IEC 60068-2-32是国际电工委员会(IEC)发布的《环境试验 第2-32部分:试验方法 试验Ed:冲击》标准,是环境可靠性检测领域评估电工电子设备及元器件承受冲击环境能力的核心技术依据。该标准系统规定了冲击试验的术语定义、试验条件、设备要求、程序执行及结果评定等内容,为全球范围内的产品可靠性验证提供了统一、可操作的框架。
IEC 60068-2-32冲击标准的适用范围
该标准适用于电工电子设备、元器件及相关部件的冲击环境可靠性检测,覆盖产品在运输(如货车颠簸、装卸跌落)、安装(如设备吊装时的碰撞)、使用(如工业机器人操作中的意外撞击)过程中可能遇到的“单次或多次脉冲式冲击”场景。标准既适用于非工作状态下的产品耐冲击性评估,也可用于验证工作状态下产品的功能稳定性——只要试验方案中明确试样的运行状态(如通电工作或断电存储)。
需注意的是,标准不涵盖“连续振动”或“随机冲击”场景(此类场景由IEC 60068-2-6振动标准覆盖);对于易碎品(如玻璃显示器)或特殊结构(如精密光学镜头),需结合产品自身标准调整试验参数,但调整需符合“模拟实际使用环境”的原则。
冲击试验的核心术语定义
标准中多个关键术语是理解试验的基础:1、冲击脉冲:瞬间作用于试样的加速度变化过程,以“加速度-时间”曲线表示,常见类型有半正弦、方波、后峰锯齿波。
2、峰值加速度:冲击脉冲中的最大加速度值,单位为g(1g≈9.81m/s²)或m/s²,是衡量冲击强度的核心指标。
3、脉冲持续时间:对于半正弦脉冲,指加速度从峰值的50%上升到峰值后回到50%的时间间隔;对于方波脉冲,指加速度保持在峰值90%以上的时间。
4、速度变化:冲击脉冲的积分值,反映试样在冲击过程中的速度改变量,单位为m/s,是评估冲击能量的重要参数。
这些术语的统一定义确保了不同实验室间试验结果的可比性——例如“半正弦脉冲、峰值加速度100g、持续时间2ms”的试验条件,全球范围内的理解完全一致。
试验条件的设定要求
试验条件的核心是“冲击脉冲类型”与“参数组合”。标准规定了三类脉冲类型:半正弦脉冲(最常用,适用于大多数通用设备)、方波脉冲(模拟挤压式冲击,多用于金属结构件)、后峰锯齿波脉冲(模拟尖锐跌落冲击,如硬地面跌落)。
参数选取需结合产品实际场景:消费类电子产品(如手机)的运输冲击通常选半正弦脉冲,峰值加速度15g、持续时间11ms;工业控制设备的安装冲击可能选半正弦脉冲,峰值加速度50g、持续时间6ms;汽车零部件的碰撞冲击可能选后峰锯齿波脉冲,峰值加速度200g、持续时间1ms。标准中提供了“峰值加速度-持续时间”推荐组合表,试验方需根据产品说明书或用户要求从表中选取参数。
此外,试验方向需覆盖产品的三个正交轴(X轴:前后方向、Y轴:左右方向、Z轴:上下方向),每个方向的冲击次数通常为1-3次(除非产品标准有特殊要求)。相邻冲击的时间间隔需≥1分钟,避免试样因累积应力过热或损坏。
试验设备的性能要求
冲击试验的有效性依赖设备精度,标准对设备提出明确要求:1、波形精度:输出脉冲波形需与标准波形一致,半正弦脉冲的峰值加速度偏差≤±10%,持续时间偏差≤±5%;方波脉冲的平顶时间偏差≤±10%;2、测量精度:需使用经校准的加速度传感器,测量范围为峰值加速度的1.5-2倍,精度≥±5%;3、设备类型:跌落式试验机适用于自由跌落冲击,摆锤式试验机用于可控能量冲击,电动式试验机可实现复杂脉冲波形的精确控制(如自定义脉冲)。
标准要求设备需定期校准(周期≤12个月),校准结果需记录并存档;新设备首次使用前必须进行全参数校准,确保符合标准要求。
试样的准备与安装规范
试样准备需遵循“模拟实际使用状态”原则:1、状态控制:若评估工作状态可靠性,试样需接通电源并运行正常功能(如手机开机、电脑运行系统);若评估非工作状态,试样需处于出厂包装或存储状态(如带泡沫缓冲的纸箱);2、安装方式:需使用产品实际固定件(如螺丝、卡扣),不得用胶带、绳索等临时固定——除非产品标准允许,否则会改变冲击载荷传递路径。
3、方向定位:试样需通过标记或工装明确三个正交轴方向(如X轴为产品“前后”、Y轴为“左右”、Z轴为“上下”),确保冲击方向与试验方案一致。
对于带可移动部件的试样(如抽屉、门),需保持实际使用状态(如关闭或打开),不得为试验方便改变位置——例如冰箱的门需保持日常使用中的“关闭但未锁死”状态,避免试验结果失真。
试验程序的执行步骤
试验前需预处理:将试样置于标准大气条件(温度23±2℃、湿度45%-75%)下≥4小时,确保试样温度与环境一致。预处理后需做初始检查:外观无损伤、功能正常(如手机能开机、传感器能读数),并记录初始状态。
正式试验顺序:1、预冲击(可选):若试样首次冲击,可先做1次低参数预冲击(如峰值加速度为正式的50%),检查设备与安装是否正常。
2、正式冲击:按方案设定的参数,依次对每个方向冲击,每个方向的次数需与方案一致。
3、过程监测:实时记录加速度波形、峰值加速度、持续时间等参数——若波形偏差超标准(如半正弦脉冲峰值偏差>±10%),需立即停止并调整设备。
试验中断处理:若因设备故障或试样异常中断,需记录原因及时间,待问题解决后重新进行整个试验(而非继续中断步骤),确保试验连续性。
试验结果的评定准则
标准中的结果评定基于“失效判据”,主要包括三类:1、机械损坏:试样出现裂纹、变形、部件脱落(如手机外壳开裂、螺丝松动);2、功能丧失:工作状态下的试样无法正常运行(如电脑无法开机、传感器无输出);3、性能下降:试样性能超允许范围(如电压输出偏差>产品规范的±5%、电机转速下降>20%)。
试验后需全面检查:先外观检查(有无机械损坏),再功能测试(能否正常工作),最后性能测试(关键参数是否达标)。若未出现上述失效,则判定“通过试验”;若出现失效,需记录失效模式(如“X方向冲击后,电源接口脱落”)及位置,为产品改进提供依据。
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