环境试验的重要性
环境对于产品来说是一个无法回避的、必须加以考虑的因素。环境从各方面使产品性能劣化,如温度、湿度破坏表面保护层使电子元件受损产生绝缘击穿,电阻值改变等;振动冲击造成应力腐蚀;大气中的盐和其它污染物引起化学腐蚀等。环境的破坏作用能降低产品的使用寿命,有些产品甚至在投入使用前的运输和储存中就已经损坏了。多年来积累的统计数据表明,环境引起产品的故障数占总故障的52%左右,在这52%的故障中各种环境引起的故障百分比如图1-1所示。从图1-1可见,大部分故障是由温度、湿度和振动环境引起的。
下面以航天和军工两个典型的应用领域来说明环境试验的重要性航天器是一类十分特殊的产品,从出厂后经运输、发射上天、人轨及轨道运行等过程直至返回地面,所经受环境的复杂性和多样性是任何产品不能比拟的。
例如在地面运输中,航天器经受到振动、冲击和地面气候环境(温度、湿度)的作用;在发射过程,经受加速度、声、振动和冲击等力学环境的作用,还有大气压力和温度的急剧变化;在轨道运行过程中处于真空和深冷环境,还受到宇宙射线、太阳辐射、电磁辐射等各种空间环境的影响。为了保证它具有所要求的工作性能与寿命,除了精心设计和制造外,通过大量的环境试验来验证产品的设计和制造质量则是主要的手段。通常航天器要经历过反复的随机振动试验、声试验、冲击试验、热平衡试验、热真空试验、磁试验、空间辐射试验等诸多环境试验,所进行的环境试验规模和类型,以及所投入的人力物力,是其它产品所不能及的。
环境因素对军用装备也非常重要,有不可忽视的影响。为了使军用产品有很好的环境适应性,提高其使用可靠性,不仅在开发研制阶段,就是在使用阶段都必须进行环境试验。图1—2为进行武器试验所使用的湿热试验箱。国内外的部分统计资料表明武器装备发生故障或损坏的原因一半以上是由于环境因素引起的。表1-1中所列出的环境对军用器材的不利影响足以说明环境试验的重要性。
图1—2为进行武器试验所使用的湿热试验箱