在产品的生命周期中,除了要经受温度、湿度等环境因素的影响外,还可能遭遇各种机械应力的作用,其中机械冲击是最常见、也是最具破坏力的一种。无论是运输过程中的颠簸、跌落,还是使用过程中的碰撞、振动,都可能对产品造成冲击,导致产品结构损坏、功能失效,甚至危及人身安全。因此,机械冲击测试成为评估产品抗冲击能力、保障产品质量的重要手段。
什么是机械冲击测试?
机械冲击测试,是指利用冲击试验设备,对产品施加规定波形和峰值加速度的脉冲冲击,模拟产品在运输、装卸、使用过程中可能遭遇的非重复性机械冲击的试验方法。通过这种试验,可以评估产品在冲击环境下的结构强度、功能稳定性,以及是否存在潜在的设计缺陷。
机械冲击测试的目的在于:
- 评估产品在冲击环境下的结构强度和功能稳定性。
- 发现产品在设计、材料、工艺等方面存在的潜在缺陷。
- 验证产品是否符合相关的质量标准和规范。
- 为产品的包装设计提供依据。
哪些产品需要进行机械冲击测试?
机械冲击测试广泛应用于各种工业产品,特别是那些在运输、使用过程中容易受到冲击的产品。常见需要进行机械冲击测试的产品类别包括:
- 电子电器产品:手机、电脑、平板、电视机、服务器、家用电器等。
- 汽车零部件:仪表盘、安全气囊、座椅、电子控制单元、灯具等。
- 航空航天产品:机载设备、卫星部件、导弹部件等。
- 通信设备:基站、天线、光模块、路由器、交换机等。
- 医疗设备:便携式医疗设备、诊断仪器、手术器械等。
- 包装产品:运输包装、缓冲材料等。
- 军用设备: 通信设备, 武器系统, 车辆部件等.
机械冲击测试的标准
机械冲击测试的依据是各种国际、国家和行业标准。这些标准规定了测试的条件、方法、程序和判定准则。以下是一些主要的机械冲击测试标准:
标准编号 | 标准名称 | 适用范围 | 主要测试条件 |
---|---|---|---|
IEC 60068-2-27 | 环境试验 第2-27部分:试验 试验Ea和导则:冲击 | 电工电子产品 | 冲击波形(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品规范确定 |
GB/T 2423.5 | 环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击 | 电工电子产品 | 冲击波形(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品规范确定 |
MIL-STD-810G | 环境工程考虑和实验室试验 | 军事和商业产品 | 冲击波形(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品规范确定 |
GJB 150.18A | 军用装备实验室环境试验方法 第18部分:冲击试验 | 军用装备 | 冲击波形(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品规范确定 |
ISO 16750-3 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第3部分:机械负荷 | 道路车辆电气及电子设备 | 冲击波形(半正弦波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品规范确定 |
ISTA | 国际安全运输协会系列标准 | 运输包装 | 跌落高度、冲击波形、冲击次数等根据产品类型和运输方式确定 |
ASTM D4169 | 运输集装箱和系统性能测试的标准实施规程 | 运输包装 | 跌落高度、冲击加速度、冲击次数等根据产品类型和运输方式确定。 |
ETSI EN 300 019-2-2 | 环境工程(EE);电信设备的环境条件和环境测试规范.第2-2部分:运输 | 电信设备 | 冲击波形(半正弦波)、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数根据产品类别确定. |
注意: 上述表格仅列出了一些常见的机械冲击测试标准,具体选择哪个标准应根据产品类型、应用领域和客户要求确定。
机械冲击测试的流程
机械冲击测试的流程通常包括以下几个步骤:
- 样品准备:根据测试标准和产品规范,准备足够数量的样品,并进行外观检查和初始功能测试。
- 试验条件设置:根据选定的测试标准,设置冲击试验台的冲击波形、峰值加速度、脉冲持续时间、冲击方向和次数等参数。
- 样品安装:将样品按照规定的安装方式固定在冲击试验台上。
- 试验进行:启动冲击试验台,按照设定的参数对样品进行冲击试验。
- 中间检测:根据需要,在试验过程中进行中间检测,观察样品的外观变化和功能变化。
- 试验结束:试验结束后,将样品从冲击试验台上取下。
- 最终检测:对样品进行外观检查和最终功能测试。
- 结果判定:根据测试标准和产品规范,对试验结果进行判定,判断样品是否合格。
- 报告撰写: 根据测试结果, 撰写测试报告.
机械冲击测试的设备
机械冲击测试通常使用专业的机械冲击试验台完成。机械冲击试验台主要由以下几个部分组成:
- 台体:提供一个刚性的安装平台,用于固定样品。
- 冲击发生器:产生规定波形的冲击脉冲。常见的冲击发生器有:
- 落锤式:通过控制重锤的下落高度和撞击块的形状来产生冲击。
- 气动式:通过压缩空气驱动活塞撞击台体来产生冲击。
- 电磁式:通过电磁力驱动台体运动来产生冲击。
- 液压式: 通过液压驱动产生冲击.
- 测量系统:用于测量和记录冲击波形、峰值加速度、脉冲持续时间等参数。
- 控制系统:用于控制冲击试验台的运行,设置冲击参数,并进行数据采集和处理。
- 安全保护装置:用于保护试验设备和操作人员的安全。
机械冲击测试常见问题及注意事项
- 样品固定: 确保样品牢固固定在冲击台上, 避免在冲击过程中发生松动或位移.
- 安装方向: 根据产品实际使用情况, 确定正确的安装方向.
- 冲击波形选择: 根据产品特性和应用环境, 选择合适的冲击波形(半正弦波、后峰锯齿波、梯形波等).
- 加速度和持续时间: 严格按照标准要求, 设置正确的峰值加速度和脉冲持续时间.
- 冲击次数: 确保每个方向的冲击次数符合标准要求.
- 失效判定: 明确失效判据, 并进行准确的判定。
总结
机械冲击测试是评估产品抗冲击能力、保障产品质量的重要手段。通过模拟产品在运输、使用过程中可能遭遇的冲击环境,可以发现产品潜在的设计缺陷,提高产品的可靠性和安全性。选择合适的测试标准、严格按照测试流程进行操作、选择有资质的实验室是确保测试结果准确可靠的关键。
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