Fiat - Тест за устойчивост на термични цикли

Разработен от Fiat Chrysler Automobiles (FCA) (сега Stellantis), италиано-американска автомобилна компания, тестът за устойчивост на топлинни цикли е тест за екологична издръжливост, използван в автомобилната индустрия, за да се оцени как материалите, компонентите и вътрешните и външните части издържат на повтарящи се високи и ниски температурни промени във времето. Този тест често се използва като отправна точка в спецификациите на материали и компоненти на Fiat за проверка на дългосрочната термична издръжливост.

Автомобилните части са подложени на непрекъснато термично разширение и свиване през целия живот на превозното средство. Даден компонент може да бъде подложен на:

• Студеното начало на зимата
• Лятно затопляне на слънцето
• Термични шокове за отопление, вентилация и климатизация (ОВК)
• Температура на двигателния отсек
• Многократни цикли на паркиране и слънчево натоварване

Изпитването за устойчивост на термично циклиране потвърждава, че многократното термично циклиране не причинява следното:

• крекинг
• наклон
• Разделяне на слоеве
• Загуба на адхезия
• Размерна нестабилност
• Повърхностно избелване
• Повреда на уплътнението
• Електрическа повреда
• Намалена механична якост

Изпитването на устойчивост на термични цикли е особено важно за:

арматурни табла

• вътрешна облицовка
• Залепени компоненти
• Пластмасови корпуси
• Електронни модули
• Боядисани части
• Композитни материали
• Зони на разгъване на въздушните възглавници
• Системи за външно осветление

По принцип, по време на изпитването, пробата е изложена на екстремни температури, които се променят многократно съгласно определен цикъл. Типичният термичен цикъл включва:

• Излагане на ниски температури
• Преходен период
• Излагане на висока температура
• Опционален етап на контрол на влажността
• Връщане към околните условия

Многократното разширяване и свиване създава термомеханични напрежения в материала и по интерфейсите. Въпреки че точните условия варират в зависимост от спецификациите на компонентите, обичайните програми за термично циклиране на автомобили на Fiat включват:

• Ниска температура: от минус 30 градуса до минус 40 градуса
• Висока температура: от +80 градуса до +120 градуса
• Брой цикли: 10-1000
• Време за чакане: Между 30 минути и 8 часа.
• Скорост на преход: Контролирана или естествена.
• Влажност: По избор
• Продължителност на теста: От няколко дни до няколко седмици

Опростен пример е следният:

• Първа стъпка: Задръжте на -40 градуса за 2 часа.
• Втора стъпка: Повишаване до +90 градуса
• Трета стъпка: Задръжте при +90 градуса за 2 часа.
• Четвърта стъпка: Връщане към стайна температура.
• Стъпка пета: Повторете за 50 цикъла.

Обикновено оценяваните компоненти включват:

• Вътрешни компоненти:
  • Компоненти на арматурното табло
  • Панели на вратите
  • Централни конзоли
  • Подлакътници
  • Вентилационни отвори
  • Декоративно покритие
• Външни компоненти:
  • Корпуси на огледала
  • Лампови сглобки
  • Тампони
  • решетки
  • Капаци на сензори
• Компоненти под капака:
  • Крепежни елементи
  • Изолация на кабела
  • Резервоари за съхранение на течности
  • Електронни управляващи блокове

Основните разгледани режими на повреди са следните:

• Напукване: Многократното термично напрежение може да причини пукнатини в твърди пластмаси.
• Разделяне на слоеве: Многослойните материали могат да се разделят поради различните си коефициенти на термично разширение.
• Повреда на лепилото: Залепените връзки могат да отслабнат след циклична употреба.
• Деформация: Деформацията на размерите може да повлияе на допустимите отклонения при сглобяване.
• Повърхностни дефекти: Възможните наблюдения включват:
  • мехури
  • Промяна на яркостта
  • Избелване
  • Признаци на колапс
• Електронни повреди: Спойковите връзки и сглобките на печатни платки (PCB) могат да се повредят поради циклично разширение.

Съвременните превозни средства включват много полимерни и многоматериални системи с различно поведение на термично разширение. Например, поведението на термично разширение, базирано на материалите, е както следва:

• Стомана: Ниско разширение.
• ABS пластмаса: По-високо разширение.
• Полипропилен: Много високо разширение.
• Стъклофибърни композити: Насоченото разширение

Когато са свързани заедно, термичното циклиране създава вътрешни напрежения. Ако не се извърши контролно изпитване,

• Могат да се образуват кухини в покритието.
• Шевовете на въздушните възглавници може да отслабнат.
• Електронните компоненти могат да се повредят преждевременно.
• Може да се появят шумове и щракащи звуци.
• Хидроизолацията може да е нарушена.

След тестване, компонентите се изследват от следните гледни точки:

• Визуални дефекти
• Функционално изпълнение
• Стабилност на размерите
• Адхезионна сила
• Механична цялост
• Електрическа непрекъснатост
• непромокаемост

Междувременно, много спецификации на Fiat изискват следното:

• Не трябва да има видими пукнатини.
• Постоянната деформация не трябва да изчезва.
• Не трябва да има функционални нарушения.

Концепциите за изпитване на топлинен цикъл са включени и в следните стандарти:

• ISO 16750 Пътни превозни средства – Условия на околната среда и изпитвания за електрическо и електронно оборудване.
• J1455 Препоръчителни екологични практики за проектиране на електронно оборудване в приложения за тежки превозни средства.
• IEC 60068-2-14 Тестове за околната среда - Част 2-14: Тестове - Тест N: Температурна промяна
• LV124 Електрически и електронни компоненти в моторни превозни средства до 3,5 тона - Общи изисквания, условия на изпитване и методи за изпитване.
• PV1200 Автомобилни части - Тест за издръжливост в циклични условия на околната среда (80 градуса / -40 градуса)
• GS 95024 Електрически и електронни компоненти в моторни превозни средства - Екологични изисквания и изпитвания

Топлоустойчивостта и устойчивостта на топлинни цикли всъщност са различни понятия. По същество, топлоустойчивостта се отнася до следното:

• Непрекъснато висока температура
• Той оценява термичната стабилност.
• Статично излагане
• Фокус върху стареенето

За разлика от това, устойчивостта на топлинни цикли се отнася до следното:

• Повтарящи се температурни промени
• Оценява поведението при умора.
• Динамична експозиция
• Фокус върху разширяване/свиване.

Материалът може да издържи на постоянна топлина, но все пак може да се повреди при многократна термична циклична умора.

Изпитването за устойчивост на топлинни цикли се счита за критично важно, защото симулира години реална експлоатация на превозното средство в рамките на компресиран лабораторен период. То помага на производителите по следните начини:

• Прогнозиране на дългосрочната устойчивост
• Подобряване на избора на материали
• Проверка на лепилни системи
• Предотвратяване на гаранционни претенции
• За да се гарантира безопасността на пътниците.
• Поддържане на точност на размерите
• Повишаване на надеждността в глобалния климат

За квалификационните програми на Fiat, термичното циклиране се счита за основен тест за проверка на екологичната издръжливост както на вътрешни, така и на външни автомобилни компоненти.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен екип, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и съдействайки за установяването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка, ние също така предоставяме услуги за изпитване на устойчивост на топлинни цикли на бизнеса.