電子產品力學環境試驗技術的研究與探討

摘 要：隨著信息技術的快速發展，電子產品在社會各行各業中得到了廣泛的應用。電子產品所處的力學環境對電子產品的運行狀況有重要影響。電子產品的力學環境試驗，可以對電子產品失效的機理和環境進行分析，有利于防止力學環境對電子產品的破壞，確保電子產品的質量和穩定運行。本文從力學環境試驗技術的必要性進行分析，探討力學環境試驗的方法和原則，合理安排試驗項目的順序，對力學環境試驗中應注意的問題也進行了簡要探討。

關鍵詞：電子產品；力學環境試驗；研究

1 電子產品力學環境試驗的作用和必要性分析

力學環境的試驗主要是對電子產品在具體的力學環境中的性能狀態的研究，是為了保證電子產品在規定的使用壽命期間，在現有的運輸、流通、使用環境中，能保持功能的可靠運行的一種活動，是評價、考核電子產品結構的完好性和功能可靠性的活動。在以往的力學環境試驗中，人們往往將注意力放在試驗條件和試驗項目上，而忽視了試驗項目之間的影響作用和試驗的方法步驟，影響了試驗的可比性和可信度。力學環境試驗的作用和必要性有以下幾點：首先，生產出的產品的可靠性更高。其次，降低了產品的生產成本及使用成本，減少了產品的質保費用，提高了產品市場競爭力。最后，可以提升產品信譽及企業的形象最后，在試驗過程中可以找出產品設計和制造的缺陷，提高電子產品的力學環境的適應性，增強產品的環境適應性。

2 電子產品力學環境試驗的項目順序應考慮的原則

一般而言，在力學環境的試驗中，只要存在兩個或兩個以上的試驗項目，則要考慮試驗項目的順序安排。在不同類型的試驗項目中，試驗項目順序的安排的原則有所不同。

2.1 力學環境的適應性研制的試驗

此種試驗項目是為了發現電子產品在設計上的缺陷，為產品的改進提供意見，其原則如下：

如果試驗的目的是為了盡快彌補產品的缺陷，則應從最嚴酷的試驗項目著手，或者從影響最大的試驗著手，將試驗樣品的缺陷盡快找出來，迅速完成力學環境的試驗。

如果試驗的目的是為了發現更多的試驗樣品損壞之前的性能，則要從影響力最小的試驗項目著手，盡可能多完成一些試驗項目。

2.2 環境鑒定試驗，批產品的例行試驗、環境驗收

此種試驗是為了檢測試驗產品的耐環境能力是否達到相關規定的要求，為產品設計、產品定型和批產品驗收提供決策的依據，在項目順序的選擇上，應堅持以下順序：

試驗樣品的使用環境是能夠為人們所預知的，其試驗的順序應與產品在生產、貯存、運輸、使用中的環境條件出現的順序保持一致，以實現產品的最佳考核。

試驗樣品的使用環境不能為人們所預知，其試驗的順序應首先對影響力最大的試驗項目開始。在試驗過程中，要考慮前一個試驗項目對后一個試驗項目的影響。首先，要充分了解單一的環境因素可能對試驗樣品所造成的影響。其次，要充分考慮不同初始狀態的試驗樣品可能產生的影響。再次，對不同試驗項目的順序所產生的實際情況進行分析，找出最好的最切合實際的試驗順序。

3 推薦力學環境試驗的項目順序選擇的基本方法及試驗步驟

3.1 推薦的試驗項目的順序

我國《電子電工產品環境試驗總則》中，對電子產品的試驗順序進行了規定，依次為振動、沖擊、碰撞、跌落和運輸。試驗項目的順序受到很多因素的影響，試驗順序的選擇應結合具體的環境和產品的特征來綜合考慮。

3.2 順序選擇的基本方法

第一，信息收集和分析。首先，對試驗產品所處的具體工作環境進行分析，收集相關數據和資料，特別是關于單獨環境或者綜合環境對試驗產品的影響，以及單獨環境或綜合環境對試驗產品影響的重復率和順序，分析環境暴露概率最大的順序。其次，分析試驗產品的性能和結構，對試驗產品預期的壽命期的影響因素進行分析，確定最敏感的、環境承受最差的因素。最后，對產品的標準以及用戶質量協議書所規定的試驗條件、試驗項目進行說明。

第二，選擇方法。首先，查找用戶質量協議或產品標準，認識將要進行的試驗項目。其次，查找文件，確定試驗類型是產品環境適應性研制還是設計定型的環境鑒定或者批產品的環境例行試驗和驗收試驗。再次，根據有關文件的規定或試驗樣本數，對試驗項目進行分組，確定每組所適應的力學環境。最后，在同一試驗項目中，選擇損傷較小的試驗程序或者按照規定標準的順序進行。

第三，試驗步驟及時間的安排。電子產品力學環境試驗主要為以下幾方面：評估試驗的結果，分析試驗失敗的原因，改進產品制造或設計缺陷，重新試驗，編制試驗報告，因此，產品試驗時間段和試驗的步驟安排非常重要。

產品試驗的時間段可分為五個階段：開發階段，對產品的關鍵部件開展模擬試驗；試制階段，對試制品開始摸底試驗；驗收階段，對樣品開展性能試驗；生產定型階段，對產品開展鑒定試驗；批量生產階段，對產品開展可靠性試驗。

4 對電子產品力學環境試驗的說明

本試驗最重要的目的是再現樣品在特定的試驗環境中所受到的環境影響，而非對實際環境的重視。為了使不同地點和不同人在試驗中能得出相同結果，試驗的參數應盡可能標準化，且應有合適的容差，試驗樣品的選擇應符合國家標準，其他產品和設備的振動、沖擊、加速度等也應按照規定安裝在試驗的設備上。再者，同一試驗樣品如果要進行兩個或者兩個以上的項目時，試驗項目順序安排的不同，試驗的結果也會有所不同。這是因為試驗項目所施加的力學環境會對下一個環節的試驗結果造成影響。

5 電子產品力學環境試驗應注意的問題

電子產品力學環境試驗按力學環境的條件可分為振動試驗、沖擊試驗、碰撞試驗、跌落試驗、運輸等級試驗。力學環境試驗中應注意以下問題：

第一，在振動試驗過程中，以往的方法是尋找共振，然后對產品的共振頻率進行耐久試驗，在試驗過程中，很難將長期共振的樣品失效和容易引起共振失效相區別，在評價現代化的小型裝置或者任何封閉的器件時，直接觀察非常困難。在試驗過程中，如果采用傳感器的相關技術，則必須改變裝置質量的剛度分度，通常情況下不能使用。即使能夠使用，試驗成敗的關鍵取決于工程師在試驗中在選擇測量點的經驗和技巧。

第二，碰撞試驗僅為一種經驗試驗，同時是一種在強度方面有一定的可信度的試驗，不是一種真實環境的精確模擬試驗。

第三，傾跌、翻倒、角傾跌試驗一般只適用于受到劇烈搬動效應的中小型設備，且只適用于可能會受到撞擊和敲擊危險的面和角，不適用于沒有防護的易受損壞的不規則設備，因為這些設備在固定裝置中取出時一般是裝在一個搬運架或托架，在包裝箱或托盤中應該被視為一個整體，才能適用本試驗。

第四，沖擊試驗只適用于質量管理或元器件型的樣品鑒定的完整性結構試驗，在試驗中，使用高的加速度的沖擊，對樣品的內部結構施加既定的沖擊力。

第五，運輸環境的條件比實際的工作環境更為嚴酷。在這樣的條件下，試驗的嚴酷等級選擇應與運輸環境相適應。本試驗適用于被運輸的樣品和裝載在運輸車輛中的樣品，樣品的放置可分為散裝和緊固兩種狀態，對于散裝樣品的試驗不適用本試驗環境，應以GB2423.39-90方法來進行試驗。

參考文獻

[1]黃春莉，李雅娜.淺談電子產品力學環境試驗技術的研究與探討[J].信息技術與信息化，2009，（2）

[2]馬榮國，范紅梅，肖軍強等.宇航元器件力學環境適應性評價技術研究[J].電子產品可靠性與環境試驗，2012，30（3）