فیات - تست مقاومت در برابر چرخه‌های حرارتی
آزمایش مقاومت در برابر چرخه حرارتی که توسط شرکت خودروسازی ایتالیایی-آمریکایی فیات کرایسلر (FCA) (که اکنون با نام استلانتیس شناخته می‌شود) توسعه داده شده است، یک آزمایش دوام محیطی است که در صنعت خودرو برای ارزیابی چگونگی مقاومت مواد، اجزا و قطعات داخلی و خارجی در برابر تغییرات مکرر دمای بالا و پایین در طول زمان استفاده می‌شود. این آزمایش اغلب به عنوان مرجع در مشخصات مواد و اجزای فیات برای تأیید دوام حرارتی طولانی مدت استفاده می‌شود.
قطعات خودرو در طول عمر وسیله نقلیه در معرض انبساط و انقباض حرارتی مداوم قرار دارند. یک قطعه ممکن است در معرض موارد زیر قرار گیرد:
- آغاز سرد زمستان
- گرمای خورشید تابستان
- شوک‌های حرارتی سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC)
- دمای محفظه موتور
- چرخه‌های مکرر پارکینگ و بار خورشیدی
آزمایش مقاومت در برابر چرخه حرارتی تأیید می‌کند که چرخه حرارتی مکرر باعث موارد زیر نمی‌شود:
- ترک خوردن
- شیب
- جداسازی لایه‌ها
- از دست دادن چسبندگی
- ناپایداری ابعادی
- سفید کردن سطح
- خرابی واشر
- خطای الکتریکی
- کاهش مقاومت مکانیکی
آزمایش مقاومت در برابر چرخه حرارتی به ویژه برای موارد زیر مهم است:
تابلوهای ابزار
- تزئینات داخلی
- اجزای چسبی
- محفظه‌های پلاستیکی
- ماژول‌های الکترونیکی
- قطعات رنگ شده
- مواد کامپوزیت
- مناطق استقرار کیسه هوا
- سیستم‌های روشنایی فضای باز
در اصل، در طول آزمایش، نمونه در معرض دماهای بسیار بالایی قرار می‌گیرد که طبق یک چرخه تعریف‌شده، به‌طور مکرر تغییر می‌کنند. یک چرخه حرارتی معمول شامل موارد زیر است:
- قرار گرفتن در معرض دمای پایین
- دوره گذار
- قرار گرفتن در معرض دمای بالا
- مرحله کنترل رطوبت اختیاری
- بازگشت به شرایط محیطی
انبساط و انقباض مکرر، تنش‌های ترمومکانیکی را در داخل ماده و در سطوح مشترک ایجاد می‌کند. در حالی که شرایط دقیق بسته به مشخصات اجزا متفاوت است، برنامه‌های رایج چرخه حرارتی خودرو فیات شامل موارد زیر است:
- دمای پایین: منفی ۳۰ درجه تا منفی ۴۰ درجه
- دمای بالا: +80 درجه تا +120 درجه
- تعداد چرخه‌ها: ۱۰-۱۰۰۰
- زمان انتظار: بین 30 دقیقه تا 8 ساعت
- نرخ گذار: کنترل‌شده یا طبیعی.
- رطوبت: اختیاری
- مدت زمان آزمایش: از چند روز تا چند هفته
یک مثال ساده شده به شرح زیر است:
- مرحله اول: به مدت ۲ ساعت در دمای -۴۰ درجه نگه دارید.
- مرحله دوم: بالا بردن تا +۹۰ درجه
- مرحله سوم: به مدت ۲ ساعت در دمای ۹۰+ درجه نگه دارید.
- مرحله چهارم: به دمای محیط برگردید.
- مرحله پنجم: این کار را به مدت ۵۰ چرخه تکرار کنید.
اجزایی که معمولاً ارزیابی می‌شوند عبارتند از:
- اجزای داخلی:
- اجزای پنل ابزار
- پنل‌های درب
- کنسول‌های مرکزی
- دسته صندلی
- سوراخ‌های تهویه
- پوشش تزئینی
- اجزای خارجی:
- محفظه‌های آینه
- مجموعه لامپ‌ها
- تامپون
- رنده
- پوشش‌های حسگر
- اجزای زیر کاپوت:
- اتصال دهنده ها
- عایق کابل
- مخازن ذخیره مایعات
- واحدهای کنترل الکترونیکی
حالت‌های اصلی خرابی بررسی‌شده به شرح زیر است:
- ترک خوردن: تنش حرارتی مکرر می‌تواند باعث شکستگی در پلاستیک‌های سفت و سخت شود.
- جداسازی لایه‌ها: مواد چند لایه به دلیل ضرایب انبساط حرارتی متفاوت می‌توانند از هم جدا شوند.
- خرابی چسب: اتصالات چسبی می‌توانند پس از استفاده دوره‌ای ضعیف شوند.
- تاب برداشتن: تغییر شکل ابعادی می‌تواند بر تلرانس‌های مونتاژ تأثیر بگذارد.
- عیوب سطحی: مشاهدات احتمالی شامل موارد زیر است:
- تاول
- تغییر روشنایی
- سفید کردن
- نشانه‌های فروپاشی
- خرابی‌های الکترونیکی: اتصالات لحیم‌کاری و مجموعه‌های برد مدار چاپی (PCB) می‌توانند به دلیل انبساط چرخه‌ای دچار خرابی شوند.
وسایل نقلیه مدرن شامل سیستم‌های پلیمری و چند ماده‌ای زیادی با رفتارهای انبساط حرارتی متفاوت هستند. به عنوان مثال، رفتارهای انبساط حرارتی مبتنی بر مواد به شرح زیر است:
- فولاد: انبساط کم.
- پلاستیک ABS: انبساط بیشتر.
- پلی‌پروپیلن: انبساط بسیار بالا.
- کامپوزیت‌های الیاف شیشه: انبساط جهت‌دار
وقتی به هم متصل می‌شوند، چرخه حرارتی تنش‌های داخلی ایجاد می‌کند. اگر آزمایش تأیید انجام نشود،
- ممکن است حفره‌هایی در پوشش ایجاد شود.
- بخیه‌های پارگی کیسه هوا ممکن است ضعیف شوند.
- قطعات الکترونیکی ممکن است زودتر از موعد خراب شوند.
- ممکن است نویز و صداهای کلیک مانندی ایجاد شود.
- ممکن است خاصیت ضد آب بودن به خطر بیفتد.
پس از آزمایش، اجزا از جنبه‌های زیر بررسی می‌شوند:
- نقص‌های بینایی
- عملکرد عملکردی
- ثبات ابعادی
- استحکام چسبندگی
- یکپارچگی مکانیکی
- پیوستگی الکتریکی
- نفوذ ناپذیری
در همین حال، بسیاری از مشخصات فیات موارد زیر را الزامی می‌دانند:
- نباید ترک‌های قابل مشاهده‌ای وجود داشته باشد.
- تغییر شکل دائمی نباید ناپدید شود.
- نباید هیچ اختلال عملکردی وجود داشته باشد.
مفاهیم آزمایش چرخه حرارتی نیز در استانداردهای زیر گنجانده شده است:
- ISO 16750 وسایل نقلیه جاده‌ای - شرایط محیطی و آزمایش‌ها برای تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
- J1455 شیوه‌های زیست‌محیطی توصیه‌شده برای طراحی تجهیزات الکترونیکی در کاربردهای وسایل نقلیه سنگین.
- IEC 60068-2-14 تست های محیطی - قسمت 2-14: آزمایش ها - تست N: تغییر دما
- LV124 قطعات الکتریکی و الکترونیکی در وسایل نقلیه موتوری تا 3,5 تن - الزامات عمومی، شرایط آزمایش و روش‌های آزمایش
- قطعات خودرو PV1200 - آزمایش دوام در چرخه محیطی (80 درجه / -40 درجه)
- GS 95024 قطعات الکتریکی و الکترونیکی در وسایل نقلیه موتوری - الزامات و آزمایش‌های زیست‌محیطی
مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر چرخه حرارتی در واقع مفاهیم متفاوتی هستند. اساساً، مقاومت حرارتی به موارد زیر اشاره دارد:
- دمای بالا به طور مداوم
- پایداری حرارتی را ارزیابی می‌کند.
- قرار گرفتن در معرض استاتیک
- متمرکز بر پیری
در مقابل، مقاومت در برابر چرخه حرارتی به موارد زیر اشاره دارد:
- تغییرات مکرر دما
- رفتار خستگی را ارزیابی می‌کند.
- نوردهی پویا
- تمرکز بر انبساط/انقباض.
یک ماده می‌تواند گرمای ثابت را تحمل کند اما ممکن است تحت خستگی چرخه حرارتی مکرر، همچنان دچار شکست شود.
آزمایش مقاومت در برابر چرخه حرارتی بسیار مهم تلقی می‌شود زیرا سال‌ها کارکرد واقعی خودرو را در یک بازه زمانی فشرده آزمایشگاهی شبیه‌سازی می‌کند. این آزمایش به تولیدکنندگان به روش‌های زیر کمک می‌کند:
- پیش‌بینی تاب‌آوری بلندمدت
- بهبود انتخاب مواد
- تأیید سیستم‌های چسب
- جلوگیری از ادعاهای گارانتی
- برای تضمین امنیت مسافران.
- حفظ دقت ابعادی
- افزایش قابلیت اطمینان در آب و هوای جهانی
برای برنامه‌های احراز صلاحیت فیات، چرخه حرارتی یک آزمایش اساسی تأیید دوام محیطی برای قطعات داخلی و خارجی خودرو در نظر گرفته می‌شود.
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 یاری می‌رساند. در این چارچوب، ما خدمات تست مقاومت چرخه حرارتی را نیز به مشاغل ارائه می‌دهیم.
