電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的研究與探討

摘 要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品在社會(huì)各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。電子產(chǎn)品所處的力學(xué)環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品的運(yùn)行狀況有重要影響。電子產(chǎn)品的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)，可以對(duì)電子產(chǎn)品失效的機(jī)理和環(huán)境進(jìn)行分析，有利于防止力學(xué)環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品的破壞，確保電子產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行。本文從力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的必要性進(jìn)行分析，探討力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的方法和原則，合理安排試驗(yàn)項(xiàng)目的順序，對(duì)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題也進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)；研究

1 電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的作用和必要性分析

力學(xué)環(huán)境的試驗(yàn)主要是對(duì)電子產(chǎn)品在具體的力學(xué)環(huán)境中的性能狀態(tài)的研究，是為了保證電子產(chǎn)品在規(guī)定的使用壽命期間，在現(xiàn)有的運(yùn)輸、流通、使用環(huán)境中，能保持功能的可靠運(yùn)行的一種活動(dòng)，是評(píng)價(jià)、考核電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完好性和功能可靠性的活動(dòng)。在以往的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中，人們往往將注意力放在試驗(yàn)條件和試驗(yàn)項(xiàng)目上，而忽視了試驗(yàn)項(xiàng)目之間的影響作用和試驗(yàn)的方法步驟，影響了試驗(yàn)的可比性和可信度。力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的作用和必要性有以下幾點(diǎn)：首先，生產(chǎn)出的產(chǎn)品的可靠性更高。其次，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本及使用成本，減少了產(chǎn)品的質(zhì)保費(fèi)用，提高了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。最后，可以提升產(chǎn)品信譽(yù)及企業(yè)的形象最后，在試驗(yàn)過(guò)程中可以找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的缺陷，提高電子產(chǎn)品的力學(xué)環(huán)境的適應(yīng)性，增強(qiáng)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。

2 電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的項(xiàng)目順序應(yīng)考慮的原則

一般而言，在力學(xué)環(huán)境的試驗(yàn)中，只要存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)項(xiàng)目，則要考慮試驗(yàn)項(xiàng)目的順序安排。在不同類型的試驗(yàn)項(xiàng)目中，試驗(yàn)項(xiàng)目順序的安排的原則有所不同。

2.1 力學(xué)環(huán)境的適應(yīng)性研制的試驗(yàn)

此種試驗(yàn)項(xiàng)目是為了發(fā)現(xiàn)電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上的缺陷，為產(chǎn)品的改進(jìn)提供意見，其原則如下：

如果試驗(yàn)的目的是為了盡快彌補(bǔ)產(chǎn)品的缺陷，則應(yīng)從最嚴(yán)酷的試驗(yàn)項(xiàng)目著手，或者從影響最大的試驗(yàn)著手，將試驗(yàn)樣品的缺陷盡快找出來(lái)，迅速完成力學(xué)環(huán)境的試驗(yàn)。

如果試驗(yàn)的目的是為了發(fā)現(xiàn)更多的試驗(yàn)樣品損壞之前的性能，則要從影響力最小的試驗(yàn)項(xiàng)目著手，盡可能多完成一些試驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2 環(huán)境鑒定試驗(yàn)，批產(chǎn)品的例行試驗(yàn)、環(huán)境驗(yàn)收

此種試驗(yàn)是為了檢測(cè)試驗(yàn)產(chǎn)品的耐環(huán)境能力是否達(dá)到相關(guān)規(guī)定的要求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品定型和批產(chǎn)品驗(yàn)收提供決策的依據(jù)，在項(xiàng)目順序的選擇上，應(yīng)堅(jiān)持以下順序：

試驗(yàn)樣品的使用環(huán)境是能夠?yàn)槿藗兯A(yù)知的，其試驗(yàn)的順序應(yīng)與產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、使用中的環(huán)境條件出現(xiàn)的順序保持一致，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳考核。

試驗(yàn)樣品的使用環(huán)境不能為人們所預(yù)知，其試驗(yàn)的順序應(yīng)首先對(duì)影響力最大的試驗(yàn)項(xiàng)目開始。在試驗(yàn)過(guò)程中，要考慮前一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)后一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的影響。首先，要充分了解單一的環(huán)境因素可能對(duì)試驗(yàn)樣品所造成的影響。其次，要充分考慮不同初始狀態(tài)的試驗(yàn)樣品可能產(chǎn)生的影響。再次，對(duì)不同試驗(yàn)項(xiàng)目的順序所產(chǎn)生的實(shí)際情況進(jìn)行分析，找出最好的最切合實(shí)際的試驗(yàn)順序。

3 推薦力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的項(xiàng)目順序選擇的基本方法及試驗(yàn)步驟

3.1 推薦的試驗(yàn)項(xiàng)目的順序

我國(guó)《電子電工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)總則》中，對(duì)電子產(chǎn)品的試驗(yàn)順序進(jìn)行了規(guī)定，依次為振動(dòng)、沖擊、碰撞、跌落和運(yùn)輸。試驗(yàn)項(xiàng)目的順序受到很多因素的影響，試驗(yàn)順序的選擇應(yīng)結(jié)合具體的環(huán)境和產(chǎn)品的特征來(lái)綜合考慮。

3.2 順序選擇的基本方法

第一，信息收集和分析。首先，對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品所處的具體工作環(huán)境進(jìn)行分析，收集相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，特別是關(guān)于單獨(dú)環(huán)境或者綜合環(huán)境對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品的影響，以及單獨(dú)環(huán)境或綜合環(huán)境對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品影響的重復(fù)率和順序，分析環(huán)境暴露概率最大的順序。其次，分析試驗(yàn)產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)，對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品預(yù)期的壽命期的影響因素進(jìn)行分析，確定最敏感的、環(huán)境承受最差的因素。最后，對(duì)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)以及用戶質(zhì)量協(xié)議書所規(guī)定的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行說(shuō)明。

第二，選擇方法。首先，查找用戶質(zhì)量協(xié)議或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)識(shí)將要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。其次，查找文件，確定試驗(yàn)類型是產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性研制還是設(shè)計(jì)定型的環(huán)境鑒定或者批產(chǎn)品的環(huán)境例行試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。再次，根據(jù)有關(guān)文件的規(guī)定或試驗(yàn)樣本數(shù)，對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分組，確定每組所適應(yīng)的力學(xué)環(huán)境。最后，在同一試驗(yàn)項(xiàng)目中，選擇損傷較小的試驗(yàn)程序或者按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的順序進(jìn)行。

第三，試驗(yàn)步驟及時(shí)間的安排。電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)主要為以下幾方面：評(píng)估試驗(yàn)的結(jié)果，分析試驗(yàn)失敗的原因，改進(jìn)產(chǎn)品制造或設(shè)計(jì)缺陷，重新試驗(yàn)，編制試驗(yàn)報(bào)告，因此，產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)間段和試驗(yàn)的步驟安排非常重要。

產(chǎn)品試驗(yàn)的時(shí)間段可分為五個(gè)階段：開發(fā)階段，對(duì)產(chǎn)品的關(guān)鍵部件開展模擬試驗(yàn)；試制階段，對(duì)試制品開始摸底試驗(yàn)；驗(yàn)收階段，對(duì)樣品開展性能試驗(yàn)；生產(chǎn)定型階段，對(duì)產(chǎn)品開展鑒定試驗(yàn)；批量生產(chǎn)階段，對(duì)產(chǎn)品開展可靠性試驗(yàn)。

4 對(duì)電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的說(shuō)明

本試驗(yàn)最重要的目的是再現(xiàn)樣品在特定的試驗(yàn)環(huán)境中所受到的環(huán)境影響，而非對(duì)實(shí)際環(huán)境的重視。為了使不同地點(diǎn)和不同人在試驗(yàn)中能得出相同結(jié)果，試驗(yàn)的參數(shù)應(yīng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，且應(yīng)有合適的容差，試驗(yàn)樣品的選擇應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其他產(chǎn)品和設(shè)備的振動(dòng)、沖擊、加速度等也應(yīng)按照規(guī)定安裝在試驗(yàn)的設(shè)備上。再者，同一試驗(yàn)樣品如果要進(jìn)行兩個(gè)或者兩個(gè)以上的項(xiàng)目時(shí)，試驗(yàn)項(xiàng)目順序安排的不同，試驗(yàn)的結(jié)果也會(huì)有所不同。這是因?yàn)樵囼?yàn)項(xiàng)目所施加的力學(xué)環(huán)境會(huì)對(duì)下一個(gè)環(huán)節(jié)的試驗(yàn)結(jié)果造成影響。

5 電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題

電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)按力學(xué)環(huán)境的條件可分為振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、碰撞試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、運(yùn)輸?shù)燃?jí)試驗(yàn)。力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中應(yīng)注意以下問(wèn)題：

第一，在振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中，以往的方法是尋找共振，然后對(duì)產(chǎn)品的共振頻率進(jìn)行耐久試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中，很難將長(zhǎng)期共振的樣品失效和容易引起共振失效相區(qū)別，在評(píng)價(jià)現(xiàn)代化的小型裝置或者任何封閉的器件時(shí)，直接觀察非常困難。在試驗(yàn)過(guò)程中，如果采用傳感器的相關(guān)技術(shù)，則必須改變裝置質(zhì)量的剛度分度，通常情況下不能使用。即使能夠使用，試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵取決于工程師在試驗(yàn)中在選擇測(cè)量點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)和技巧。

第二，碰撞試驗(yàn)僅為一種經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)，同時(shí)是一種在強(qiáng)度方面有一定的可信度的試驗(yàn)，不是一種真實(shí)環(huán)境的精確模擬試驗(yàn)。

第三，傾跌、翻倒、角傾跌試驗(yàn)一般只適用于受到劇烈搬動(dòng)效應(yīng)的中小型設(shè)備，且只適用于可能會(huì)受到撞擊和敲擊危險(xiǎn)的面和角，不適用于沒(méi)有防護(hù)的易受損壞的不規(guī)則設(shè)備，因?yàn)檫@些設(shè)備在固定裝置中取出時(shí)一般是裝在一個(gè)搬運(yùn)架或托架，在包裝箱或托盤中應(yīng)該被視為一個(gè)整體，才能適用本試驗(yàn)。

第四，沖擊試驗(yàn)只適用于質(zhì)量管理或元器件型的樣品鑒定的完整性結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，在試驗(yàn)中，使用高的加速度的沖擊，對(duì)樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)施加既定的沖擊力。

第五，運(yùn)輸環(huán)境的條件比實(shí)際的工作環(huán)境更為嚴(yán)酷。在這樣的條件下，試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級(jí)選擇應(yīng)與運(yùn)輸環(huán)境相適應(yīng)。本試驗(yàn)適用于被運(yùn)輸?shù)臉悠泛脱b載在運(yùn)輸車輛中的樣品，樣品的放置可分為散裝和緊固兩種狀態(tài)，對(duì)于散裝樣品的試驗(yàn)不適用本試驗(yàn)環(huán)境，應(yīng)以GB2423.39-90方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]黃春莉，李雅娜.淺談電子產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的研究與探討[J].信息技術(shù)與信息化，2009，（2）

[2]馬榮國(guó)，范紅梅，肖軍強(qiáng)等.宇航元器件力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)技術(shù)研究[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2012，30（3）