آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) پلیمرها و چسب‌ها با BMW GS 97036

آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) پلیمرها و چسب‌ها با BMW GS 97036

استاندارد «BMW GS 97036 آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) روی پلیمرها و چسب‌ها» که توسط BMW، یک تولیدکننده چندملیتی خودرو، تدوین شده است، الزامات و رویه‌های آزمایش برای انجام آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) یا آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) روی مواد پلیمری، الاستومرها، پلاستیک‌ها، چسب‌ها و اجزای مرتبط مورد استفاده در خودروهای BMW را شرح می‌دهد.

آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) پلیمرها و چسب‌ها با BMW GS 97036

تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) یک تکنیک پرکاربرد در آزمایش مواد است که خواص ویسکوالاستیک یک ماده را هنگام تغییر شکل آن تحت تنش تناوبی (نوسانی) اندازه‌گیری می‌کند. این آزمایش که با اعمال یک نیرو (یا تنش) سینوسی در حین تغییر دما، فرکانس یا زمان انجام می‌شود، خواص اساسی زیر را آشکار می‌کند:

  • ماژول ذخیره‌سازی: نشان دهنده جزء الاستیک (سختی) است.
  • مدول اتلاف، مؤلفه ویسکوز (مستهلک‌کننده انرژی) را نشان می‌دهد.
  • ضریب اتلاف: نسبت مدول اتلاف به مدول ذخیره، رفتار میرایی و گذارهایی مانند دمای انتقال شیشه‌ای را نشان می‌دهد.

این خواص برای کاربردهای خودرو بسیار مهم هستند زیرا پلیمرهای موجود در وسایل نقلیه باید در برابر نوسانات دما، ارتعاشات، بارهای مکانیکی و تأثیرات محیطی مقاومت کنند و در عین حال عملکرد خود را حفظ کنند (به عنوان مثال، در آب‌بندها، تزئینات داخلی، چسب‌ها، عناصر میرایی، شیلنگ‌ها یا بست‌ها).

استاندارد BMW GS 97036 با استانداردهای بین‌المللی مانند استاندارد «ISO 6721 Plastics – تعیین خواص مکانیکی دینامیکی» که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است، هماهنگی نزدیکی دارد.

روش‌های آزمایش معمولاً شامل حالت‌های کششی، فشاری، برشی، خمشی یا پیچشی هستند. پیچش اغلب در توضیحات آزمایشگاهی برای آزمایش‌های صلاحیت BMW ذکر می‌شود. پارامترهای اندازه‌گیری شده معمول عبارتند از:

  • دمای گذار شیشه‌ای
  • منحنی‌های مدول وابسته به دما
  • رفتار میرایی
  • انتقال‌های ثانویه
  • نقاط شکنندگی یا نرم شدن

کفایت مواد برای بازرسی کالاهای ورودی، تجزیه و تحلیل نقص و تأیید ترکیبات پلیمری (به عنوان مثال، درزگیرهای لاستیکی EPDM، پلاستیک‌های داخلی، چسب‌های ساختاری) از تأمین‌کنندگان استفاده می‌شود.

بسیاری از آزمایشگاه‌های تست مستقل، مجوز یا اعتبارنامه‌ای برای انجام آزمایش طبق استاندارد BMW GS 97036 ارائه می‌دهند. این بخشی از فرآیند تضمین کیفیت تأمین‌کنندگان BMW است و مواد باید این استاندارد را رعایت کنند تا برای استفاده در ابزارهای تولیدی تأیید شوند.

برگه‌های اطلاعات مواد برای ترکیباتی مانند EPDM مقاوم در برابر شعله یا سایر الاستومرها اغلب انطباق با این استاندارد را فهرست می‌کنند و به مقادیری مانند دمای انتقال شیشه‌ای حدود منفی ۶۴ درجه برای کلاس‌های خاص دمای پایین اشاره می‌کنند.

استاندارد BMW GS 97036 ضروری است زیرا وسایل نقلیه مدرن به شدت به مواد پلیمری (پلاستیک، الاستومرها/لاستیک‌ها، چسب‌ها، کامپوزیت‌ها، عناصر میرایی، آب‌بندها، تزئینات داخلی، شیلنگ‌ها، بست‌ها) متکی هستند که باید در طیف وسیعی از شرایط سخت دنیای واقعی به طور قابل اعتمادی عمل کنند.

برخلاف آزمون‌های استاتیک ساده (مثلاً استحکام کششی در دمای اتاق)، تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA)، روشی که در این استاندارد شرح داده شده است، اطلاعات مهمی در مورد رفتار ویسکوالاستیک به عنوان تابعی از زمان، دما و فرکانس ارائه می‌دهد. این روش مستقیماً به چالش‌های اساسی در مهندسی خودرو و قابلیت اطمینان می‌پردازد.

دلایل اصلی تدوین و اجرای این استاندارد به شرح زیر است:

  • تغییرات شدید دما در عملکرد خودرو: خودروها نوسانات دمایی زیادی را تجربه می‌کنند: به عنوان مثال، محفظه موتور حداقل به ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه می‌رسد، قسمت زیر بدنه و اگزوز بسیار داغ می‌شود و دمای داخل خودرو از ۴۰- درجه (استارت سرد در زمستان) تا ۸۰- تا ۹۰+ درجه (کابین در معرض آفتاب در تابستان) می‌رسد. بسیاری از پلیمرها در نزدیکی دمای انتقال شیشه‌ای دچار تغییرات چشمگیری می‌شوند. در زیر دمای انتقال شیشه‌ای، شکننده می‌شوند و در بالای آن، نرم و چسبنده می‌شوند. تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) به طور دقیق دمای انتقال شیشه‌ای، انتقال‌های ثانویه و محدوده دمایی قابل استفاده را تعیین می‌کند و از خرابی‌های غیرمنتظره (ترک خوردن درزگیر در زمستان، افتادگی قطعات داخلی در هوای گرم) جلوگیری می‌کند.
  • ارتعاش و بارهای دینامیکی: موتورها، سیستم انتقال قدرت، ورودی‌های جاده و ارتعاشات شاسی، اجزا را در معرض بارگذاری چرخه‌ای در طیف وسیعی از فرکانس قرار می‌دهند. DMA مقادیر زیر را تعریف می‌کند:
  • ماژول ذخیره‌سازی (استحکام در شرایط دینامیکی)
  • مدول اتلاف و ضریب اتلاف (میرایی/اتلاف انرژی)

این امر برای عملکرد NVH (سر و صدا، ارتعاش، سختی)، دوام ایزولاتورها و بست‌های ارتعاشی، پیوندهای چسبنده تحت خستگی و جلوگیری از مشکلات رزونانس ضروری است.

  • دوام طولانی مدت و فرسودگی: پلیمرها به مرور زمان به دلیل گرما، اشعه ماوراء بنفش، ازن، مواد شیمیایی (روغن‌ها، سوخت‌ها، پاک‌کننده‌ها)، رطوبت و فشار مکانیکی تخریب می‌شوند. تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) تغییرات اولیه در ماژول یا تغییر دمای انتقال شیشه‌ای را پس از آزمایش‌های فرسودگی/قرار گرفتن در معرض آب و هوا تشخیص می‌دهد و به BMW اجازه می‌دهد تا عمر مفید خودرو را پیش‌بینی کرده و از مشکلات گارانتی (مانند نشتی درزگیرها، صدای تق‌تق فضای داخلی، از بین رفتن چسب‌ها پس از ۵ تا ۱۰ سال) جلوگیری کند.
  • عملکرد ایمنی و عملکردی بحرانی: نمونه‌هایی از اجزای آزمایش‌شده تحت این استاندارد عبارتند از:
  • عناصر نصب موتور و عناصر نصب گیربکس (باید لرزش را بدون فرو ریختن در دماهای بالا ایزوله کنند).
  • درزگیرهای درب/ نوارهای هوابند (EPDM، TPE) (در دمای ۴۰- درجه انعطاف‌پذیر می‌مانند تا از ورود آب/سروصدا جلوگیری کنند).
  • چسب‌های ساختاری (حفظ استحکام چسب در دماهای مرتبط با ضربه و تحت بارهای دینامیکی).
  • پلاستیک‌های داخلی (جلوگیری از جیرجیر، تغییر شکل یا شکنندگی).
  • لایه‌های میراگر (مثلاً در سقف‌ها، کف‌ها) (به طور مؤثر نویز را در دماهای مختلف کنترل می‌کنند).

ماده‌ای که در آزمایش‌های استاتیک قابل قبول به نظر می‌رسد، اگر خواص ویسکوالاستیک آن خارج از محدوده‌های قابل قبول باشد، ممکن است در استفاده واقعی نتایج ضعیفی داشته باشد.

  • ثبات تأمین‌کننده و تضمین کیفیت: بی‌ام‌و مواد اولیه را از تأمین‌کنندگان متعددی در سطح جهان تهیه می‌کند. این استاندارد، پروتکل آزمایش (حالت، نرخ گرمایش، فرکانس، هندسه نمونه و غیره) را استاندارد می‌کند و نتایج قابل مقایسه را تضمین می‌کند.

به طور خلاصه، آزمایش‌های مکانیکی استاتیک به تنهایی برای پلیمرهای مورد استفاده در محیط خودرو کافی نیستند. تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) داده‌های مورد نیاز برای انتخاب، تأیید صلاحیت و کنترل موادی را که ایمنی، راحتی، کیفیت NVH، دوام و ریسک گارانتی پایین را ارائه می‌دهند، در اختیار BMW قرار می‌دهد.

در نتیجه، استاندارد BMW GS 97036 یک مشخصات خاص آزمایش مواد است که به تضمین قابلیت اطمینان و دوام قطعات پلاستیکی و لاستیکی در خودروهای BMW کمک می‌کند. این استاندارد مرجع مهمی برای توصیف رفتار ویسکوالاستیک در شرایط عملیاتی واقع‌بینانه است.

سال‌هاست که سازمان ما با تیم متخصص و باتجربه خود، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست را مطابق با استاندارد BMW GS 97036 ارائه می‌دهیم.

واتساپ