Fiat - Тест на устойчивость к термическим циклам

Разработанный итало-американской автомобильной компанией Fiat Chrysler Automobiles (FCA) (ныне Stellantis), тест на термостойкость — это тест на устойчивость к воздействию окружающей среды, используемый в автомобильной промышленности для оценки того, как материалы, компоненты, а также детали интерьера и экстерьера выдерживают многократные перепады высоких и низких температур в течение длительного времени. Этот тест часто используется в качестве эталона в технических характеристиках материалов и компонентов Fiat для проверки долговременной термостойкости.

Автомобильные детали подвергаются непрерывному термическому расширению и сжатию на протяжении всего срока службы автомобиля. Компонент может подвергаться следующим воздействиям:

• Холодное начало зимы
• Летнее солнце согревает
• термические удары в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК).
• температура в моторном отсеке
• Повторяющиеся циклы парковки и солнечной нагрузки

Испытания на термоциклическую стойкость подтверждают, что многократные термоциклические циклы не вызывают следующих проблем:

• растрескивание
• тент
• Разделение слоев
• Потеря адгезии
• Нестабильность размеров
• Отбеливание поверхности
• Неисправность прокладки
• Электрическая неисправность
• Сниженная механическая прочность

Проверка устойчивости к термическим циклам особенно важна для:

приборные панели

• Интерьер салона
• Склеенные компоненты
• Пластиковые корпуса
• Электронные модули
• Окрашенные детали
• Композитные материалы
• зоны срабатывания подушек безопасности
• системы наружного освещения

В принципе, в процессе испытаний образец подвергается воздействию экстремальных температур, которые многократно изменяются в соответствии с заданным циклом. Типичный термический цикл включает в себя:

• Воздействие низких температур
• Переходный период
• Воздействие высокой температуры
• Дополнительный этап регулирования влажности
• Возвращение к условиям окружающей среды

Многократное расширение и сжатие создают термомеханические напряжения внутри материала и на границах раздела. Хотя точные условия варьируются в зависимости от технических характеристик компонента, распространенные программы термоциклирования в автомобилях Fiat включают в себя:

• Минимальная температура: от минус 30 до минус 40 градусов.
• Высокая температура: от +80 до +120 градусов
• Количество циклов: 10-1000
• Время ожидания: от 30 минут до 8 часов.
• Скорость перехода: контролируемая или естественная.
• Влажность: по желанию
• Продолжительность тестирования: от нескольких дней до нескольких недель.

Упрощенный пример выглядит следующим образом:

• Шаг первый: Выдерживать при температуре -40 градусов в течение 2 часов.
• Второй шаг: повышение температуры до +90 градусов.
• Третий шаг: Выдерживать при температуре +90 градусов в течение 2 часов.
• Четвертый шаг: вернуться к комнатной температуре.
• Шаг пятый: Повторите 50 циклов.

Обычно оцениваются следующие компоненты:

• Внутренние компоненты:
  • Компоненты приборной панели
  • Дверные панели
  • Центральные консоли
  • Подлокотники
  • Вентиляционные отверстия
  • Декоративное покрытие
• Внешние компоненты:
  • Корпуса зеркал
  • Ламповые сборки
  • Тампоны
  • решетки
  • Крышки датчиков
• Компоненты под капотом:
  • Крепеж
  • Изоляция кабеля
  • резервуары для хранения жидкостей
  • Электронные блоки управления

Основные рассмотренные виды отказов следующие:

• Растрескивание: Повторяющиеся термические напряжения могут вызывать разрушение жестких пластмасс.
• Разделение слоев: Многослойные материалы могут разделяться из-за различий в коэффициентах теплового расширения.
• Разрушение клеевого соединения: Клеевые соединения могут ослабевать после циклической эксплуатации.
• Деформация: Изменение размеров может повлиять на допуски при сборке.
• Дефекты поверхности: Возможные признаки включают:
  • образование пузырей
  • Изменение яркости
  • Отбеливание
  • Признаки обрушения
• Электронные неисправности: Паяные соединения и печатные платы могут выходить из строя из-за циклического расширения.

В современных автомобилях используется множество полимерных и многокомпонентных систем с различными характеристиками теплового расширения. Например, характеристики теплового расширения в зависимости от материала следующие:

• Сталь: низкое расширение.
• АБС-пластик: обладает более высоким коэффициентом теплового расширения.
• Полипропилен: обладает очень высокой степенью расширения.
• Композиты из стекловолокна: направленное расширение

При соединении деталей термические циклы создают внутренние напряжения. Если не проводится контрольное тестирование,

• В покрытии могут образовываться пустоты.
• Швы, соединяющие подушки безопасности с поверхностью, могут ослабеть.
• Электронные компоненты могут преждевременно выйти из строя.
• Могут возникать шумы и щелчки.
• Гидроизоляция может быть нарушена.

После тестирования компоненты анализируются со следующих точек зрения:

• Визуальные дефекты
• Функциональные характеристики
• Стабильность размеров
• Прочность сцепления
• Механическая целостность
• Электрическая непрерывность
• непроницаемость

Между тем, для многих комплектаций Fiat требуются следующие характеристики:

• Не должно быть видимых трещин.
• Постоянная деформация не должна исчезнуть.
• Функциональных нарушений быть не должно.

Концепции испытаний на циклы нагрева также включены в следующие стандарты:

• ISO 16750 Дорожные транспортные средства – Условия окружающей среды и испытания электрического и электронного оборудования.
• J1455 Рекомендации по экологическим методам проектирования электронного оборудования для тяжелых транспортных средств.
• IEC 60068-2-14 Экологические испытания. Часть 2-14. Испытания. Испытание N: Изменение температуры.
• LV124 Электрические и электронные компоненты в автотранспортных средствах массой до 3,5 тонн — Общие требования, условия и методы испытаний.
• Автомобильные детали PV1200 — Испытание на долговечность в условиях окружающей среды (80 градусов / -40 градусов)
• GS 95024 Электрические и электронные компоненты в автомобилях — Экологические требования и испытания

Термостойкость и термостойкость — это, по сути, разные понятия. Термостойкость включает в себя следующее:

• Постоянно высокая температура
• Он оценивает термическую стабильность.
• Статическая экспозиция
• Сосредоточены на проблемах старения

В отличие от этого, устойчивость к тепловым циклам подразумевает следующее:

• Повторяющиеся изменения температуры
• Он оценивает поведение, связанное с усталостью.
• Динамическая экспозиция
• Сосредоточены на расширении/сокращении.

Материал может выдерживать постоянную температуру, но при этом может разрушиться в результате многократных циклов термической усталости.

Испытания на термостойкость считаются критически важными, поскольку они имитируют многолетнюю эксплуатацию реальных автомобилей в сжатые лабораторные сроки. Это помогает производителям следующим образом:

• Прогнозирование долгосрочной устойчивости
• Улучшение выбора материалов
• Проверка клеевых систем
• Предотвращение гарантийных претензий
• Для обеспечения безопасности пассажиров.
• Поддержание точности размеров
• Повышение надежности в условиях глобального климата

В рамках квалификационных программ Fiat термическое циклирование считается фундаментальным испытанием на устойчивость к воздействию окружающей среды как для внутренних, так и для внешних автомобильных компонентов.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и оказывает помощь в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию термостойкости.