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多因素综合环境试验设备的发展历程

发布时间:2019-06-11 阅读:69

    综合环境试验通常是指多个环境因素在同一空间内和同一时间里进行的实验室环境模拟试验。在同一空间内,但不在同一时间进行的实验室环境模拟试验称为多个环境因素的组合试验。
    工程产品在整个使用期间会经受自然界各种气候环境(如温度,湿度、低气压、日照、雨淋、风蚀、沙尘等)、力学环境(如振动、冲击、噪声、加速度、气动热、摩擦电等)、生物化学环境(如微生物,酸性气体、二氧化硫等)以及电磁干扰环境的考验。而且.,上述各种环境因素中的几种会同时存在,综合地影响着产品的使用性能,故工程产品在存储、运输和使用中所遭受的现实环境条件都是多种因素和谐地综合在一起的环境条件。多种环境因素的综合效应往往会加剧产品的失效,这就是为什么人们在实验室环境模拟试验中,越来越趋向于“综合环境模拟”的理由。尽管人们没有回天之力,在试验室复现出千姿百态、五彩缤纷之万千世界,但人们总是在努力地,尽可能创造出更接近于自然界存在的综合环境条件。
    早在20世纪50年代人们就提出了综合环境模拟试验的概念,并着手沿着两条不同的道路探求解决综合环境试验的手段或方法,一是探索“等效”的理论与方法,企图以单环境因素的顺序试验去替代和等效多环境因素的综合效应。另一条途径是研制多因素综合环境试验设备,追求实验室环境模拟试验与外场真实环境的一致性,限于当时的科技水平,两者均收效甚微。20世纪60年代以后,随着高速、高空和空间飞行技术的发展及需式验设备制造技术和试验方法的快速进展综合环境试验技术和综合环境试验设备有了较大的发展。20世纪60年代末,美国哥达得(Comd)空间飞行中心建造了世界上第一台集温度、振动、噪声、压力等多种环境因素综合在一起的环境试验装置,并完成了多个空间飞行项目的综合环境试验。时至今日,国内国外已有数万台各种综合环境试验装置在运行使用中。
    高低温试验箱
    综合环境试验的zui大优点是提供给产品的环境条件更趋近(只是趋近!)于产品使用中的现场环境,因此其试验结果也更加可信。美国海军曾把通过单项环境因素组合试验得到的可靠性评估指标与现场实际使用的可靠性指标进行统计比较,两者之比是20:1,而采用模拟真实环境的综合环境试验得到的可靠性评估指标与现场实际使用的可靠性指标之比是5:4,显然,后者的可信度远高于前者。美国空军飞行动力研究所对十种航空机载电子设备分别在综合环境应力和单一环境应力组合条件下进行了1200的比对试验,结果表明,综合环境应力条件下所发生的失效模式与外场使用情况基本一致,实验室所获得的MTBF(平均无故障工作时间)值是外场实际使用结果的70%-170%之间,两者较为接近。而采用单一环境应力组合试验得到的MTBF值是外场实际使用结果的25%-400%综合环境应力试验虽然是一种更有效、更可信的试验技术,但在具体实施中存在着较两者相差较大。
    阳光模拟实验室
    综合环境应力试验虽然是一种更有效、更可信的实验技术,但在具体实施中存在着较多的技术与经济因素的制约:
    1、综合环境试验设备。自然界存在的各种环境因素彼此相互依赖也相互制约,宇宙的同天之力使它们能和谐地聚集在一起,创造出千姿百态,绚丽多彩的环境的要巧夺天工,在实验室再现这种聚集与综合的环境模式就不那么轻而易举了。目前,温度+湿度+高度(用于环境试验)、温度+振动(多用于环境应力筛选)、温度+湿度+振动(多用于可靠性试验)等综合环境试验设备已得到较普遍的使用,用于环境试验的温度+湿度+高度+振动、离心加速度+温度,离心加速度+混度+振动等综合环境实验设备也已开始得到应用,但是实现更多环境因素综合实验的设备还有待进一步的探索和研究。
    2、综合环境试验方法和规范,产品的工作环境千差万别,人们永远不可能做到使试验室的模拟环境与产品使用现场的真实环境达到完全一致,无论我们付出多大的代价,做出多么惨痛的牺牲,都不得不一次又一次地在“真实性”与“一致性”面前做出痛苦的让步,而在“直实性”与“可能性”之间寻找新的平衡。因此,我们需要探案正确的综合环境试验方法和较完善的综合环境试验规范,用于指导综合环境试验设备的研制和综合环境试验的开展与推广。到目前为止,指导军工产装备实施综合环境试验的方法和规范已产品有了一些初步的成果,民用也在探索和应用的过程中。
    3、环境试验故障原因及失效机理的判别,环境试验的重要目的之一是寻找产品出现故障的原因及其失效机理,为改进设计和制造工艺提供依据,而在综合环境试验中,由于多个环境因素聚集在一起,彼此相互依存,又相互制约,很难直接得到引发故障的起因,在分析故障时,往往还需要借助单一环境因素试验的结果进行比对和分析,才能有比较确切的结论。
    4、一次性投资成本及使用费用。由于多因素综合环境试验设备结构复杂,技术难点多,制造成本高,一次性投资及使用维护费用都很高。一台温度+湿度+高度+振动的四综合环境试验箱的费用可以在市场上购买到数十台高低温环境试验箱,而且在日常的使用中,综合环境试验设备的故障及使用维护远远高于单因素环境试验环境,因此,绝大多数产品制造商仍把可以部分提高产品的环境适应性能力,又可以节省大量成本的单因素环境试验环境作为产品环境适应性试验的首选方案。
    上述种种原因限制着综合环境试验技术与设备的发展,目前绝大多数的环境适应性试验仍然是单一因素的环境试验,现役服务的环境试验设备也仍然是单一环境因素的试验设备占据统治地位,这两方面的比例,大体都处于100:1的状态。但是无论从技术发展趋式看,还是从试验的有效性出发,综合环境试验仍然是我们今后长期奋斗的目标。未来的环境与可靠性试验必然是单一环境因素试验与综合环境试验相辅相成,相得益彰。
原则上,在同一空间内能同时模拟两种以上的环境因素,并能对这些模拟的环境因素能进行有效控制的试验设备都可以称为多因素综合环境试验设备。但习惯上将那些以某一种环境因素为主的多个环境因素同时存在的环境试验设备,如砂尘、盐雾、霉菌等试验设备仍归并于单一因素环境试验设备,因为这些试验设备的主环境因素是砂尘、盐雾、霉菌,试验箱内的温度、湿度及风速等通常只是试验空间中的一种恒定不变的辅助性环境条件。

    有一种约定成俗的说法是将气候环境与力学环境因素综合在一起的试验设备称为综合试验设备。对于多个气候环境因素综合在一起的试验设备则习惯将环境因素的名称合在一起命名,如温度和湿度都要控制的试验箱称为“湿热试验箱”,温度和高度都要控制的试验箱称为“温度、高度试验箱”等等。本书作者既尊重约定成俗的说法,也出于学术上的严谨性,将同一空间内能同时模拟两种以上的环境因素,并要求对这些被模拟的环境因素进行有效控制的试验设备泛称为多因素综合环境试验设备。








                                                                                            (本文内容来源于网络)

主营产品:高低温箱、高低温交变箱、高低温交变湿热试验箱、盐雾腐蚀试验箱、砂尘淋雨试验箱、氙灯试验箱、紫外老化箱、生化箱、光照培养箱、恒温恒湿箱、人工气候箱... 网站幸运飞艇稳赚的玩法联系我们
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