GMW 14093 Oznaczanie udarności elementów z tworzyw sztucznych

GMW 14093 Oznaczanie udarności elementów z tworzyw sztucznych

Norma „GMW 14093 Odporność na uderzenia elementów z tworzyw sztucznych” została opracowana przez General Motors Worldwide (GMW) i jest normą inżynierską służącą do oceny zdolności elementów z tworzyw sztucznych do wytrzymywania sił uderzenia w określonych warunkach.

GMW 14093 Oznaczanie udarności elementów z tworzyw sztucznych

Niniejsza norma dotyczy elementów z tworzyw sztucznych, które mogą być narażone na uderzenia podczas montażu, eksploatacji, konserwacji lub codziennego użytkowania pojazdu. Jej głównym celem jest określenie, czy element z tworzywa sztucznego może pochłonąć określoną ilość energii uderzenia bez niedopuszczalnych pęknięć, złamań lub innych uszkodzeń.

Elementy plastikowe w samochodach mogą być narażone na nagłe siły mechaniczne. Przykładami mogą być uderzenia spowodowane narzędziami, bagażem, przedmiotami przewożonymi w pojeździe, procesami montażu lub przypadkowym kontaktem z pasażerami pojazdu.

Tworzywo sztuczne może mieć wystarczającą wytrzymałość na rozciąganie lub zginanie, ale nadal słabo znosić nagłe uderzenia. Dlatego odporność na uderzenia stanowi odrębny aspekt wydajności materiału i komponentu.

Norma GMW 14093 określa kontrolowaną procedurę określania odporności na uderzenia. Podstawową zasadą jest przyłożenie określonej energii uderzenia do badanej próbki lub elementu i ocena jego reakcji. Norma ta ma zastosowanie do elementów z tworzyw sztucznych, które mogą być narażone na naprężenia udarowe.

Odporność na uderzenia opisuje zdolność materiału lub elementu do wytrzymania szybko działającego obciążenia mechanicznego bez katastrofalnego uszkodzenia. Podczas uderzenia element musi pochłonąć energię w bardzo krótkim czasie. W zależności od składu tworzywa sztucznego, temperatury, geometrii, grubości, stanu starzenia i procesu produkcyjnego, element może:

  • Absorbuje siłę uderzenia i pozostaje nienaruszona.
  • Odkształca się, nie pękając.
  • Powstaje pęknięcie.
  • Łamie się częściowo.
  • Zepsuło się całkowicie.

Norma GMW 14093 jest zatem szczególnie przydatna do identyfikacji tworzyw sztucznych, które stają się kruche w określonych warunkach środowiskowych lub temperaturowych.

W niniejszej normie stosuje się układy do badań udarności, w których do badanego elementu przykładana jest określona ilość energii. Różne konfiguracje urządzeń obejmują:

  • Test ze spadającą kulą/ciężarem: W tym układzie masa uderzeniowa jest podnoszona na określoną wysokość i zwalniana, aby uderzyć w badany element. Ten rodzaj testu pozwala na kontrolę intensywności uderzenia poprzez masę i wysokość upadku.
  • Test uderzenia wahadłowego: Młot wahadłowy jest uwalniany z ustalonego położenia i uderza w badany element. W układzie wahadłowym energia uderzenia jest związana z masą, przyspieszeniem grawitacyjnym, geometrią wahadła i przemieszczeniem kątowym.
  • Uderzenie stalową kulką: Poprzednie wersje opisują również konfigurację stalowej kuli, w której masa i wysokość upadku służą do określenia wymaganej energii uderzenia. Dokładne urządzenie i wymagania należy zawsze zaczerpnąć z odpowiedniej wersji niniejszej normy oraz powiązanego rysunku komponentu lub specyfikacji materiałowej.

Kluczową cechą normy GMW 14093 jest możliwość przeprowadzania badań udarności w różnych warunkach środowiskowych i temperaturowych. Dla różnych warunków badania zdefiniowano następujące kody:

  • Kod 1: Test po określonym przyspieszonym starzeniu.
  • Kod 2: Testowano w temperaturze około 23 stopni plus/minus 5 stopni.
  • Kod 3: Kondycjonowanie w temperaturze około -30 stopni plus/-3 stopnie przez 4 godziny, następnie natychmiastowe testowanie.

Odpowiednią temperaturę, czas kondycjonowania, procedurę starzenia i wymagania dotyczące udarności można określić w odpowiednim rysunku technicznym lub specyfikacji materiałowej. Jest to szczególnie ważne, ponieważ wiele tworzyw termoplastycznych staje się znacznie bardziej kruchych w niskich temperaturach.

Energia uderzenia jest jednym z kluczowych parametrów w testach. Zwiększenie masy elementu uderzającego lub wysokości spadania zwiększa energię przekazywaną na element. Pozwala to określić minimalną energię uderzenia wymaganą dla danego elementu.

Typowy wymóg inżynieryjny jest koncepcyjnie wyrażony jako: Odporność na uderzenia zgodnie z normą GMW 14093, Urządzenie A, Kod 3, minimum 5 J. Ten typ definicji określa urządzenie testowe, warunki środowiskowe i minimalne wymagania dotyczące energii uderzenia.

Podczas badania ewaluacyjnego komponent jest sprawdzany pod kątem uszkodzeń powstałych w wyniku uderzenia. W zależności od specyfikacji produktu, ocena może obejmować:

  • Pękanie
  • łamanie
  • pęknięcie
  • Odkształcenie
  • Separacja składnika
  • Uszkodzenia w okolicy strefy uderzenia
  • Inne zgłoszone typy awarii

Kryteria akceptacji są na ogół ustalane na podstawie odpowiednich specyfikacji technicznych, materiałów lub podzespołów General Motors, a nie wyłącznie na podstawie samej metody badania odporności na uderzenia.

Normę GMW 14093 uważa się za ważną z następujących powodów:

  • Zapobiega kruchym pęknięciom plastiku: Element z tworzywa sztucznego może wydawać się wytrzymały w konwencjonalnych testach mechanicznych, ale może nagle ulec uszkodzeniu pod wpływem uderzenia. Niniejsza norma pomaga zidentyfikować takie słabości.
  • Ocenia właściwości użytkowe w niskich temperaturach: Niskie temperatury mogą znacząco obniżyć wytrzymałość niektórych polimerów. Komponent, który zachowuje się zadowalająco w temperaturze pokojowej, może pęknąć pod wpływem niskich temperatur. Dlatego też warunki kondycjonowania w niskich temperaturach stanowią istotną ocenę trwałości w warunkach rzeczywistych.
  • Wspomaga dobór materiałów: Test ten można stosować przy porównywaniu różnych materiałów, takich jak:
    • Jakość polimerów
    • Formuły żywiczne
    • Dodatki
    • Wypełniacze
    • Suplementy
    • Barwniki
    • Warunki przetwarzania

W przypadku podzespołów narażonych na znaczne wstrząsy mechaniczne można wybrać materiał o lepszej odporności na uderzenia.

  • Wspiera projektowanie komponentów: Odporność na uderzenia zależy nie tylko od materiału, ale również od geometrii komponentu. Czynniki takie jak te mogą wpływać na reakcję komponentu na uderzenie:
    • grubość ścianki
    • Żeberka
    • rogi
    • występy
    • Ostre przejścia
    • linie spawalnicze
    • Punkty montażowe

Dlatego też norma ta dostarcza użytecznych informacji podczas opracowywania i walidacji komponentów.

  • Zwiększa trwałość pojazdu: Elementy plastikowe są szeroko stosowane w nowoczesnych pojazdach. Przykładami są elementy wykończenia wnętrza, elementy deski rozdzielczej, konsole, osłony, wsporniki, obudowy i różne elementy zewnętrzne. Niezawodna odporność na uderzenia pomaga zmniejszyć prawdopodobieństwo uszkodzenia elementów w całym okresie eksploatacji pojazdu.

Norma GMW 14093 jest częścią szerszej rodziny wymagań General Motors dotyczących testowania materiałów i komponentów. Zastępuje ona również wcześniejszą normę „GMI 60267 Określanie odporności na uderzenia komponentów z tworzyw sztucznych”.

Norma GMW 14093 może być stosowana w wielu zastosowaniach tworzyw sztucznych w motoryzacji, w tym:

  • Elementy deski rozdzielczej
  • Konsole środkowe
  • Listwy drzwiowe
  • Elementy wykończenia wnętrza
  • Nakrętki plastikowe
  • Nawiasy
  • kąpielówki
  • Pokrowce ochronne
  • Elementy bagażnika
  • Zewnętrzne elementy plastikowe
  • Inne części z tworzyw sztucznych narażone na naprężenia uderzeniowe

Rzeczywista wykonalność zależy od rysunku komponentu, specyfikacji materiału i wymagań technicznych General Motors.

Podsumowując, znaczenie normy GMW 14093 wykracza poza samo określenie, czy element z tworzywa sztucznego uległ pęknięciu. Kontrolując energię uderzenia, temperaturę, warunki i konfigurację testu, metoda ta pomaga inżynierom ocenić integralność elementów z tworzywa sztucznego w warunkach, jakie mogą wystąpić podczas użytkowania pojazdu.

Norma ta jest szczególnie przydatna w przypadku identyfikowania kruchości, oceny zachowania w niskich temperaturach, porównywania materiałów, wspomagania projektowania podzespołów oraz zwiększania trwałości i niezawodności plastikowych części samochodowych.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą GMW 14093.

WhatsApp