本發明主要涉及軌道交通技術領域，特指一種軌道交通電子單板強化試驗方法。

背景技術：

強化試驗是一種通過加速應力的可靠性研制試驗，作用是使產品設計得更為健壯，主要是通過施加步進應力，不斷地加速激發產品的潛在缺陷，并進行改進和驗證，使產品的可靠性不斷提高，使產品的環境適應能力也得到提高。雖然目前可靠性試驗是一種傳統通用的模擬試驗或可靠性試驗，但是針對軌道交通電子單板進行強化試驗時，試驗時間長、效率低及費用大，仍缺乏具體有效的方法。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種有效提高電子單板工作可靠性的軌道交通電子單板強化試驗方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種軌道交通電子單板強化試驗方法，包括低溫與振動相結合的第一綜合試驗，具體包括以下步驟：

S01、首先，確定第一綜合試驗中的各個第一綜合測試點，每個第一綜合測試點均有對應的溫度值和振動值；

S02、在電子單板處于通電狀態下，在每個第一綜合測試點下保持第一預設時間，并對電子單板進行離線或在線測試；

S03、完成全部第一綜合測試點下的測試后，將電子單板置于調試環境條件下進行離線測試。

作為上述技術方案的進一步改進：

在步驟S01中，確定六個第一綜合測試點，對應的溫度值分別為20％Tmin、40％Tmin、60％Tmin、80％Tmin和100％Tmin，振動值分別為20％Vmax、40％Vmax、60％Vmax、80％Vmax和100％Vmax，其中Tmin為電子單板的低溫極限值，Vmax為電子單板的振動極限值，振動方向為垂直方向。

在步驟S02中，試驗過程中的溫度速率為3℃/min～200℃/min。

在步驟S02中，在每個第一綜合測試點下的第一預設時間內，先在對應溫度值下保持一定時間后再進行振動，并在振動過程中對電子單板進行離線或在線測試。

所述第一預設時間為1h。

在步驟S02之前，先在調試環境條件下進行預測試。

所述調試環境條件下對應的溫度為18℃～30℃，濕度為40％RH～70％RH。

還包括高溫、振動和濕度相結合的第二綜合試驗，具體包括以下步驟：

S11、首先，確定第二綜合試驗中的各個第二綜合測試點，每個第二綜合測試點均有對應的溫度值、振動值和濕度值；

S12、在電子單板處于通電狀態下，在每個第二綜合測試點下保持第二預設時間，并對電子單板進行離線或在線測試；

S13、完成全部第二綜合測試點下的測試后，將電子單板置于調試環境條件下進行離線測試。

在步驟S11中，確定六個第二綜合測試點，對應的溫度值分別為20％Tmin、40％Tmin、60％Tmin、80％Tmin和100％Tmin，振動值分別為20％Vmax、40％Vmax、60％Vmax、80％Vmax和100％Vmax，濕度值為20％RHmax、40％RHmax、60％RHmax、80％RHmax和100％RHmax，其中Tmin為電子單板的低溫極限值，Vmax為電子單板的振動極限值，振動方向為垂直方向，RHmax為濕度極限值。

還包括低溫步進應力試驗、高溫步進應力試驗、快速溫變循環試驗和振動步進應力試驗。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的軌道交通電子單板試驗方法，針對軌道交通電子單板施加各種應力開展強化試驗并提出相應的強化試驗剖面和方法，從而更有效的激發產品故障，利用該試驗使電子單板在早期研制階段充分暴露其潛在缺陷，以提高其可靠性，有效降機車電子裝置在全壽命周期內的維修成本，并確定其敏感應力極限工作條件，并通過分析確定其主要故障模式和薄弱環節，從而保證整個軌道交通電氣設備的可靠性水平。

附圖說明

圖1為本發明的第一綜合試驗的強化試驗剖面圖。

圖2為本發明的第二綜合試驗的強化試驗剖面圖。

圖3為本發明的低溫步進應力強化試驗剖面圖。

圖4為本發明的高溫步進應力強化試驗剖面圖。

圖5為本發明的快速溫變循環試驗剖面圖。

圖6為本發明的振動步進應力試驗剖面圖。

圖7為本發明的振動步進應力強化試驗頻譜圖。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。

如圖1所示，本實施例的軌道交通電子單板強化試驗方法，包括低溫與振動相結合的第一綜合試驗，具體包括以下步驟：

S01、首先，確定第一綜合試驗中的各個第一綜合測試點，每個第一綜合測試點均有對應的溫度值和振動值；

S02、在電子單板處于通電狀態下，在每個第一綜合測試點下保持第一預設時間，并對電子單板進行離線或在線測試；

S03、完成全部第一綜合測試點下的測試后，將電子單板置于調試環境條件下進行離線測試。

本發明的軌道交通電子單板試驗方法，針對軌道交通電子單板(電路板，如電源板或通訊板)施加各種應力開展強化試驗并提出相應的強化試驗剖面和方法，從而更有效的激發產品故障，利用該試驗使電子單板早期研制階段充分暴露其潛在缺陷，以提高其可靠性，有效降低機車電子裝置在全壽命周期內的維修成本，并確定其敏感應力極限工作條件，并通過分析確定其主要故障模式和薄弱環節，從而保證整個軌道交通電氣設備的可靠性水平。

本實施例中，在步驟S01中，確定六個第一綜合測試點，對應的溫度值和振動值分別為(20％Tmin、20％Vmax)、(40％Tmin、40％Vmax)、(60％Tmin、60％Vmax)、(80％Tmin、80％Vmax)和(100％Tmin、100％Vmax)，其中Tmin為電子單板的低溫極限值，Vmax為電子單板的振動極限值，振動方向為垂直方向。當然，在其它實施例中，各第一綜合測試點的個數也可取任意個，且各第一綜合測試點的溫度值可以在0％Tmin～100％Tmin之間取任意值，振動值在0％Vmax～100％Vmax之間取任意值。

本實施例中，在步驟S02中，試驗過程中的溫度速率在3℃/min～200℃/min之間取值，具體可取3℃/min。

本實施例中，在步驟S02中，在每個第一綜合測試點下的第一預設時間內，先在對應溫度值下保持一定時間后再進行振動，并在振動過程中對電子單板進行離線或在線測試；具體地，第一預設時間取1h，先溫度保持0.5h，然后開始振動并進行在線測試，在線測試過程中記錄每項測試項目的開始時間。

本實施例中，在步驟S02之前，先在調試環境條件下進行預測試。其中調試環境條件下對應的溫度為18℃～30℃，濕度為40％RH～70％RH。

如圖2所示，本實施例中，還包括高溫、振動和濕度相結合的第二綜合試驗，具體包括以下步驟：

S11、首先，確定第二綜合試驗中的各個第二綜合測試點，每個第二綜合測試點均有對應的溫度值、振動值和濕度值；

S12、在電子單板處于通電狀態下，在每個第二綜合測試點下保持第二預設時間，并對電子單板進行離線或在線測試；

S13、完成全部第二綜合測試點下的測試后，將電子單板置于調試環境條件下進行離線測試。

本實施例中，在步驟S11中，確定六個第二綜合測試點，對應的溫度值分別為20％Tmin、40％Tmin、60％Tmin、80％Tmin和100％Tmin，振動值分別為20％Vmax、40％Vmax、60％Vmax、80％Vmax和100％Vmax，濕度值為20％RHmax、40％RHmax、60％RHmax、80％RHmax和100％RHmax，其中Tmin為電子單板的低溫極限值，Vmax為電子單板的振動極限值，振動方向為垂直方向，RHmax為濕度極限值。當然，在其它實施例中，各第二綜合測試點的個數也取任意個，且各第二綜合測試點的溫度值可以在0％Tmin～100％Tmin之間取任意值，振動值在0％Vmax～100％Vmax之間取任意值，濕度值在0％RHmax～100％RHmax之間取任意值。

本實施例中，還包括低溫步進應力試驗、高溫步進應力試驗、快速溫變循環試驗和振動步進應力試驗，下面對各試驗進行詳細說明：

1、低溫步進應力試驗：

低溫步進應力試驗的起始溫度點為-26℃，結束溫度點為-60℃或達到產品的工作極限。以5℃一個臺階變化。在每個溫度臺階對電子單板進行離線或在線測試，而后將溫度調節至單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行離線測試。圖3為低溫步進應力試驗剖面，其中T1為試驗調試時間，T2為溫度保持時間(1h)。

(1)該剖面的各臺階試驗溫度點為-25℃，-30℃，-35℃、-40℃，-45℃，-50℃，-55℃，-60℃，以5℃一個溫度臺階變化；試驗過程的升溫速率和降溫速率均為3℃/min；

(2)在整個試驗過程中保持通電，控產品溫度；

(3)在單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行試驗前預測試；

(4)在各個試驗溫度點保溫1小時，在0.5小時開始進行通電啟動并進行在線測試，必須使被測試樣機進行3次啟動檢測，在線測試過程中記錄每項測試項目的開始時間；

(5)每個溫度臺階保溫完成后回到常規環境，對電子單板進行離線或在線測試，離線測試環境為單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)；

注：①低溫步進應力試驗溫度在+5℃～-65℃之間取任意溫度值，也就是剖面的各臺階試驗溫度點并不是固定為-25℃，-30℃，-35℃、-40℃，-45℃，-50℃，-55℃，-60℃這幾個點，可以在+5℃～-65℃之間取任意溫度值。②試驗過程的升溫速率和降溫速率可以在3℃/min～200℃/min之間取任意溫度速率。

2、高溫步進應力試驗

依據《GB/T25119-2010軌道交通機車車輛電子裝置》中的高溫試驗要求，高溫步進強化試驗的起始溫度點為40℃，結束溫度點為120℃或達到產品的工作極限；其中在關鍵溫度點70℃附近以5℃一個臺階變化，在其它溫度點以10℃一個臺階變化。在每個溫度臺階對電子單板進行離線或在線測試，而后將溫度調節至單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行離線測試或在線測試。

高溫步進應力試驗剖面如圖4所示，其中T1為試驗調試時間，T2為溫度保持時間(1h)。

(1)該剖面的各臺階試驗溫度點為40℃，50℃，60℃，70℃，75℃，80℃，85℃，90℃，95℃，100℃，105℃，110℃，115℃和120℃，在70℃后溫度臺階為5℃，在其它溫度點均以10℃一個臺階，試驗過程的升溫速率和降溫速率均為3℃/min；

(2)在整個試驗過程中保持通電，控產品溫度；

(3)在單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行試驗前預測試；

(4)在各個試驗溫度點保溫1小時，在0.5小時開始進行在線測試，在線測試過程中記錄每項測試項目的開始時間；

(5)每個溫度臺階保溫完成后回到常規環境，對電子單板進行離線或在線測試，離線測試環境為單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)；

注：①高溫步進應力試驗溫度在+30℃～1000℃之間取任意溫度值，也就是剖面的各臺階試驗溫度點并不是固定為40℃，50℃，60℃，70℃，75℃，80℃，85℃，90℃，95℃，100℃，105℃，110℃，115℃和120℃這幾個點，可以在+30℃～1000℃之間取任意溫度值。②試驗過程的升溫速率和降溫速率可以在3℃/min～200℃/min之間取任意溫度速率。

3、快速溫變循環試驗

快速溫變循環試驗根據高溫步進應力試驗和低溫步進應力試驗的結果來確定。

快速溫度變化應力試驗剖面如圖5所示，其中T1為試驗調試時間，T2為溫度保持時間(1h)。

(1)取80％高溫和低溫工作應力極限水平或高溫減5度，低溫加5度；

(2)以一定的溫度變化速率進行溫度循環試驗，溫度變化率取值依次為10℃/min，20℃/min，30℃/min，40℃/min，45℃/min，50℃/min，55℃/min，60℃/min，在40℃/min后溫度臺階為5℃/min，在其它溫度點均以10℃/min一個臺階；

(3)在整個試驗過程中通電，控產品溫度；

(4)在單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行試驗前預測試；

(5)各個高溫和低溫下分別保溫1小時，在0.5小時開始進行在線測試，在線測試過程中記錄每項測試項目的開始時間；

(6)每個溫度臺階保溫完成后回到常規環境，對電子單板進行離線或在線測試，離線測試環境為單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)；

注：①取高溫和低溫工作應力極限水平百分比可以在60％～100％之間任意數值，高溫極限減去溫度數值可以在0℃～50℃之間取任意溫度值，低溫極限增加溫度數值可以在0℃～50℃之間取任意溫度值；②試驗過程的溫度變化速率可以在3℃/min～200℃/min之間取任意溫度速率。

4、振動步進應力試驗

振動步進應力試驗中振動方向包括垂向、橫向和縱向。在每個方向，振動步進應力試驗的起始量級0rms.，結束量級為5gr.m.s.或達到產品的工作極限，確定敏感方向和各個軸向的應力極限；在所有振動量級下以0.5gr.m.s.一個臺階變化，在每個振動臺階對電子單板進行離線或在線測試，而后將振動調節至單板調試環境條件下進行離線測試。

在每個振動方向，振動步進應力試驗剖面如圖6，振動頻譜見圖7。

(1)各臺階試驗振動量級為0gr.m.s，0.5gr.m.s，1.0gr.m.s，1.5gr.m.s，2gr.m.s，2.5gr.m.s，3.0gr.m.s，3.5gr.m.s，4.0gr.m.s，4.5gr.m.s，5.0gr.m.s在所有振動量級下以0.5gr.m.s.一個臺階變化；

(2)在整個試驗過程通電，控產品溫度；

(3)在單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)下進行試驗前預測試；

(4)各個試驗振動量級保持15分鐘或30分鐘，振動開始后進行在線測試，在線測試過程中記錄每項測試項目的開始時間；

(5)每個振動量級完成后回到常規環境，對電子單板進行離線或在線測試，離線測試環境為單板調試環境條件(18℃～30℃，40％RH～70％RH)；

注：①振動步進應力試驗振動量級在0gr.m.s～1000gr.m.s之間取任意振動量級，也就是剖面的各臺階試驗振動量級并不是固定為0gr.m.s，0.5gr.m.s，1.0gr.m.s，1.5gr.m.s，2gr.m.s，2.5gr.m.s，3.0gr.m.s，3.5gr.m.s，4.0gr.m.s，4.5gr.m.s，5.0gr.m.s這幾個點，可以在0gr.m.s～1000gr.m.s之間取任意振動量級；②振動持續時間可以在5～120分鐘之間取任意時間值。

以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護范圍。