環(huán)境試驗(yàn)是將產(chǎn)品暴露于特定的環(huán)境中、確定環(huán)境對(duì)其影響的過程,目的是獲取特定環(huán)境條件下產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)、功能、性能的變化趨勢(shì),以及裝備對(duì)其經(jīng)受環(huán)境應(yīng)力的響應(yīng)特性和耐環(huán)境能力,是考核產(chǎn)品對(duì)環(huán)境適應(yīng)性要求符合性和評(píng)價(jià)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的重要手段,更是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)缺陷、提供改進(jìn)信息的重要工具。
根據(jù)不同的考慮要素,環(huán)境試驗(yàn)可以有多種不同的分類方法。根據(jù)產(chǎn)品研制階段的不同,環(huán)境試驗(yàn)可分為環(huán)境研制試驗(yàn)、環(huán)境鑒定試驗(yàn)和環(huán)境驗(yàn)收試驗(yàn);根據(jù)試驗(yàn)形式的不同,環(huán)境試驗(yàn)可分為自然環(huán)境試驗(yàn)、使用環(huán)境試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn);根據(jù)主要環(huán)境因素的不同,可分為單因素環(huán)境試驗(yàn)和綜合環(huán)境試驗(yàn)。
綜合環(huán)境試驗(yàn)是指兩種或多種環(huán)境因素同時(shí)作用于試驗(yàn)樣品的環(huán)境試驗(yàn)。綜合環(huán)境試驗(yàn)相對(duì)于單因素環(huán)境試驗(yàn)、組合環(huán)境試驗(yàn),能更好地模擬產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)所遭受的環(huán)境,反映產(chǎn)品因環(huán)境影響產(chǎn)生的故障模式及其失效機(jī)理。例如:接插件插頭的芯線與聚四氟塑料的絕緣層在低溫下的收縮率不一樣,導(dǎo)致插頭與孔之間有間隙,在高振動(dòng)量值條件下容易出現(xiàn)接觸不良;橡膠減震器的固有頻率是隨著溫度變化而漂移的,在高低溫下與常溫下的振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)明顯的差異。
根據(jù)環(huán)境因素?cái)?shù)量的不同,綜合環(huán)境試驗(yàn)可以分為二因素綜合環(huán)境試驗(yàn)和多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)(三種環(huán)境因素及以上)。產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中基本上都同時(shí)暴露在氣候環(huán)境、力學(xué)環(huán)境或二者的綜合作用下,環(huán)境因素綜合化程度高,產(chǎn)品的故障與失效機(jī)理、故障模式與多種環(huán)境因素共同作用有關(guān)。因此,在條件允許的情況下,環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)盡可能地采用接近實(shí)際的多因素綜合環(huán)境試驗(yàn),充分暴露產(chǎn)品缺陷,指導(dǎo)設(shè)計(jì)改進(jìn)。
1 我國(guó)綜合環(huán)境試驗(yàn)現(xiàn)狀與發(fā)展需求
1.1 標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善
我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系近年來得到了快速發(fā)展,但相對(duì)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家仍差距明顯。我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化起步較晚,直到20 世紀(jì)80 年代才開始引進(jìn)國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)的制修訂嚴(yán)重滯后。近年來,我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)得到了重視和快速發(fā)展,形成了兩大標(biāo)準(zhǔn)體系(即民用標(biāo)準(zhǔn)體系和軍用標(biāo)準(zhǔn)體系)和廣泛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系(如航空裝備、衛(wèi)星裝備、艦船電子設(shè)備、軌道交通等),對(duì)引導(dǎo)我國(guó)相關(guān)行業(yè)環(huán)境試驗(yàn)的快速發(fā)展起到了重要作用。我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系主要是對(duì)國(guó)外試驗(yàn)方法的引進(jìn),其中民用標(biāo)準(zhǔn)體系中應(yīng)用廣泛的GB/T 2423 是等同采用IEC 60068 系列標(biāo)準(zhǔn),軍用標(biāo)準(zhǔn)體系中應(yīng)用廣泛的GJB 150A 是以美軍標(biāo)MIL-STD-810F 為藍(lán)本進(jìn)行制修訂的,缺乏基礎(chǔ)研究與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),對(duì)試驗(yàn)方法制定、試驗(yàn)條件確定等缺乏研究,標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善。
1.2 試驗(yàn)綜合化程度低
根據(jù)綜合環(huán)境試驗(yàn)的定義,似乎試驗(yàn)中只要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)境因素同時(shí)作用于受試產(chǎn)品就可稱為綜合試驗(yàn),但是在工程實(shí)踐中并非如此。在常用的環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目中,許多都涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上要加以控制的環(huán)境應(yīng)力,但并不是所有這些試驗(yàn)都能稱為綜合環(huán)境試驗(yàn)。這些環(huán)境因素中有主因素和輔助性因素之分,見表1??梢钥闯觯S铆h(huán)境試驗(yàn)主要為單因素環(huán)境試驗(yàn),綜合環(huán)境試驗(yàn)僅有溫度-高度試驗(yàn)、溫度-濕度-高度試驗(yàn)、太陽(yáng)輻射試驗(yàn)和濕熱試驗(yàn),并且存在綜合化程度低的問題。
1.3 綜合環(huán)境試驗(yàn)亟待發(fā)展
軍用裝備相較于工業(yè)產(chǎn)品面臨著更嚴(yán)酷的使用環(huán)境,環(huán)境適應(yīng)性要求高,是環(huán)境試驗(yàn)興起、發(fā)展的動(dòng)力源。隨著軍用裝備性能的提高,使用地域不斷擴(kuò)大,戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境越來越復(fù)雜。因此,軍事發(fā)達(dá)國(guó)家都越來越重視武器裝備的綜合環(huán)境試驗(yàn),以便弄清作戰(zhàn)環(huán)境和掌握武器裝備大可能發(fā)生的故障,通過改進(jìn)來大限度地提高武器裝備的環(huán)境適應(yīng)性。
我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)廣泛存在標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善、試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備較為落后、環(huán)境試驗(yàn)綜合化水平低等問題,導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果置信度不高,嚴(yán)重制約了我國(guó)綜合環(huán)境試驗(yàn)的發(fā)展。隨著科技水平的進(jìn)步,我國(guó)裝備在使用地域、使用時(shí)間等方面均有顯著的拓展,如“蛟龍?zhí)?/span>”載人潛水器實(shí)現(xiàn)了水下7000 m 海試,航空裝備正向高空-高速-長(zhǎng)航時(shí)發(fā)展,更嚴(yán)酷的使用環(huán)境對(duì)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)和能力提出了更高要求,因此更高技術(shù)水平的綜合環(huán)境試驗(yàn)亟待發(fā)展。
2 我國(guó)綜合環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展建議
2.1 完善標(biāo)準(zhǔn)體系,合理引導(dǎo)
標(biāo)準(zhǔn)是建立在長(zhǎng)期實(shí)踐基礎(chǔ)上的,需要長(zhǎng)期的工程應(yīng)用實(shí)踐。標(biāo)準(zhǔn)體系體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的秩序,是一定系統(tǒng)范圍內(nèi)具有內(nèi)在聯(lián)系的、標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)有機(jī)整體。實(shí)踐證明,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必由標(biāo)準(zhǔn)支撐,合理的標(biāo)準(zhǔn)體系可引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)科學(xué)、健康、快速的發(fā)展。
綜合環(huán)境試驗(yàn)是單因素環(huán)境試驗(yàn)的科學(xué)組合,代表了更高的試驗(yàn)技術(shù)水平,具有更好的試驗(yàn)效果,是我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展的方向。然而,我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系還處于對(duì)*標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)和消化吸收的階段,缺乏足夠的基礎(chǔ)研究與適應(yīng)性改進(jìn),不可避免的存在技術(shù)滯后與水土不服。加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,完善環(huán)境工程標(biāo)準(zhǔn)體系,已成為我國(guó)綜合環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展并趕上*水平的必由之路。
2.2 加強(qiáng)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè),提供條件保障
第二次世界大戰(zhàn)后,美國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到武器裝備環(huán)境適應(yīng)性的重要性,建設(shè)了覆蓋了*各種典型自然環(huán)境條件的三大自然環(huán)境試驗(yàn)中心、武器試驗(yàn)基地、麥金利大型氣候?qū)嶒?yàn)室等。再依托于美國(guó)軍事活動(dòng),形成了完善的環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰w系,保障了美軍裝備環(huán)境的良好適應(yīng)性。
相比美國(guó),我國(guó)在環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰ι洗嬖诿黠@的不足,特別是綜合環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰?。首先,自然環(huán)境試驗(yàn)方面,我國(guó)已形成了西沙熱帶海洋環(huán)境、拉薩高原高寒環(huán)境、漠河干冷環(huán)境、廣州濕熱環(huán)境等典型自然環(huán)境試驗(yàn)站網(wǎng),但存在環(huán)境參數(shù)檢測(cè)技術(shù)差、性能檢測(cè)設(shè)備主要依賴進(jìn)口、性能檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用水平差等問題。其次,使用環(huán)境方面,我國(guó)軍用裝備在使用地域范圍、使用強(qiáng)度等和*水平還有明顯差距。
后,我國(guó)缺乏成熟可靠的多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備,溫度-振動(dòng)-鹽霧、溫度-振動(dòng)-低氣壓等典型綜合環(huán)境試驗(yàn)尚未普及,多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)亟待發(fā)展。環(huán)境試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè),對(duì)于提高我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)有效性和裝備環(huán)境適應(yīng)性水平具有重要意義。
表 1 常用環(huán)境試驗(yàn)的環(huán)境因素分析
2.3 以軍促民,全面發(fā)展
目前,環(huán)境試驗(yàn)在行業(yè)得到了普及,環(huán)境試驗(yàn)意識(shí)深入人心,軍用裝備環(huán)境適應(yīng)性極大地得到了提升與保障。部分單位和個(gè)人也對(duì)先進(jìn)的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)技術(shù)等進(jìn)行了研究與應(yīng)用,覆蓋振動(dòng)-溫度-濕度-高度、振動(dòng)-噪聲-溫度、溫度-濕度-鹽霧-振動(dòng)-太陽(yáng)輻射-淋雨等綜合環(huán)境試驗(yàn),對(duì)提高裝備環(huán)境試驗(yàn)水平具有重要意義。
工業(yè)產(chǎn)品更注重經(jīng)濟(jì)實(shí)惠與效益,應(yīng)該借助軍民融合的大趨勢(shì),在相關(guān)多因素綜合環(huán)境試驗(yàn)成熟以后,及時(shí)進(jìn)行推廣與應(yīng)用,提高產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)水平。
3 結(jié)語(yǔ)
中央軍委主席在出席十二屆全國(guó)一次會(huì)議代表團(tuán)會(huì)議中強(qiáng)調(diào),我國(guó)要建設(shè)一支“召之即來、來之能戰(zhàn)、戰(zhàn)之必勝”的,“能戰(zhàn)”就要求我軍裝備必須具有良好環(huán)境適應(yīng)性。嚴(yán)格按照實(shí)戰(zhàn)環(huán)境進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì),采用貼近實(shí)戰(zhàn)環(huán)境的綜合環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行環(huán)境研制與鑒定試驗(yàn),在裝備研制階段充分暴露裝備質(zhì)量缺陷并完成設(shè)計(jì)改進(jìn),是實(shí)現(xiàn)裝備“能戰(zhàn)”的重要保障,是我國(guó)環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展的重要方向
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