冷熱循環沖擊試驗箱主要用于測試材料結構或復合材料，在瞬間下經高溫及低溫的連續環境下所能忍受的程度，借此可得知產品在短時間內所能承受的冷熱沖擊次數。它通過特別的結構設計和系統協同運作來實現工作，具體原理如下：

一、結構組成

箱體：一般分為高溫區、低溫區以及測試區（也稱試驗區）。高溫區和低溫區分別用于產生高溫和低溫環境，測試區則是放置試驗樣品的區域，樣品在此區域內經受冷熱沖擊。箱體具備良好的隔熱性能，以減少不同區域之間以及與外界環境的熱量交換，確保各區域溫度的穩定性和準確性。

制冷系統：是產生低溫環境的關鍵部分。通常采用壓縮式制冷原理，由壓縮機、冷凝器、節流裝置（如毛細管或膨脹閥）和蒸發器等主要部件組成。壓縮機將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體，然后送入冷凝器。在冷凝器中，制冷劑氣體向外界環境散熱，冷卻變成高壓液體。接著，高壓液體通過節流裝置節流降壓，變成低溫低壓的液體，進入蒸發器。在蒸發器中，低溫低壓的制冷劑液體吸收周圍熱量，汽化成低溫低壓的氣體，從而使低溫區的溫度降低。如此循環往復，維持低溫區的低溫環境。

加熱系統：用于產生高溫環境。常見的加熱方式是通過電阻絲加熱，當電流通過電阻絲時，電阻絲產生熱量，將周圍空氣加熱，進而使高溫區溫度升高。加熱系統配備溫度控制系統，可精確調節和控制加熱功率，以達到并維持設定的高溫值。

循環系統：包括空氣循環和樣品切換循環兩部分。空氣循環系統通過風機使高溫區和低溫區的空氣分別在各自區域內循環流動，確保區域內溫度均勻分布。同時，部分空氣會在特定時機在高低溫區與測試區之間流動，實現測試區溫度的快速變化。樣品切換循環系統則負責將測試區內的樣品快速在高溫區和低溫區之間切換，使樣品迅速經受高低溫的交替沖擊。

控制系統：是試驗箱的 “大腦”，它對各個系統進行精確控制和協調。操作人員通過控制系統設置試驗參數，如高溫溫度、低溫溫度、沖擊時間、循環次數等。控制系統根據設定參數，實時監測和調節制冷系統、加熱系統以及循環系統的運行狀態，確保試驗過程按照預定程序準確進行。同時，控制系統還具備故障診斷和報警功能，當設備出現異常情況時，能及時發出警報并顯示故障信息，方便操作人員排查和解決問題。

二、工作過程

準備階段：將試驗樣品放置在測試區內，關閉試驗箱門。通過控制系統設置好高溫、低溫的目標溫度值，以及每次沖擊的持續時間、循環次數等試驗參數。

預冷與預熱階段：試驗開始時，制冷系統和加熱系統分別啟動，使高溫區和低溫區迅速達到設定的目標溫度。高溫區通過加熱系統將溫度升高到設定的高溫值，低溫區通過制冷系統將溫度降低到設定的低溫值。在這個過程中，循環系統使高低溫區內的空氣不斷循環，以保證溫度均勻。

冷熱沖擊階段：當高溫區和低溫區都達到設定溫度并穩定后，樣品切換循環系統開始工作。測試區的樣品會迅速被轉移至高溫區或低溫區（具體取決于試驗設定的沖擊順序），使樣品瞬間暴露在高溫或低溫環境中。例如，若先進行高溫沖擊，樣品會被快速轉移到高溫區，在設定的高溫環境下保持一定時間，讓樣品充分受熱。然后，樣品又會迅速被切換到低溫區，在低溫環境下保持相應時間，完成一次冷熱沖擊循環。這種快速的溫度切換，模擬了產品在實際使用過程中可能遇到的急劇溫度變化情況。

循環與結束：按照設定的循環次數，不斷重復冷熱沖擊過程。每次循環結束后，樣品都會在高低溫環境之間交替變化，經受熱脹冷縮的應力考驗。當完成設定的循環次數后，試驗結束，樣品被轉移回測試區，制冷系統和加熱系統逐漸使高低溫區溫度恢復到接近室溫，操作人員可打開試驗箱門取出樣品，對樣品進行檢測和分析，評估其在冷熱沖擊環境下的性能變化和可靠性。