在高低溫低氣壓試驗箱的測試后,若發現樣品外殼出現變形,需精準區分是高低溫循環還是低氣壓環境導致 —— 兩者作用機制不同,對后續產品優化的指導方向也存在本質差異。需結合樣品材質特性、變形形態及高低溫低氣壓試驗箱的測試參數,從應力來源、影響表現兩方面展開分析,才能定位根本原因。
從高低溫循環的作用機制來看,其對樣品外殼的影響核心是 “熱脹冷縮應力” 與 “材質性能變化”。高低溫低氣壓試驗箱的高低溫循環功能,會使樣品外殼經歷劇烈的溫度波動(如 - 70℃至 150℃的循環):高溫階段,外殼材質受熱膨脹,若外殼存在結構薄弱點(如壁厚不均、邊角銳利),膨脹過程中易因應力集中出現鼓包、翹曲;低溫階段,材質收縮,脆性材料(如部分塑料、低溫下的金屬)可能因收縮量差異產生裂紋或變形。例如,某 ABS 塑料外殼樣品在高低溫低氣壓試驗箱中經歷 - 40℃至 85℃循環后,外殼邊角出現明顯翹曲,拆解分析發現,是 ABS 材質在低溫下收縮率達 0.8%,而外殼內部金屬嵌件收縮率僅 0.1%,兩者收縮差異導致的內應力使外殼變形。此外,若高低溫循環速率過快(如每分鐘升溫 10℃以上),外殼內外溫差會進一步放大熱應力,加速變形發生。
低氣壓環境對樣品外殼的影響則聚焦于 “壓力差引發的結構受力”。高低溫低氣壓試驗箱營造的低氣壓環境(如 1kPa 至 50kPa),會使樣品內外形成壓力梯度:若樣品外殼為密封結構且未預留壓力平衡孔,內部常壓空氣會對殼體產生向外的 “撐力”,當壓力差超過外殼材質的抗壓強度時,易出現鼓脹、開裂;若外殼存在微小縫隙,低氣壓會加速內部氣體泄漏,同時可能導致外部環境中的水汽、雜質進入,間接影響材質性能,但直接變形多由壓力差主導。例如,某鋁合金密封外殼樣品在高低溫低氣壓試驗箱模擬的 10kPa 低氣壓環境中放置 2 小時后,外殼中部出現鼓包,檢測發現外殼焊接處抗壓強度不足,內外 100kPa 的壓力差(常壓 101kPa 與箱內 10kPa)使殼體發生塑性變形。此外,若低氣壓與高溫疊加,外殼材質的強度會因高溫進一步下降,更易出現變形 —— 如某 PC 塑料外殼在 80℃+30kPa 環境下的變形量,是常溫 30kPa 環境下的 2.3 倍。
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