據(jù)統(tǒng)計(jì),由于高速撞擊而損壞的電子產(chǎn)品可能達(dá)到80%左右。因此合理地模擬跌落、碰撞等環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試,將能夠協(xié)助開(kāi)發(fā)人員提早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問(wèn)題,更好地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
對(duì)于電子產(chǎn)品而言,如果發(fā)生跌落、碰撞等情況,產(chǎn)品本身有可能處于裸機(jī)狀態(tài)或在包裝箱、 包裹中。為了合理對(duì)這些狀態(tài)下的電子產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),IEC/ISTA等組織均編訂了相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)產(chǎn)品未經(jīng)過(guò)包裝時(shí),IEC組織定義了以下幾種測(cè)試環(huán)境以便模擬電子產(chǎn)品可能遭遇的高速撞擊。
沖擊試驗(yàn):該試驗(yàn)是模擬元器件和設(shè)備在運(yùn)輸期間或使用中可能經(jīng)受到的非多次重復(fù)性沖擊的影響 (IEC60068-2-27,GB/T 2423.5)
碰撞試驗(yàn):模擬元器件和設(shè)備在運(yùn)輸期間或安裝在車輛中使用時(shí)可能經(jīng)受的多次碰撞試驗(yàn) (IEC60068-2-29,GB/T2423.8)
傾跌和翻到:模擬設(shè)備在維修/工作期間或在工作臺(tái)上由于粗率操作時(shí)而遭受到敲擊或撞擊影響。
自由跌落:模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、搬運(yùn)或維修中可能會(huì)從運(yùn)輸工具或工作臺(tái)面上跌落下來(lái)。(IEC60068-2-32,GB/T2423.8)
重復(fù)自由跌落:模擬某些元器件產(chǎn)品,可能受到重復(fù)沖擊的影響。(IEC60068-2-32,GB/T2423.8)
彈跳試驗(yàn):該試驗(yàn)用來(lái)模擬作為散裝貨物裝載在輪式車輛上,在不平整路面上運(yùn)輸時(shí),可能遭受到隨機(jī)沖擊的影響。
國(guó)標(biāo)GB/T2423.8-1995 附錄B 導(dǎo)則中同時(shí)推薦自由跌落適用于驗(yàn)證機(jī)械強(qiáng)度等級(jí)。如何驗(yàn)證電子產(chǎn)品的強(qiáng)度,可以通過(guò)模擬不同的跌落高度、地面以及調(diào)整樣品釋放時(shí)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行確認(rèn)。
GB/T2423.8中將自由跌落的不同嚴(yán)酷等級(jí)通過(guò)高度進(jìn)行區(qū)分,具體高度包擴(kuò)25、50、100、250、500、1000mm。而試驗(yàn)用地面推薦用混凝土或鋼制成的平滑、堅(jiān)硬剛性地面 (必要時(shí),有關(guān)規(guī)范可以定義其他合適的地面)。
GB/T2423.8(IEC60068-2-32)作為跌落測(cè)試的基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程,被其他特定產(chǎn)品檢測(cè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)廣泛引用,如 GB4943.1、YD/T1539、GB/T18287 以及中國(guó)移動(dòng)入庫(kù)規(guī)范等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。上述標(biāo)準(zhǔn)在引用GB/T2423.8時(shí),會(huì)根據(jù)條款7及所檢測(cè)產(chǎn)品在正常運(yùn)輸及使用時(shí)的情況定義檢測(cè)要求,這些要求包括(引自GB2423.8 條款7):
試驗(yàn)表面 (默認(rèn)混凝土及鋼質(zhì),如不是,需指明)
跌落高度
初始檢測(cè)
試驗(yàn)樣品開(kāi)始跌落時(shí)的姿態(tài)
根據(jù)跌落姿態(tài)所得到的跌落次數(shù)
最后檢驗(yàn)
跌落測(cè)試中,我們常提到依據(jù)樣品的棱、角、邊固定樣品姿態(tài),然后分別進(jìn)行跌落。
該概念出自美國(guó)的ASTM D 5276標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)包裝件、包裹等的自由跌落測(cè)試。 標(biāo)準(zhǔn)定義了如何分析三種形狀包裝的跌落方向:矩形包裝、圓柱型及普通包裹件形狀。這種區(qū)分產(chǎn)品跌落方向的方法又被用于分析非包裝電子產(chǎn)品跌落測(cè)試。
在實(shí)際測(cè)試中,隨著測(cè)試高度的提高,樣品雖然在釋放前固定了姿態(tài),但由于樣品本身結(jié)構(gòu),重心以及空氣阻力等因素的影響,樣品在與試驗(yàn)表面接觸時(shí),并不一定能保持釋放前的姿態(tài)。這使得研發(fā)者們無(wú)法通過(guò)自由跌落測(cè)試分析樣品各個(gè)面、棱、角被撞擊后,樣品外表與內(nèi)部零部件的受力情況,不能很好地評(píng)估產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度,更無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估受損后是否滿足安全要求(如我國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證中所采用的GB4943中第4.2.6章節(jié)對(duì)跌落測(cè)試的描述是選取對(duì)樣品最不利的方位跌落三次,并按照4.2.1章節(jié)進(jìn)行判定)。因此人們通過(guò)使用定向跌落機(jī)等設(shè)備,減少樣品完全釋放后進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)的距離,以保證樣品與接觸面撞擊時(shí)的位置,同時(shí)也可通過(guò)高速攝影機(jī)判斷接觸點(diǎn)是否達(dá)到預(yù)期,或著直接通過(guò)仿真軟件進(jìn)行模擬。但需要注意的是,上述的跌落試驗(yàn),包括采用定向跌落機(jī),都是屬于自由跌落,即在重力作用下按照自由落體運(yùn)動(dòng)沖擊到?jīng)_擊臺(tái)面上的試驗(yàn)。
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