进口与出口位置应相互错开，不得形成气流短路或开路。、对于机箱中的各个局部，其单元热量分布均匀时，可承受抽风冷却，非均匀热源承受鼓风冷却。对于热耗量大的密封式机箱，应承受多种冷却系统，其冷却通道应特地设计。3.2 、正确地选择材料、尽量选择对温度变化不敏感的材料，承受经优选、认证或经多年实践证明牢靠的金属和非金属材料。、选择的材料在温度变化范围内，不应发生气械故障或破坏完整性，如机件变形、裂开、强度降低等级、材料发硬变脆、局部尺寸转变等。、选择膨胀系数不一的材料时，应确定其在温度变化范围内不粘结或相互咬死。、选择的润滑剂，应在温度变化范围
8、内能保证其粘度、流淌性稳定。3.3 、承受稳定的加工、装联工艺、应在高标准的制造和装配环境下进展电子产品的加工、装联。、对于电子产品机箱内各个组件，应实行适宜的热安装技术；而对于印制板组件，其板上的电子元器件同样应实行正确的热安装技术。、应承受型的、阅历证的或典型的、牢靠的天线、机箱及印制板涂装工艺、金属电镀工艺等，以确保其工艺涂镀层在温度变化范围内不消灭不符合标准的保护性及装饰性评价。4、防潮设计4.1 、构造设计在不影响设备性能的前提下，应尽可能承受气密密封机箱。4.2 、防潮处理、憎水处理通过确定的工艺处理，降低产品的吸水性或转变其亲水性，如用硅有机化合物蒸气处理，可提高产品的憎水力气。
9、、浸渍处理用高强度与绝缘性能好的涂料填充某些绝缘材料、各种线圈中的空隙、小孔、毛细管等。浸渍处理除可以防潮外，还可以提高纤维绝缘材料的击穿强度、热稳定性、化学稳定性以及提高元器件 的机械强度等。、灌封用环氧树脂、蜡、沥青、油、不饱和聚酯树脂、硅橡胶等有机绝缘材料加热熔化后，注入元器件本身或元器件与外壳间的空间或引线的空隙，冷却后自行固化封闭。所使用的材料应保证其耐霉 性。、密封装置对零部件、模块等承受密封装置，密封分塑料封装和金属封装两种：塑料封装：塑料封装是把零件直接置于注塑模具中与塑料制成一体。金属封装：金属封装是把零件置于不透气的密封盒中，有的还可在盒内注入气体或液体。、外表涂覆用有机绝
10、缘漆涂覆材料外表，提高防潮性能。、使用防潮剂在设备内部放置防潮剂，并定期更换。专业学问共享4.3 、材料选择应尽量选用防潮性能好的材料，如铸铁、铸钢、不锈钢、钛合金钢、铝合金等金属材料以及环氧型、聚酯型、有机硅型、聚酰亚胺型等绝缘防护材料等。4.4 、防潮包装为防止设备在贮存、运输过程中受潮，应实行防潮包装，并符合GB5048 的规定。5、防生物侵害设计5.1 、构造设计、在不影响设备性能的前提下，应承受气密式外壳构造，内部空气应枯燥清洁，相对湿度小于 60%；、对于气密式设备，其内部可填充枯燥清洁的惰性气体，相对湿度应小于60%；、气密性外壳的技术要求和检验应符合国家标准与产品标准的有关规定
11、。5.2 、材料选择、应选用耐霉性材料。常用耐霉性材料见表1；、金属、陶瓷、石棉等材料不利于霉菌生长，但应经适当的外表处理，以防止其外表污染上霉菌的养分物质；、高分子材料如塑料、合成橡胶、胶粘剂、涂料等中的填料、增塑剂的选择，应尽量选用防霉的无机填料及其它耐霉助剂；、热固性塑料应完全固化，以提高其防霉性；、非耐霉材料如自然纤维材料及其制品应尽量避开使用，假设难以避开，则必需经过防霉处理之后才能使用。序号12345678910111213141516171819202122材料名称丙烯腈氯乙烯共聚物石棉 陶瓷 聚氯醚玻璃 金属环氧层压、酚醛树脂尼龙纤维层压、有机硅树脂玻璃纤维层压制品邻苯二甲酸二
12、烯丙酯聚丙烯腈聚酰胺 聚碳酸酯聚乙烯高分子量 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酰亚胺聚三氟氯乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚砜聚四氟乙烯 PTFE聚全氟代乙丙烯 FEP 聚偏二氯乙烯硅酮树脂表 1 常用耐霉性材料5,3、防霉处理当使用的材料和元器件等耐霉性达不到要求时，必需作防霉处理。、对非耐霉材料如塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等 ，可在材料的生产工艺过程中直接参与防霉剂；、对由非耐霉材料制成的零部件、元器件，可浸涂、刷涂防霉剂溶液或防霉涂料；、所使用的防霉剂必需满足以下要求：高效、广谱；低毒、安全；性能稳定，便于操作对设备的性能无不良影响。、应依据防霉处理的材料种类、使用环境、要求防霉的时间长短以及主要的霉菌种类等因
13、素， 选用适宜的防霉剂。常用防霉剂见表 2。表 2 常用防霉剂序号防霉剂名称应用范围1水杨酰苯胺适用于棉、毛织品、塑料、橡胶、油漆、软木等的防霉2SF501适用于光学仪器、玻璃零件及各种工业产品密封包装的防霉3TBZ适用于漆膜等多种物品的防霉4百菌清适用于漆膜等多种物品的防霉5多菌灵适用于漆膜等多种物品的防霉5.4 、包装防霉为防止设备在贮存、运输过程中长霉，应实行防霉包装。、霉菌对设备性能有影响或外观要求较高的设备，应承受密封包装，方法包括：抽真空置换惰性气体密封包装、枯燥空气封存包装、除氧封存包装、使用挥发性防霉剂密封包装；、经有效防霉处理的设备，可承受非密封包装，但应先外包防霉纸，然后再
14、包装；、长霉敏感性较低的设备，亦可承受非密封包装，并应在包装箱上开通风窗，以防止和减小由于温度升降在设备上产生凝露。、防霉包装的技术要求和检测应符合 GB4768 的规定。5.5 、防昆虫及其它有害动物的设计要求对于暴露在昆虫及其它有害动物活动地区并受到其危害的设备，应实行防护措施。、防护网罩可在设备的四周和外壳孔洞部位设置金属网罩，防止昆虫和其它有害动物进入。网孔大小应视防护的具体要求而定；、密封外壳密封外壳可用于防止昆虫及其它有害动物进入；、生物杀灭剂和驱除除剂器不能承受密封外壳和防护网罩的设备，应定期使用生物杀灭剂如杀虫剂、杀鼠剂等。对防霉处理的规定也适用于生物杀灭剂。6、防腐蚀设计电子
15、设备防腐蚀设计的根本要求是应依据产品的使用地区和安装平台的不同而不同：例如机载 电子设备在有盐雾的大气环境中应能完全正常地工作，其外观评价满足保护性和装饰性的有关要求。为了提高电子设备环境适应力气，必需承受有效的防腐蚀设计。在设备总体设计阶段，必需同步编制防腐蚀设计大纲，并在设计，制造、贮存、运输、使用等各个阶段予以实施。电子设备具体的防腐蚀设计主要从以下三个方面进展：6.1 、构造设计、一般要求承受密封式构造。密封设计优先挨次为：模块单元进展单独密封；插箱、分机局部密封；机箱或插箱整体密封。进展气密式设计时，容器应承受永久性熔焊气密构造，局部承受密封圈密封，密封圈应选用永久变形小的硅橡胶“
16、0”型圈。、对于大容积的构件如天线箱体、天线罩、高频箱等 ，应尽量避开气密式设计。、外壳顶部不允许承受凹陷构造 ,避开积水导致腐蚀 ;外壳构造应优选无缝隙构造，在承受其它构造时，要确保其密封性和电接触性能；外壳与开关、电缆插头座等部件的连接部位应实行密封 措施。、削减积水积污的间隙、死角和空间，易积水的部位应设置足够的排水孔。将内腔和盲孔设计成通孔，便于排水和排解湿气。、避开承受不同类型金属接触，以防电偶腐蚀。必需由两种金属接触时，应选用电位接近的金属。不同金属组成的构件，应设计为阳极面积大于阴极面积，并承受以下一种或几种防护措施：1选用与两者都允许接触的金属或镀层进展调整过渡； 2活动部位涂
17、润滑油，不活动部位涂漆； 3 用惰性材料绝缘； 4密封。、在贮存或运输过程中，应保证牢靠的包装形式和包装材料，提出贮存和运输的安全防护要求。6.2 、材料选择正确地选择材料，是电子设备防腐蚀设计的必要保证。在材料选择时，应选用经过鉴定、认证并经过实际使用牢靠的金属和非金属材料，不得使用未经入库检验的材料。非标准件及材料的选用必需经订购方认可和质检方鉴定。、在简洁产生腐蚀和不简洁维护的部位如天线、管系等设备 ，应优选钛合金、不锈钢等高耐蚀性能材料。、选择腐蚀倾向小的材料。、选择杂质含量低的材料：金属材料中杂质的存在，直接影响其抗均匀腐蚀、应力腐蚀的力气，其中高强度钢、铝合金、镁合金等材料的这种倾
18、向尤为严峻。、不同金属材料相互接触时，选用电化偶相容材料，在腐蚀介质中的电偶最大电位差不得超过 0.25V 。、密封机箱中不得承受具有腐蚀气氛源如ABS、聚氯乙烯、酚醛等的有机材料。、印制板应优选高绝缘、耐燃、无毒、不易变形、刚度高的环氧玻璃布覆铜板如FR4 型。、避开使用放气猛烈的材料如聚乙烯、多硫化合物、酚基塑料、纸、木材等；避开使用不相容的材料，如铜、锰与橡胶、纸与铜或银等。6.3 、加工与装联工艺电子设备在制造过程中，假设成型、机械加工、焊接、热处理等工序条件选择不当，则会使材料产生不同类型的腐蚀倾向，导致设备在使用时由于腐蚀而引起性能失效。因此承受稳定的加工、装联工艺，是设备耐腐蚀的
19、重要保证。、一般拉伸强度大于 1960Mpa 200kg/mm 2的高强度钢抗应力腐蚀的性能、疲乏强度和断裂韧性都比较低。承受真空冶炼、真空重熔、多向锻造、真空热处理、喷丸、闪光焊和电子束焊等工艺可改善高强度钢的性能。、机械加工板材和挤压件全部关键外表，即经最终机械加工和热处理后易影响的部位，应进行喷丸或别的方法使其处于无应力状态。、承受冲击或热压协作、螺栓紧固、装配等，都可能在零件上外表产生剩余应力，应承受提高成形精度、合理引入衬垫加以把握。在成形、加工、热处理、外表处理等工序中，都会带来剩余 应力，应进展应力消退热处理、喷丸、滚轧等方法消退剩余拉应力或使其产生压应力，以削减应力 腐蚀开裂或
20、轻氢脆。、滚轧、热处理、高温成形的钛合金，外表需进展机械加工、化学铣切或酸洗，以消退材料在高温下形成的污染层。7、防尘、防雨和防太阳辐射设计、电子设备的天线罩体和外部装置会受到砂尘、雨、太阳辐射的影响。、天线罩体和外部设备应避开外形过于简洁，构造应简洁、光滑且合理。、在构造设计中，天线罩体和外部设备外壳除满足其它要求外，应具备足够的刚度和强度， 以承受气流冲击和雨水、冰雹、砂尘的侵蚀。、假设可行，天线罩体和外部装置外壳应优先承受尘密和水密式设计，以防砂尘和雨水渗入。由此带来的散热、凝露、除湿等问题应有效地加以解决。、天线罩体和外部设备应避开水和砂尘的积聚，尽量消退缝隙构造。、太阳辐射导致的热效
21、应和雨水可能带来的温度冲击效应，应在热设计中予以充分考虑。、假设天线罩体和外部设备需要有机涂覆层，则必需选用经过有用或试验验证过的涂覆材料与涂装工艺。涂覆层应具备防砂尘、雨水侵蚀的力气；应具备良好的耐热氧老化的力气和防太阳辐 射引起的光老化的力气。、应考虑到天线罩体和外部设备外壳密封一旦失效后可能导致的紧急状况，并承受相应的失效防护设计。8、抗振动与抗冲击设计8.1 、根本要求电子设备的抗振动与抗冲击要求主要是指安装平台给它的振动输入，例如机载设备的振动与冲击要求是指载机在起飞、降落、空中飞行过程中机舱底板电子设备安装处上的振动与冲击的响应和量值。、振动强度设计要求由于环境适应性考虑的是极限环
22、境，所以振动强度设计要求考虑的是极限振动环境条件，通常考虑的是三个方向上的最大值作为任何一个方向上的设计要求。、抗振性能和疲乏设计要求抗振性能和疲乏设计要求是指常常施加在样品上的振动应力。同时还有一个在长期的空中振动下，任务电子系统不能产生疲乏的问题。满足上述要求的不应是最大包络量值，而应是平均值包络量值为了加大安全系统，也可承受平均值 +1的量值。、冲击强度设计要求就抗冲击设计来说，通常给出的是冲击脉冲波形或冲击响应谱。以以以下图为冲击脉冲波形及其相应的冲击响应谱。8.2 、设计准则、以垂向振动作为设计要求振动一般发生在相互垂直的三个方向上，而且通常是垂向的振动最大，因此可以简化成以垂向振动
23、作为相互垂直三个方向上任一方向上的振动设计要求。、固有频率可设计在 3070Hz 之间电子系统的机柜包括显控台 、分箱包括单元、组件/模块等各层次构造的固有频率应按二倍频的规章设计。当工程实施确有困难时，可最小不低于 1.5。机柜包括显控台的固有频率可设计在 3070Hz 之间，并且尽量往 30Hz 的低端设计。分箱包括单元 、组件/模块按二倍频或 1.5 倍频的固有频率往上设计。、放大因子必需设计成小于 3在 102023Hz 的载机振动频率范围内，用速率 1oct/min 的正弦扫频时，任何层次的共振频率上的放大因子必需设计成小于 3。8 3、隔振缓冲系统设计、振动传递率应小于 1电子设设
24、备的隔振缓冲系统应同时具有隔振和缓冲两种功能，即既应是一个好的振动隔离器又是一个好的缓冲器，其振动传递率应小于 1、冲击传递率应小于 1、平均碰撞传递率小于 1。、不消灭刚性碰撞去除耦联振动应依据电子设备的质量、尺寸、固有频率、危急频率、允许的振动、冲击量值进展隔振缓冲系统的设计包括提出隔振缓冲系统的动态特性要求等 。并且要做到具有足够的吸取储存能量的位移空间，保证不消灭刚性碰撞。支承平台的刚度中心应于电子设备的质量中心重合，以去除耦联振动的有害影响。、承受背架式隔振缓冲系统机柜包括显控台应承受背架式隔振缓冲系统，其中背架隔振器是非承载隔振器，其刚度阻 尼特性在水平面内，应对称于原点平衡位置
25、，并应留意它与底部隔振器的刚度位移量等的匹配。、固有频率偏差应小于 10加载后的各隔振器的固有频率与同轴向设计时的理论固有频率的偏差应小于10。8.4 、机柜包括显控台的设计、固有频率尽量靠近 30Hz机柜包括显控台的固有频率，应设计在3070Hz 之间，并尽量靠近 30Hz。、处于牢靠的支承状态机柜包括显控台应设置电缆固定装置，以削减电缆插座和电连接点所受的振动应力。机柜包括显控台应设置安全保障装置，以防隔振系统失效时，设备仍处于牢靠的支承状态。8.5 、插箱分箱、单元插箱分箱、单元三轴向与机柜包括显控台的连接刚度必需保证插箱分箱、单元的一阶固有频率不低于同轴向机柜包括显控台一阶固有频率的1
26、.52 倍，即符合 8.2.2 的规定。8.6 、组件/模块、组件/模块固有频率不应低于同轴向插箱的 1.52 倍安装在插箱分机、单元上的组件 /模块的连接刚度，应保证三轴向的固有频率不应低于同轴向插箱分机、单元固有频率的 1.52 倍。、承受较高固有频率的元器件应尽量承受较高固有频率的元器件。、印制板模块必需实行加固措施印制板模块必需实行加固措施。在插箱中的多块印制板模块之间应有限制基频共振振幅的限位措施。、印制板应实行限位、夹紧装置印制板应实行限位、夹紧装置，限制印制板电连接边受振、受冲击后产生的相对位移和变形。8.7 、紧固件、动态载荷在电子系统中，将使用很多不同形式的紧固件，它们对电子
27、设备的牢靠性起着重要作用。由于在振动与冲击的动态环境下使用，所以设计时应考虑：、以动态载荷冲击载荷按 15g1.78=26.7g 、线性加速度按 12g 考虑和构造的几何外形为根底，选择正确的紧固件尺寸和固定位置。、按动态载荷选择紧固件的锁紧装置。、依据动态载荷的要求，选择装配方法，例如螺钉应当用扭矩装置旋紧，该装置可预调到要求的扭矩值。扭矩值应当是扭断螺丝头所需扭矩值的6080。、加固监视器、计算硬盘、光盘驱动器等货架产品必需用紧固件紧固，以提高抗冲击与抗振动的力气。环境试验与环境试验技术1、概述环境试验是将产品包括材料暴露在自然或人工模拟环境中，以此来评价产品在实际遇到的运输、贮存、使用环
28、境条件下的性能。通过环境试验，可以供给产品在设计、装配、试验、使用等 方面的牢靠性与质量信息，是产品牢靠性与质量保证的重要手段。1.1 、环境试验进展概况环境对产品的影响，真正受到人们重视是在 30 年月未和其次次世界大战期间。那时，在热带和亚热带地区使用的产品特别是电子电工产品遇到了所谓气候劣化问题；特别是其次次世界大战战场上使用的产品，在各种恶劣的环境条件下消灭了很多问题。据当时美国空军调查，有 52产品的损坏是由环境所引起的，其中温度占 21，振动占 14，潮湿占 10，沙尘盐雾占 7。这些环境条件造成了很多产品的失灵、误动作、失效，从而贻误了战机，也造成了很大的经济损失，这就迫使各先进
29、的工业国家不得不从一连串的战斗失利中，开头着重解决电子电工产品的环境适应性问题。美国是开展环境试验较早的国家，是从争论热带防护开头的，并由国防部发式。从40 年月的现场试验到试验室人工模拟试验，并进展试验方法争论和制订试验标准。50 年月未，陆、海、空三军都有了各自的环境试验标准和标准。 60 年月联合制订出三军通用的环境试验标准 MILSTD810D以下简称 810D ，紧接着又开头了对宇航环境的争论。 这样就形成了从元器件、 微电路到设备， 从陆地、海洋到空中的完整环境试验军标体系。 从 60 年月到现在，美国的环境试验军标经过屡次修改和补充， 已进展到 810F，成为很多国家军品承受的重
30、要环境标准。国际电工委员会 IEC 是 1948 年开头考虑环境问题的，当时是 TC40 和 TC12 下设的分技术委员会。随着电子电工产品环境试验问题的日益突出， 1961 年成立了 TC50“环境试验技术委员会”特地从事环境试验机理、试验技术和试验程序的争论。 1973 年又成立了 TC75 “环境条件技术委员会”，特地从事环境条件分类和分级的争论。 TC50 和 TC75 的文件和标准吸取了各国的阅历， 集中了各国专家的才智，故具有体系完整、构造严谨、技术先进、使用便利等一系列优点，已成为当今世界公认的科学技术沟通和国际贸易的准则。 IEC 标准已被各国广泛承受， 成为国际贸易中消退技术
31、壁垒的重要根底之一，且在世界电子电工产品的生产、贸易、法律等方面发挥着权威性的作用。我国的环境试验工作是 1955 年正式开头的，首先在广州、上海、海南建立自然暴露试验站，与东欧六国共同合作探究热带、亚热带、工业气体等对电子电工产品的影响。我国的环境试验经受了 从开头学习、搬用苏联标准，到逐步建立我国自己的环境试验体系这一进展过程。随着我国改革开 放的不断扩大，为了加速四化建设，与国际标准接轨，提高我国电子电工产品的质量与牢靠性，提 高国际市场的竞争力气，国家已打算以 IEC 标准和美国军用标准为根底来制订我国的民用和军用产品的环境试验标准。国军标 150 就是参照美军标 810 制订的，在军
32、品的环境试验中发挥了重要的作用。1.2 、环境试验的类型环境试验大致可以分成两类，一类是自然自然暴露试验；一类是人工模拟试验。1.2.1 、自然自然暴露试验自然暴露试验是将样品产品或材料在自然环境条件下进展暴露和测试。自然暴露试验可分为无气候防护和有气候防护两种。无气候防护是指在室外暴露，样品直承受气候影响。有气候防护 又可分为完全气候防护和局部气候防护。完全气候防护是指在空调和半空调室内暴露，能保护样品 免受气候直接影响。局部气候防护是指在棚下、掩蔽所内暴露，仅能局部保护产品免受气候直接影 响。自然暴露试验，可在静止状态下进展，也可以在定期运行或满负荷状态下进展，视试验的要求 而定。1.2.
33、2 、人工模拟产品在运输、贮存、使用过程中所经受的环境条件是多种多样、错综简洁的。按对影响产品的因素可分为：a、气候条件：凹凸温、湿度、气压、风雨、冰霜等b、机械条件：冲击、振动、摇摆、噪声、恒加速度等 c、生物条件：霉菌、有害动物、海洋生物等d、辐射条件：太阳辐射、电磁辐射、核辐射等e、化学活性物质：硫化氢、二氧化硫、盐雾等f、机械活性物质：沙粒、尘埃等人工模拟试验就是将上述环境因素在试验室内重现出来。然而，这不是一件简洁的事情，特别是上述这些因素对产品的作用往往不是单一的，而常常是多种因素同时作用在产品上。人们通过不 断的实践，总结出了两种人工模拟方法，a、重视现场的环境条件b、重现现场环
34、境的影响前者指试验室的环境条件及其变化和现场环境条件尽量保持全都；后者是指试验室人工模拟试验结果与现场环境条件对产品影响的结果等效。由于重现环境条件在技术、经费、时间上往往存在 一些问题，有时甚至无这种必要。所以，当前大多数人工模拟试验都承受重视现场环境的影响，即 依据影响模拟的原理来制订试验方法。目前模拟环境试验根本上是按上述方法制订的。2、环境试验总要求2.1 、试验条件任何环境试验都应规定试验条件及其容许误差包括温度试验时温度稳定原则。2.2 、试验进展试验进展又为条件试验、试验在线，它主要规定了试验过程中的检监测、试验记录、失效判据等与试验有关的因素，2.3 、试验设备及仪器对试验设备
35、及测试仪器的要求，主要是为了保证施加给试验样品的试验应力把握在标准规定的误差范围内，不产生欠试验与过试验，实现试验的再现性。2.4 、试验挨次主要考虑了各项试验间的相互影响，实际所遇到的环境因素挨次，试验信息的收集，推举了一个试验挨次。3、温度试验温度试验有三种方法：即低温、高温、温度冲击。现以GJB150 中的温度试验方法为例来表达：见图 3-1见图 3-2温度冲击高温：+70试验低温：-55凹凸温保持时间为 1 小时或试验样品到达温度稳定所需时间，以长者为准。循环次数为 3 次。高温箱和低温箱之间转换时间为 5 分钟见图 4-33.1 、温度试验条件及试验方法GJB150中三种温度试验的试
36、验条件和试验方法见表3-4表 3-1 GJB150 中的温度试验条件及方法试验试验条件试验方法温度控工程温度持续时间温度变化速率制曲线低温贮存试验5055温度稳定后再保持 24 小时或按有关技术文件规定升降温变变化速率不大于 10/min见图 3-1高温贮存试验657048 小时，此时相对湿度不大于 15%升降温变变化速率不大于 10/min见图 3-2低温工作按有关标准或技试验样品在不工作状态到达温度稳定所需的时间加上启开工作后升降温变变化速率不大试验术文件规定到达温度稳定所需的时间或按有关标准或技术文件规定于 10/min高温工作按有关标准或技试验样品在不工作状态到达温度稳定所需的时间加上
37、启开工作后升降温变变化速率不大试验术文件规定到达温度稳定所需的时间或按有关标准或技术文件规定于 10/min3.1.1 温度试验条件3.1.1.1 试验温度试验温度主要分为贮存温度和工作温度。贮存温度是指产品在不工作状态遇到的最高和最低温度。这一温度主要取决于自然气候环境温度，这种温度一般在一年中的最热或最冷的季节中在某些 地域中消灭，通常称为温度极值。温度极值包括记录极值，工作极值和承受极值。除记录极值外， 工作极值和承受极值通常以确定的风险率给出。贮存试验温度除取决于自然大环境温度外，还取决 于产品载体金属壳体的散热和致冷辐射效应，依据我国对飞机机场停放时温度实测结果，机内温度在热天要比外
38、界自然环境温度高 1020，冷天要比外界温度低 35。由于不管机载设备装于何种飞机上，飞机都要在地面停留存放。因此，其高、低温贮存试验温度在中国范围一般均取-50和70。假设要进入北极区，低温贮存温度降到 -62。假设要在非洲沙漠停放，高温贮存温度要升到85。温度冲击温度上下限通常选用凹凸温贮存温度。工作温度主要受微气候环境的影响，它取决于载体种类和热源，相邻设备发热状况，产品四周通风和传热状况和产品本身冷却方式等。因此通用标准中不了解对工作温度作统一规定，要依据产 品具体状况确定。3.1.1.2 试验持续时间温度试验持续时间主要取决于在贮存或工作温度下的停留时间。标准中对贮存试验的凹凸温保温
39、时间作了定量规定，即高温时为 48h，而低温为 24h 加上产品在此温度下到达稳定的时间。标准中对工作试验的凹凸温保温时间只规定为产品到达温度稳定的时间，有关温度稳定时间确实定方法在本章 5.5 节中特地说明。对于温度冲击试验，一般规定为1h，或者是温度到达稳定的时间，当温度稳定时间超过 1h 时，应使用温度稳定时间，当温度稳定时间小于等于1h 时，应使用 1h。3.1.1.3 温度变化速率对于凹凸温贮存试验和工作试验来说，由于主要考虑温度持续作用的影响，温度变化速率不是标准要求的试验条件，这一速率不宜过大，变化过大不仅会延长温度到达稳定的时间，还会引入快 速温变失效机理，变化过小又会影响试验
40、效率，因此，一般规定为试验箱最大可能变化速率，但不超过 10/min。对于温度冲击试验，则要求产品在凹凸温箱之间快速转换，时间小于等于 5min。3.1.1.4 循环次数循环次数仅适用于温度冲击，一般规定 3 次。3.2 试验方法温度试验按 GJB150 总则规定的通用试验程序进展，包括初始检测，试验，恢复和最终检测四大局部。低温贮存和工作、高温贮存和工作、温度冲击三个试验分别按图3-1，图 3-2 和图 3-3 的温度把握曲线进展。温度低温工作温度-55工作状态性能检测工作不工作工作不工作工作检测不检测检测不检测检测条件说明正常试验大气条件小于10/min到达温度稳定24h小于到达温10度稳
41、定/min到达温检测度稳定用时间小于10/min正常试到达温验大度稳定气条件试验步骤试验阶段12345678初始检测试验恢复最终检测图 3-1 低温贮存和工作试验把握曲线专业学问共享温度70高温工作温度室温工作 工作状态性能 检测检测不工作不检测工作不工作工作检测不检测检测小正常小于小于检测 于正常试条件 试验10说明 大气/min条件48hRH15%10/min到达温度 到达温度稳定稳定用时间10 到达温 度稳定/mi n验大气条件试验步骤1试验 初始阶段 检测234567试验恢复最终检测70高温箱温度低温箱温度-55工作 工作状态性能 检测检测不工作不检测工作性能检测正常 升温条件 试验
42、速率说明 大气 不规条件 定4 小时或到达温度稳定的时间。长者为准小于5min4 小时或到达温度稳定的时间。长者为准小重复 2于步条5件min重复 2.3 步条件升温速率未规定到达 正常试温度 验大气稳定 条件试验步骤1试验 初始阶段 检测234试验恢复最终检测图 3-2 高温贮存和工作试验把握曲线3.3 对试验设备的要求GJB150 三项温度标准对温度试验箱的要求见表3-2。温度试验箱的设计应满足表中的要求。购置的试验箱应进展验收鉴定；试验箱图使3用-3中温，度也冲应击定试期验检控定制，曲以线确认其能否满足试验要求。GB5170 已规定了温度试验箱的检定方法。对于技术性能较差的大型试验箱室假
43、设检定说明其有效容积内某一区域能满足容差要求且有足够大的容积，也可用此试验箱室的该区域进展试验，不必要求箱内各区都满足要求。表 3-2 GJB150 温度试验对温度箱的要求工程 监测要求风速温度容差湿度热辐射 箱温恢复力气3.4 试验技术箱 别低温箱高温箱温度冲击箱低温箱高温箱温度冲击箱低温箱高温箱温度冲击箱低温箱高温箱温度冲击箱低温箱高温箱温度冲击箱温度冲击箱要求试验箱内应装有传感器，用于监测试验条件试验箱内应有强迫空气循环。以保证到达试验条件和箱内温度均匀， 但风速不超过 1.7m/s试验样品四周测量系统测得的温度应在试验温度的 2以内，其温度梯度不超过 1/m，或总的最大值为 2.2试验
44、样品不工作无明确要求确定湿度不超过 20g/m3，相对于温度 35，相对湿度 50无明确要求箱内壁温度与试验温度之差不超过 8%确定温度 箱内壁温度与试验温度之差不超过 3%确定温度 分别同高、低温箱试验样品放入后，箱温恢复时间不超过高、低温规定保持时间的 10%为了保证试验结果准确且具有再现性，必需严格把握试验过程中的每一环节，既保证试验条件把握在规定范围内，又不给产品引入附加的故障。3.4.1 试验箱的选择为保证试验正常进展，试验样品和试验箱的有效容积之间要保持合理的比例，对于发热试验样品，其 体积不大于试验箱有效容积的格外之一；对于不发热试验样品，其体积不大于试验箱有效容积的五分之一。3.4.2 试验样品安装试验样品应放置在试验箱内搁架或特地制造的样品架上。除支点外，试验样品应被自由空气包围。严禁将试验样品置于箱底或实心垫板上。样品的任何局部均应位于试验箱有效容积内，不得伸入靠近箱壁的 非有效容积内，由于非有效容积内不能保证试验