Что такое тест на падение?

Тест на падение — что это?

На протяжении срока службы электронного продукта, вероятно, он будет уронен. Когда электронный продукт падает, его способность противостоять повреждениям и продолжать корректно функционировать может существенно повлиять на расходы на ремонт или замену, влияя на совокупную стоимость владения. Поэтому прочность и устойчивость продукта к физическим повреждениям играют важную роль в определении долгосрочных расходов для пользователя помимо начальной цены покупки.

Почему важна прочность в электронике?

Важно проверять прочность или стойкость к повреждениям электронных продуктов при падении. Прочность электронных продуктов важна, так как определяет, насколько хорошо они могут выдерживать повторные удары без выхода из строя или поломки. Понимая долговечность продукта через многократные падения, производители могут улучшать конструктивные особенности для повышения долговечности и удовлетворенности пользователей. 

Прочность — важная характеристика для таких продуктов, как  мобильные компьютеры, особенно тех, что используются в сложных условиях, таких как производственные среды,  склады, логистические центры, полевые службы и розничная торговля. Эти устройства часто подвергаются падениям, вибрациям и воздействию пыли и воды, поэтому их прочность и надежность имеют ключевое значение для бесперебойной работы. Прочные мобильные компьютеры часто экономят деньги в долгосрочной перспективе за счет снижения необходимости в ремонтах и заменах. Это делает их экономически эффективным выбором для многих компаний. Кроме того, их более длительный срок службы означает менее частую замену оборудования, что может быть как затратным, так и дестабилизирующим. 

Интенсивность падения может варьироваться от экстримального (происходящего реже) до более часто встречающегося падения с меньшей интенсивностью, называемого «кульбит». 

В настоящее время не существует установленного набора стандартов, определяющих критерии тестирования для оценки долговечности электронных устройств. Отсутствие стандартных ориентиров означает, что компании должны активно выявлять и понимать различные стандарты, которые могут быть применены для оценки прочности их продукции. При этом следует уделить пристальное внимание ключевым факторам, влияющим на прочность электронного устройства. Эти факторы могут включать способность устройства противостоять физическим ударам, работать при экстремальных температурах, выдерживать воздействие влаги и пыли, а также переносить длительные периоды использования без ухудшения производительности. Получив всестороннее понимание этих элементов, компании могут лучше гарантировать, что их изделия соответствуют необходимым требованиям к прочности для предполагаемых применений и условий эксплуатации.

Как тестирование на падение должно отражать реальное использование?

При оценке прочности изделия необходимо убедиться, что методы, используемые для определения его стойкости к повреждениям, соответствуют тому, как покупатели будут на самом деле использовать устройство. Это означает, что тесты или оценки, назначенные для измерения прочности, должны реалистично отражать условия и сценарии, которые происходят в реальных условиях эксплуатации. Клиенты могут иметь разные сценарии использования, что означает, что они могут использовать продукт различными способами, которые создают разные уровни нагрузки или напряжения. Таким образом, приравнивание методов тестирования к этим сценариям использования является важным. Если сценарии тестирования не точно представляют, как продукт будет использоваться, то оценки могут не быть надежными показателями истинной способности продукта выдерживать износ с течением времени. По сути, чтобы оценки прочности были значимыми и обоснованными, они должны основываться на тестах, которые эффективно моделируют реальные условия.

При оценке прочности электронного продукта при падении важно понимать:

• Различные стандарты испытаний на падение и их ограничения.
• Как поверхность, на которую падает продукт, может значительно повлиять на совокупное повреждение, которое продукт может получить.

Почему важно тестировать на частые, небольшие падения?

Устройства часто сталкиваются с небольшими частыми падениями. Важно тестировать их, чтобы убедиться, что они могут выдерживать повторяющиеся падения без поломок или сбоев. Это помогает гарантировать, что продукт может выдерживать повседневное использование и случайные падения.

Испытание на падение: Моделирование падений в реальных условиях для повышения надежности продукта

Испытания на падение оценивают способность продукта выдерживать падения. Это важно, так как в реальной жизни продукты могут случайно упасть во время использования. Чтобы обеспечить надежность, продукты должны быть спроектированы так, чтобы выжить при таких случайных падениях без повреждений. Важно помнить, что продукты не предназначены для умышленного урона; испытания на падение — это лишь способ моделирования несчастных случаев в реальной жизни.

Перед проведением испытания на падение необходимо четко определить несколько факторов. Это включает количество падений продукта, высоту, с которой он будет падать, и тип поверхности, на которую он попадёт при приземлении. Указав эти детали, тест может точно отразить потенциальные сценарии реального использования, помогая производителям улучшить долговечность продукта.

Во время теста продукт падает в режиме «свободного падения» определённое количество раз, с фиксированной высоты, на плоскую поверхность. Это означает, что продукт просто отпускается из неподвижного положения без начального толчка или направления, позволяя ему естественным образом падать под воздействием гравитации. Объекты падают из неподвижного положения и не бросаются и не направляются.

Испытательный образец помещается в определённой ориентации (например, дисплеем вниз, дисплеем вверх, на боку и т. д.) для каждого броска.

После каждого броска образец проверяется на предмет повреждений. Образцы, демонстрирующие значительную потерю функциональности, такую как проблемы с включением, захватом данных и вводом данных, после испытания на падение не проходят тест.

Какие факторы влияют на результаты испытаний на падение?

Несколько факторов увеличивают уровень строгости тестирования, включая увеличение необходимого числа падений, высоту над поверхностью, твердость поверхности падения и снижение температуры устройства во время падения (так как продукт становится более жестким по отношению к удару).

Вот более подробное объяснение каждого фактора:

1. Число падений:

   • Увеличенная частота: Чем больше раз продукт падает, тем больше напряжения он накапливает. Каждое падение может потенциально усугубить существующие слабости или создать новые. Увеличивая количество падений, тестировщики могут моделировать длительное обращение или использование, что помогает выявить потенциальные точки отказа в течение срока службы продукта.

2. Высота падения:

   • Приращение высоты: Чем выше падение, тем больше скорость при ударе, что увеличивает силу, действующую на продукт. Это связано с ускорением свободного падения на большем расстоянии. Испытания на разных высотах могут помочь определить максимальную высоту, с которой продукт может упасть без повреждений, что важно для оценки его прочности в реальных условиях.

3. Жесткость поверхности падения:

   • Материал поверхности: Более жесткая поверхность, например, бетон, не поглощает много энергии удара, что приводит к передаче большего усилия обратно на продукт. Более мягкие поверхности, такие как ковер, поглощают больше энергии, смягчая удар. Тестирование на разных поверхностях помогает оценить, как продукт может вести себя в различных условиях, гарантируя его целостность независимо от места падения.

4. Температурные условия:

   • Снижение температуры: Низкие температуры могут сделать материалы более хрупкими, увеличивая вероятность повреждения при ударе. Холодные условия делают многие материалы менее гибкими и более подверженными трещинам или разрушению. Проводя тесты на падение при низких температурах, производители могут убедиться, что продукт остается прочным в холодных условиях и не становится чрезмерно хрупким. Это важно в логистике холодовой цепи.

Эти факторы часто корректируются для моделирования различных реальных условий, с которыми может столкнуться продукт. Результаты помогают производителям выявлять улучшения в конструкции для повышения долговечности и обеспечения надежности продукта в различных ситуациях. Понимая и оптимизируя эти факторы, компании могут лучше подготовить свою продукцию к суровым условиям реального использования, что в конечном итоге приводит к большему удовлетворению клиентов и снижению возвратов или претензий по гарантии.

Какие существуют стандарты падения?

При тестировании устройств часто используются различные стандарты падения или ссылки на спецификации падения. К ним относятся внутренние стандарты падения Zebra, военный стандарт США (MIL-STD) и ссылки на конкурентные стандарты/спецификации падения.

1. Внутренние испытания на падение Zebra

Внутренние стандарты испытаний на падение Zebra требуют, чтобы:

• Устройство бросали 36 раз — 6 раз на каждую сторону.
• Испытание повторяется на 3 разных устройствах в диапазоне рабочих температур устройства (при высоких, низких и комнатной температуре).
• Испытуемые устройства находятся в рабочем состоянии (включены) при падении.
• Высота падения варьируется от 4 до 8 футов.

Если устройство выключается или перезагружается, и данные теряются во время тестирования, устройство считается не прошедшим испытание на падение.

2. Сертифицировано по стандарту MIL-STD-810

Военный стандарт США MIL-STD-810G 516.6 определяет процесс, при котором устройства бросают 26 раз на все поверхности (стороны), углы и ребра.

• Распределенные по 5 тестовым единицам, тестовые единицы включают 8 падений на угол, 12 падений на край и 6 падений на поверхность.
• Единицы падают при температурах, определенных методом тестирования.
• Единицы находятся в нерабочем состоянии (выключены) во время теста на падение.

Различные варианты в рамках испытаний на падение по стандарту MIL-STD и их влияние на продукцию

MIL-STD предоставляет варианты для прохождения теста на падение. Когда продукт должен соответствовать стандартам падения MIL-STD-810G 516.6, важно сравнить спецификации продукта с различными вариантами военного стандарта, чтобы увидеть точные детали тестов на падение. Это поможет лучше понять строгость испытаний и, следовательно, настоящую прочность устройства.

Различные варианты тестирования падения по стандарту MIL-STD влияют на строгость испытания, включая:

• Высота падения: Устройства могут быть уронили с различной высоты в соответствии со спецификациями MIL-STD. Более высокие падения создают большие удары.
• Материал поверхности: Материал поверхности, на которую падают устройства, например, фанера на бетоне, плитка из винила на бетоне, бетон или сталь. Более жесткие и грубые поверхности создают более сильные удары во время испытаний на падение.
• Температура: Испытания на падение можно проводить при температуре выше рабочей температуры устройства или просто при комнатной температуре, в зависимости от выбранного варианта военной спецификации. Испытания на падение при более широком диапазоне температур проходят труднее, так как компоненты более подвержены физическим повреждениям при экстремальных температурах (например, растрескивание при низких температурах и разбухание при высоких температурах).

Конкурентные стандарты падения или ссылки на спецификации

Могут предусматривать не только высоту падения:

• В спецификацию могут быть включены или исключены поверхность падения, количество падений и диапазон температур.
• Диапазон температур для тестов на падение также может быть опущен.

Факторы, которые обычно не определяются, включают:

• Количество единиц, сброшенных для прохождения теста.
• Определение состояния питания устройства (включено/выключено).

Обзор стандартов падения

Не все спецификации на падение одинаковы, при оценке эффективности падения следует учитывать следующие факторы:

• Какие стандарты падения (например, внутренние стандарты Zebra или MIL-STD810G 516.6) или ссылки на спецификации используются
• Высота падения
• Поверхность для падения
• Падения в диапазоне температур
• Количество падений, если указано
• Указана ли также спецификация переворота.

Мы создали более подробное руководство по тестированию на падение.