咨询热线0755-23312011

可靠性测试

倾翻试验(GB/T 2423.7-2018):产品倾翻工况适应性的测试项目

技术概述

倾翻试验依据 GB/T 2423.7-2018《环境试验 第2部分:试验方法 试验Ec:粗率操作造成的冲击(主要用于设备型样品)》执行,对应标准中的倾跌与翻倒程序。该标准等同采用 IEC 60068-2-31:2008,全部代替原 GB/T 2423.7-1995(倾跌与翻倒)与 GB/T 2423.8-1995(自由跌落),将冲击、倾跌与翻倒、自由跌落、反复自由跌落与弹跳整合为一个方法族。倾翻与跌落引用同一标准号,但加载方式完全不同:跌落是自由落体后撞击,倾翻是绕底棱翻转后撞击。

倾翻分两种模式。倾跌是把样品底面的一边抬起规定角度后自由落下,撞击发生在被抬起的那条底棱上;翻倒是把样品绕底棱推至失去平衡、翻倒到相邻面着地,撞击发生在相邻面与地面之间。前者模拟设备被抬起后失手跌落,后者模拟设备被推倒或倾倒,两种模式的着地部位、冲击速度与损伤形态都不同。

典型失效形态包括:底棱与侧棱塑性变形、外壳拼缝开裂、面板与盖板脱开、内部支架与安装耳断裂、电池与卡扣弹出、显示屏碎裂。倾翻的冲击能量集中在一条棱或一个面上,局部应力比面跌落更集中,因此对壳体棱边设计与内部固定结构的要求更高。该试验通常只适用于可能受到剧烈搬动的中小型设备,永久安装的设备一般不做。

检测样品

样品按实际使用状态准备,重量与外形尺寸影响试验可行性:

  • 整机类样品按实际装配完整,含电池、脚垫、提手者按实配状态安装;
  • 仅对可能受到敲击与撞击危险的角与面施加试验,其余面按规范处理;
  • 样品数量一般 3 件起,含玻璃面板或显示屏建议 5 件以上;
  • 重量较大的样品需确认试验设备与人员操作的可实施性,避免试验中失控;
  • 受试前记录外观、尺寸、功能与电参数基准,对底棱与侧棱拍摄特写照片。

检测项目

倾翻试验的检测项目按"基准—模式设计—执行—后检"四段组织:

  • 初始检测:外观、尺寸、功能、电性能与关键参数基准;
  • 倾跌角度:常取 30°,底面一边抬起后自由落下,逐条底棱执行;
  • 翻倒高度:抬起底棱至规定高度(常取 25mm、50mm、100mm)后自由翻倒至相邻面;
  • 翻倒方向:绕四条底棱分别向前后左右翻倒,覆盖四个侧面;
  • 执行次数:每个棱或方向常取 1~2 次,反复自由跌落与弹跳按规范追加;
  • 撞击面:平整刚性的钢板或混凝土基座,不得有凹坑与弹性垫层;
  • 中间检查:每轮后做外观与功能检查,记录损伤出现的棱与方向;
  • 外观检查:棱边塌陷与开裂、拼缝张口、面板脱开、涂层剥落;
  • 结构检查:卡扣、支架、安装耳、内部固定柱、电池仓;
  • 功能与电性能:开机、显示、触摸、通信、充电、绝缘电阻;
  • 防护复检:涉及防护等级的样品做气密或浸水复检;
  • 失效归因记录:损伤位置、形态、出现模式与方向。

检测方法

- 模式选择法:按产品实际风险选择倾跌或翻倒。设备常被抬起搬运时做倾跌,放在台面或地面易被碰倒时做翻倒,两种风险都存在时两项都做,不可只做其一替代。

- 角度与高度法:倾跌角度常取 30°,角度增大则落点速度提高;翻倒抬起高度常取 25mm、50mm、100mm,按样品重量与重心高度选取,重心偏高的样品抬起同样高度获得的翻倒速度更大。

- 姿态控制法:倾跌时绕选定底棱缓慢抬起至规定角度,释放后自由落下,不得施加推力;翻倒时缓慢推至临界平衡点后释放,让样品自行翻倒,推力过大相当于附加初速度,会造成过考核。

- 基座法:撞击面须平整刚性,不得铺弹性垫,基座自身不得产生明显变形或位移,否则会吸收冲击能量,导致考核不足。

- 棱边覆盖法:四条底棱都要覆盖,因为多数产品的底棱结构并不对称,注塑浇口、拼缝、螺钉柱位置不同,薄弱棱往往只有一条。

- 监测法:需记录冲击瞬间状态时可加装加速度记录仪,采集峰值与持续时间;功能考核型样品在每轮后通电检测,注意捕捉自恢复型失效。

- 后检测法:试验后复测初始检测全部项目,含气密与绝缘,异常项做二次确认,避免把装配应力造成的初始缺陷误判为倾翻失效。

检测仪器

基础设备为倾翻试验装置,可由带角度标识的抬升平台与释放机构组成,要求能绕选定底棱缓慢抬升至规定角度且释放时不附加初速度;翻倒试验可用可调高度的垫块与推倒机构实现。配套撞击基座(钢板或混凝土,刚性平整)、角度尺与高度尺、加速度记录仪(需要时)、扭矩扳手、气密性检测装置与功能测试工装。设备的角度与高度标尺须定期校验,撞击面不得有凹坑与变形,试验前做空载确认,记录随报告归档。

应用领域

倾翻试验覆盖仪器仪表、医疗器械、工业控制设备、电源与充电设备、机箱机柜、家电、电池包与移动储能、灯具以及部分军用配套件。典型场景包括:验证台式设备被碰倒后外壳不开裂、内部不脱开;考核落地风扇、除湿机等易倾倒家电的倾倒耐受能力;确认电池包在侧翻后不漏液、不短路;评价壳体棱边结构与内部固定柱的设计裕度。该试验常与自由跌落、冲击组合,构成粗率操作环境序列。

常见问题(FAQ)

问题一:倾翻和跌落是同一个标准吗,为什么标准号一样?

是同一标准的不同程序。GB/T 2423.7-2018 整合了原 2423.7-1995(倾跌与翻倒)与 2423.8-1995(自由跌落),把冲击、倾跌与翻倒、自由跌落、反复自由跌落、弹跳放在同一方法族内。所以跌落与倾翻引用同一标准号,但执行程序、参数与判定都不同,委托时须写明做的是哪一种。

问题二:倾跌和翻倒有什么区别,能不能只做一项?

不能互相替代。倾跌是抬起底边后自由落下,撞击在底棱,速度由抬起角度决定;翻倒是绕底棱推至失去平衡后翻倒在相邻面,撞击在侧面,冲击面积更大、力臂更长。两者的着地部位与损伤形态不同,产品若同时存在抬起搬运与被碰倒的风险,两项都应执行。

问题三:倾跌角度为什么常取 30°,可以取更大吗?

30° 是常用取值,对应设备被抬起约 15cm 后失手的典型情形。角度增大则落点速度提高、严酷度上升,可按产品规范调整。角度必须在报告中写明,因为不同角度对应的冲击速度差异明显,只写"倾跌"不写角度无法复现。

问题四:翻倒抬起高度怎么定?

按样品重量与重心高度选取,常用 25mm、50mm、100mm 三档。重心偏高的样品在同样抬起高度下获得的翻倒角速度更大,严酷度更高,因此对高重心产品宜取较低档并说明理由。产品规范有指定值的按规范执行。

问题五:试验时样品要不要装电池、装附件?

按实际使用状态安装。电池对重量分布与重心位置影响明显,拆掉电池做倾翻会改变翻倒行为,结论不能代表真实状态。附件如提手、脚垫、外置天线同样影响撞击部位,应如实装配。若需评估运输状态,则按带包装状态另行试验。

问题六:倾翻后外壳有裂纹但功能正常,算不算合格?

一般判不合格。判据以产品规范为准,多数规范把外壳裂纹、棱边破损列为外观不合格。若规范允许轻微损伤,应在报告中记录损伤尺寸与位置并对应规范条款。倾翻裂纹多出现在底棱与螺钉柱根部,属于结构薄弱点,即使功能正常也建议改进。

问题七:哪些产品不需要做倾翻试验?

永久安装、不会被搬动的设备一般不做,如固定安装的配电柜、嵌入式设备、大型固定式机械。标准明确该试验适用于可能受到剧烈搬动的中小型设备,且只针对可能受到敲击与撞击危险的角与面。是否执行应以产品规范与使用场景判定,并在报告中说明理由。