冷熱沖擊試驗(yàn)又名溫度沖擊試驗(yàn)或高低溫沖擊試驗(yàn)，是用于考核產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境溫度急劇變化的適應(yīng)性，是裝備設(shè)計(jì)定型的鑒定試驗(yàn)和批產(chǎn)階段的例行試驗(yàn)中*的試驗(yàn)，在有些情況下也可以用于環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)。可以說(shuō)冷熱沖擊試驗(yàn)箱在驗(yàn)證和提高裝備的環(huán)境適應(yīng)性方面應(yīng)用的頻度僅次于振動(dòng)與高低溫試驗(yàn)。實(shí)際上冷熱沖擊試驗(yàn)箱作為一種工具，應(yīng)用在產(chǎn)品研制的不同階段時(shí)的目的是不同的：

１、工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝缺陷；

２、產(chǎn)品定型或設(shè)計(jì)鑒定和批產(chǎn)階段驗(yàn)收決策提供依據(jù)；

３、作為環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用時(shí)，目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

因此在編寫研制過(guò)程不同階段的環(huán)境試驗(yàn)大綱或篩選大綱，試驗(yàn)報(bào)告或篩選報(bào)告時(shí)，就將冷熱沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康木唧w化，不宜表達(dá)含糊或籠統(tǒng)。

起始溫度要求

雖然一般的冷熱沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)冷熱沖擊試驗(yàn)的起始溫度不予提及或不做硬性規(guī)定，但這卻是試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)必須考慮的問(wèn)題，因?yàn)樯婕暗皆囼?yàn)是結(jié)束在低溫還是高溫狀態(tài)，從而決定了是否需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干，導(dǎo)致延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間。

如果試驗(yàn)結(jié)束在低溫標(biāo)準(zhǔn)受試產(chǎn)品從冷熱沖擊試驗(yàn)箱（室）內(nèi)取出后，應(yīng)在正常的試驗(yàn)大氣條件下進(jìn)行恢復(fù)，直到樣品到到達(dá)溫度穩(wěn)定，這一操作難免使試驗(yàn)樣品表面產(chǎn)生凝露引入溫度對(duì)產(chǎn)品的影響。從而改變?cè)囼?yàn)的性質(zhì)。

在GBJ 150實(shí)施指南中提出，為了消除這一影響避免長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)延長(zhǎng)試驗(yàn)實(shí)施時(shí)間，可將樣品在50的高溫箱中恢復(fù)，待凝露干后再在常溫中達(dá)到溫度穩(wěn)定。實(shí)施指南中提出可改變起始沖擊溫度，從低溫開始試驗(yàn)，以使試驗(yàn)結(jié)果在高溫避免產(chǎn)品出冷熱沖擊試驗(yàn)箱產(chǎn)生凝露。兩種試驗(yàn)方法卻使受試樣品經(jīng)受六次溫度（三次高溫，三次低溫）作用及五次溫度沖擊過(guò)程，只是不同沖擊方向的次數(shù)有所不同，這兩種試驗(yàn)可能達(dá)到的試驗(yàn)效果是基本相同的，但后一種試驗(yàn)方法無(wú)需加烘干時(shí)間，縮短了冷熱沖擊試驗(yàn)時(shí)間。

試驗(yàn)時(shí)間要求

１、GJB150.5規(guī)定了下限1h，即溫度穩(wěn)定時(shí)間小于1h，必有要1h；若大于1h，則用該大于1h的時(shí)間；

２、GB2423.22中給出10min到3h的5個(gè)時(shí)間等級(jí)，同使用表根據(jù)冷熱沖擊試驗(yàn)箱測(cè)得的產(chǎn)品溫度穩(wěn)定時(shí)間，采用與其zui相近的時(shí)間或可選時(shí)間等級(jí)，直接采用與其zui相近的時(shí)間作為保持時(shí)間；

３、810F方法503.4中則不規(guī)定具體時(shí)間或可選時(shí)間等級(jí)，直接采用產(chǎn)品達(dá)到溫度穩(wěn)定的時(shí)間或產(chǎn)品在環(huán)境中真實(shí)暴露時(shí)間。

在溫度沖擊試驗(yàn)中，zui為關(guān)鍵的是建立起不同材料熱脹冷縮不一致造成的應(yīng)力。實(shí)際熱沖擊zui可能發(fā)生在受試產(chǎn)品的外部，有關(guān)資料指出不必達(dá)到整個(gè)產(chǎn)品溫度穩(wěn)定，而只要受試產(chǎn)品外表而溫度與試驗(yàn)溫度一致就行。這一意見是雖有一定道理，實(shí)施起來(lái)也有一定困難，因?yàn)椴豢赡茉诋a(chǎn)品表面安裝許多傳感器，此外產(chǎn)品各部分傳熱能力不一致，受試產(chǎn)品內(nèi)部鄰近部件熱容量也不一致，確定起來(lái)有難度。

個(gè)人認(rèn)為不能因此理解為大于這個(gè)速率的試驗(yàn)就是溫度沖擊試驗(yàn)。溫度沖擊試驗(yàn)的速率比這個(gè)實(shí)際情況要嚴(yán)苛。經(jīng)常能聽到說(shuō)溫度沖擊的速率大于20度/min，30度/min，50度／min，甚至更快。

溫度變化原因有很多，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里面都有提及：GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗(yàn) 第2部分 試驗(yàn)N:溫度變化

溫度變化的現(xiàn)場(chǎng)條件

電子設(shè)備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當(dāng)設(shè)備未通電時(shí)，其內(nèi)部零件要比其外表面上的零件經(jīng)受的溫度變化慢。

下列情況下，可預(yù)見快速的溫度變化：

1、當(dāng)設(shè)備從溫暖的室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)移到寒冷的戶外環(huán)境，或相反情況時(shí)；

2、當(dāng)設(shè)備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時(shí)；

3、安裝于外部的機(jī)載設(shè)備中；

4、在某些運(yùn)輸和貯存條件下。

5、通電后設(shè)備中會(huì)產(chǎn)生高的溫度梯度，由于溫度變化，元器件會(huì)經(jīng)受應(yīng)力，例如，在大功率的電阻器旁邊，輻射會(huì)引起鄰近元器件表面溫度升高，而其他部分仍然是冷的。

6、當(dāng)冷卻系統(tǒng)通電時(shí)，人工冷卻的元器件會(huì)經(jīng)受快速的溫度變化。在設(shè)備的制造過(guò)程中同樣可引起元器件的快速溫度變化。溫度變化的次數(shù)和幅度以及時(shí)間間隔都是很重要的。

典型物理效應(yīng)有：

1、玻璃容器和光學(xué)儀器的碎裂；

2、運(yùn)動(dòng)部件的卡緊或松弛；

3、爆炸物中固態(tài)藥丸或藥柱產(chǎn)生裂紋；

4、不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應(yīng)變速率不同；

5、零部件的變形或破裂；

6、表面涂層開裂；

7、密封艙泄漏；

8、絕緣保護(hù)失效。

9、典型化學(xué)效應(yīng)有：

10、各組分分離；

11、化學(xué)試劑保護(hù)失效。

12、典型電效應(yīng)有：

13、電氣和電子元器件的變化；

14、快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障；

15、靜電過(guò)量。

溫度沖擊試驗(yàn)的目的：工程研制階段可用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝缺陷；產(chǎn)品定型或設(shè)計(jì)鑒定和量產(chǎn)階段用于驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)溫度沖擊環(huán)境的適應(yīng)性，為設(shè)計(jì)定型和量產(chǎn)驗(yàn)收決策提供依據(jù)；作為環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)用時(shí)，目的是剔除產(chǎn)品的早期故障。

溫度變化試驗(yàn)的類型，根據(jù)IEC和guo家標(biāo)準(zhǔn)，分為三種：

1、試驗(yàn)Na：規(guī)定轉(zhuǎn)換時(shí)間的快速溫度變化；空氣；

2、試驗(yàn)Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；空氣；

3、試驗(yàn)Nc：兩液槽法快速溫度變化；液體；

上面3種試驗(yàn)，1?2以空氣作為介質(zhì)，第３種以液體（水或其它液體）作為介質(zhì)。1?2的轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，3的轉(zhuǎn)換時(shí)間較短。

試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)的確定

由于溫度交變?cè)谠嚰幸饳C(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致隨溫度交變次數(shù)的增加試件內(nèi)部振動(dòng)的增加。在可靠性技術(shù)中適用以下經(jīng)驗(yàn)求得的關(guān)系式：

N(△T_x)k=常數(shù)

其中:N=溫度周期的次數(shù)

△T_x=溫度變化,即高溫與低溫的差值

K=指數(shù)(取決于失效機(jī)理)

上述的一般關(guān)系在有的參考文獻(xiàn)中稱為Coffin-Manson公式?可改寫為如下形式：

N_f1/N_f2 =((△T_2)/(△T_1 ))^k

其中：N_f1：至失效為止的周期次數(shù)（實(shí)際）

N_f2：至失效為止的周期次數(shù)（試驗(yàn)）

△T_1：溫度變化（實(shí)際）

△T_2：溫度變化（試驗(yàn)）

k：對(duì)遭受交變負(fù)荷的、其變形在塑性范圍內(nèi)發(fā)生的金屬為2，對(duì)以塑料件為主的試件取4。

計(jì)算實(shí)例：

油泵支架總成溫度沖擊循環(huán)次數(shù)計(jì)算：

按上述公式取

N_f1=10*365*2(10年,每年365天,每天2次冷起動(dòng))=7300

△T_1=50-0=50

△T_2=80-(-40)=120

k=4

計(jì)算可得N_f2=220

即進(jìn)行220次溫度沖擊試驗(yàn)可以模擬實(shí)際10年的使用壽命?