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

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

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

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

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

起始溫度要求

雖然一般的冷熱沖擊試驗標準中對冷熱沖擊試驗的起始溫度不予提及或不做硬性規(guī)定，但這卻是試驗進行時必須考慮的問題，因為涉及到試驗是結(jié)束在低溫還是高溫狀態(tài)，從而決定了是否需要對產(chǎn)品進行烘干，導(dǎo)致延長試驗時間。

如果試驗結(jié)束在低溫標準受試產(chǎn)品從冷熱沖擊試驗箱（室）內(nèi)取出后，應(yīng)在正常的試驗大氣條件下進行恢復(fù)，直到樣品到到達溫度穩(wěn)定，這一操作難免使試驗樣品表面產(chǎn)生凝露引入溫度對產(chǎn)品的影響。從而改變試驗的性質(zhì)。

在GBJ 150實施指南中提出，為了消除這一影響避免長時間恢復(fù)延長試驗實施時間，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到溫度穩(wěn)定。實施指南中提出可改變起始沖擊溫度，從低溫開始試驗，以使試驗結(jié)果在高溫避免產(chǎn)品出冷熱沖擊試驗箱產(chǎn)生凝露。兩種試驗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程，只是不同沖擊方向的次數(shù)有所不同，這兩種試驗可能達到的試驗效果是基本相同的，但后一種試驗方法無需加烘干時間，縮短了冷熱沖擊試驗時間。

試驗時間要求

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

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

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

在溫度沖擊試驗中，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)資料指出不必達到整個產(chǎn)品溫度穩(wěn)定，而只要受試產(chǎn)品外表而溫度與試驗溫度一致就行。這一意見是雖有一定道理，實施起來也有一定困難，因為不可能在產(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，確定起來有難度。

個人認為不能因此理解為大于這個速率的試驗就是溫度沖擊試驗。溫度沖擊試驗的速率比這個實際情況要嚴苛。經(jīng)常能聽到說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)標準里面都有提及：GB/T 2423.22-2012 環(huán)境試驗 第2部分 試驗N:溫度變化

溫度變化的現(xiàn)場條件

電子設(shè)備和元器件中發(fā)生溫度變化的情況很普遍。當設(shè)備未通電時，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；

2、當設(shè)備遇到淋雨或浸入冷水中而突然冷卻時；

3、安裝于外部的機載設(shè)備中；

4、在某些運輸和貯存條件下。

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

6、當冷卻系統(tǒng)通電時，人工冷卻的元器件會經(jīng)受快速的溫度變化。在設(shè)備的制造過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、運動部件的卡緊或松弛；

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)霜引起電子或機械故障；

15、靜電過量。

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

溫度變化試驗的類型，根據(jù)IEC和guo家標準，分為三種：

1、試驗Na：規(guī)定轉(zhuǎn)換時間的快速溫度變化；空氣；

2、試驗Nb：規(guī)定變化速率的溫度變化；空氣；

3、試驗Nc：兩液槽法快速溫度變化；液體；

上面3種試驗，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)換時間較長，3的轉(zhuǎn)換時間較短。

試驗循環(huán)次數(shù)的確定

由于溫度交變在試件中引起機械應(yīng)力，導(dǎo)致隨溫度交變次數(shù)的增加試件內(nèi)部振動的增加。在可靠性技術(shù)中適用以下經(jīng)驗求得的關(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)(取決于失效機理)

上述的一般關(guān)系在有的參考文獻中稱為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)（實際）

N_f2：至失效為止的周期次數(shù)（試驗）

△T_1：溫度變化（實際）

△T_2：溫度變化（試驗）

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

計算實例：

油泵支架總成溫度沖擊循環(huán)次數(shù)計算：

按上述公式取

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

△T_1=50-0=50

△T_2=80-(-40)=120

k=4

計算可得N_f2=220

即進行220次溫度沖擊試驗可以模擬實際10年的使用壽命?