一、标准概述

GJB 150.5A-2009是我国军用装备环境试验系列标准中的重要分册，规定了军用装备在温度急剧变化环境下的实验室试验方法。温度冲击环境是军用装备在空投、高空快速升降、导弹发射、冬季室内外快速转移等场景中必然面临的环境因素。温度冲击与温度循环不同，其核心特征是温度变化速率极快，通常在数秒至数分钟内完成极端温度转换，对装备的热匹配性和结构完整性提出更高要求。

二、适用范围

GJB 150.5A-2009适用于各类军用装备在温度冲击环境下的适应性验证，主要包括：

●  空投空运装备：从高空低温环境快速降至地面高温环境的装备

●  导弹与火箭装备：发射过程中经历剧烈温度变化的弹载设备

●  机载装备：飞机快速爬升或下降时经历的温度冲击

●  地面装备：冬季从室外低温环境快速移入室内高温环境的装备

●  电子设备：对温度冲击敏感的电路板、元器件、焊点等

●  密封与涂层装备：温度冲击易导致密封失效、涂层剥落的装备

该标准既适用于散热试样（试验时通电发热），也适用于非散热试样（试验时不通电或功耗极低）。

三、试验条件与所需仪器

1、试验条件

温度条件：

●  根据装备实际使用环境确定高温值和低温值

●  常用高温值：+55℃、+70℃、+85℃、+125℃等

●  常用低温值：-20℃、-40℃、-55℃、-65℃等

●  具体温度值按产品规范或实际使用剖面选取

●  温度容差：一般±2℃

转换时间：

试样从高温箱移至低温箱（或反之）的时间，一般不超过1min，具体按产品规范确定，转换时间越短，温度冲击越剧烈

持续时间：

●  高温保持时间和低温保持时间按产品规范确定

●  通常以试样最热点/最冷点达到规定温度后开始计算

●  典型保持时间：15min、30min、1h、2h等

●  循环次数：5次、10次、20次、50次、100次等

试验分类：

●  温度冲击贮存试验：验证装备在温度冲击环境下贮存后的性能

●  温度冲击工作试验：验证装备在温度冲击环境下工作时的性能

●  温度冲击循环试验：验证装备在多次温度冲击循环下的耐受能力

2、所需仪器

●  高温试验箱：用于提供规定的高温环境，要求温度均匀性好、温控精度高，能在整个试验周期内稳定维持设定温度。箱体需具备强迫空气循环功能，确保温度均匀。

●  低温试验箱：用于提供规定的低温环境，要求温度均匀性好、温控精度高，能在整个试验周期内稳定维持设定温度。箱体需具备强迫空气循环功能，确保温度均匀。

●  温度冲击试验箱（两箱式或三箱式）：用于实现试样在高温和低温之间的快速转换。两箱式通过吊篮移动实现转换；三箱式增加一个常温箱，可实现高温→常温→低温的转换。

●  温度控制系统：包括加热器、制冷系统、温度传感器、控制器，用于精确控制箱内温度，升降温速率可控。

●  温度传感器：热电偶或RTD，用于监测试样表面温度和箱内温度，精度一般±1℃。散热试样测表面最热点/最冷点，非散热试样测内部最热点/最冷点。

●  数据采集与记录系统：同时记录温度、时间、循环次数等参数，生成完整试验报告，满足可追溯性要求。

●  功能检测设备：用于在温度冲击条件下对试样进行电气、机械性能检测，需能在高低温环境下正常工作。

●  必要的辅助工装：包括耐高低温夹具、隔热垫片、导线高低温防护套等，确保试样在温度冲击环境下固定可靠且不受额外损伤。

四、试验过程与要求

1、试验目的

验证军用装备在温度冲击环境下能否保持结构完好性和功能正常性，暴露因材料热胀冷缩不匹配、热应力集中、焊点开裂、密封失效、涂层剥落等引发的缺陷。

2、试验设备

●  高温试验箱（强迫空气循环，温度均匀）

●  低温试验箱（强迫空气循环，温度均匀）

●  温度冲击试验箱（两箱式或三箱式）

●  温度测量监控系统

●  数据采集与记录系统

●  功能检测设备

●  专用夹具与工装

3、试验过程

初始检测：在标准大气条件下进行外观、电气、机械性能全项检测，记录基准值。

试样安装：将试样按实际安装方式固定在试验箱内，连接测试线缆和传感器。确保夹具不影响温度场，导线耐高低温。

高温保持：将试样放入高温箱，以不超过1℃/min的速率升温至规定高温值，保持规定时间。温度稳定判据：试样最热点温度在规定时间内变化不超过2℃。

快速转换：在规定转换时间（一般≤1min）内将试样从高温箱移至低温箱。

低温保持：试样在低温箱中保持规定时间。温度稳定判据：试样最冷点温度在规定时间内变化不超过2℃。

快速转换回高温：在规定转换时间（一般≤1min）内将试样从低温箱移回高温箱。

循环：重复步骤3~6，直至达到规定循环次数。

功能检测：在温度保持期间，按产品规范规定的时间节点进行功能检测。散热试样通常不进行功能检测（或按规范执行），非散热试样可进行功能检测。

恢复：试验结束后，将试样置于标准大气条件下恢复不少于1h。

最终检测：恢复后进行外观、电气、机械性能全项检测，与初始值对比。

4、试验要求

温度容差：一般±2℃。

转换时间：一般≤1min，具体按产品规范。

温度稳定判据：试样最热点/最冷点温度在规定时间内变化不超过2℃。

持续时间：按产品规范确定，包括温度稳定后的保持时间。

循环次数：按产品规范确定，典型为5次、10次、20次、50次、100次等。

功能检测：按产品规范规定的时间节点和检测项目执行，检测线缆需耐高低温。

试样数量：一般不少于3个，结果取算术平均值。

记录完整性：温度、时间、循环次数、功能检测数据须全程记录。

判据明确：合格准则须在试验大纲中预先规定。

五、恢复条件

1、恢复步骤

停止温度冲击：到达规定循环次数后，停止温度冲击，将试样置于标准大气条件下。

自然恢复：让试样在标准大气条件下自然恢复至室温（15℃~35℃）。

取出试样：温度恢复至室温后，将试样从试验箱中取出。

静置恢复：在标准大气条件下放置不少于1小时（产品规范另有规定从其规定）。

最终检测：恢复时间到达后立即进行外观、电气、机械性能全项检测，与初始值对比。

2、关键要求

●  环境条件：温度15℃~35℃，相对湿度25%~75%，气压86kPa~106kPa

●  恢复时间：≥1h，具体由产品规范规定

●  操作顺序：先停止温度冲击，再自然恢复，最后取出试样

●  恢复速率：自然恢复，严禁急冷急热

●  检测时机：恢复结束后立即检测，不得超时搁置

3、注意事项

不可跳过恢复直接检测，残余热应力会导致结果失真

恢复期间发现试样有明显结构损伤（裂纹、变形、焊点开裂），应记录并拍照，按规范判定是否终止

凝露问题：温度冲击后试样表面易凝露，需注意对电气性能的影响，必要时在干燥环境中恢复

散热试样恢复期间不施加任何电气负载，避免自热干扰

非散热试样如试验期间做了功能检测，恢复后仍需重新做全项检测

记录要求：恢复起止时间、环境温湿度、最终检测时间必须完整记录

六、设备要求

高温试验箱：强迫空气循环，温度均匀，容差±2℃，升温速率可控。试样与箱壁间距≥15cm，箱体与试样体积比≥5:1。

低温试验箱：强迫空气循环，温度均匀，容差±2℃，降温速率可控。试样与箱壁间距≥15cm，箱体与试样体积比≥5:1。

温度冲击试验箱：两箱式或三箱式，转换时间≤1min，温度均匀性和波动度满足标准要求，具备循环次数设定和自动控制功能。

测量监控系统：温度传感器精度±1℃，温度参数全程连续记录。

夹具安装：耐高低温材料，按GJB 150.1A及相关分册要求安装，试样刚性固定防止滑移。

功能检测设备：能在高低温环境下正常工作，测试线缆需耐高低温，不得影响箱内温度场。

七、其他注意事项

●  试验顺序：温度冲击试验通常与其他环境试验组合进行，顺序按装备实际使用剖面确定。

●  散热vs非散热：散热试样测表面最热点/最冷点，非散热试样测内部最热点/最冷点，两者不可混用。

●  转换时间控制：转换时间是温度冲击试验的关键参数，必须严格控制在规定范围内。

●  温度稳定判据：试样最热点/最冷点温度在规定时间内变化不超过2℃，方可开始计算保持时间。

●  凝露处理：温度冲击后试样表面易凝露，可能影响电气性能检测结果，需在干燥环境中恢复或采取防凝露措施。

●  夹具影响：夹具不得屏蔽试样散热，不得与试样产生共振，安装须按GJB 150.1A执行。

●  试样数量：至少3个，结果取算术平均值，异常值按统计方法剔除。

●  记录完整性：温度、时间、循环次数、功能检测结果须全程记录，缺失任何一项可能导致试验无效。

●  与温度循环的区别：温度冲击的核心是快速转换（≤1min），温度循环的核心是缓慢变化（≤1℃/min），两者不可混淆。

●  与GJB 150.1A的关系：GJB 150.5A为温度冲击试验方法，通用要求执行GJB 150.1A。

●  试验报告：试验结束后应编制完整试验报告，包括试验条件、过程、数据、结论等。

结语

GJB 150.5A-2009是军用装备温度冲击环境适应性验证的核心标准，其核心在于温度条件真实、转换时间可控、温度稳定判据明确、恢复过程规范、判据明确。试验人员应重点关注转换时间控制、温度稳定判据、散热与非散热试样的区分、凝露处理以及数据的完整记录，确保试验结果的重复性与可比性，为军用装备的温度冲击环境适应性设计和定型提供有效依据。

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