GMW 14093 Определение ударной вязкости пластмассовых деталей

Стандарт «GMW 14093 Ударопрочность пластиковых компонентов», разработанный компанией General Motors Worldwide (GMW), является инженерным стандартом, используемым для оценки способности пластиковых компонентов выдерживать ударные нагрузки в определенных условиях.

Данный стандарт предназначен для пластиковых компонентов, которые могут подвергаться ударным нагрузкам во время сборки, эксплуатации, технического обслуживания или повседневного использования транспортных средств. Его основная цель — определить, может ли пластиковый компонент поглотить заданное количество энергии удара без неприемлемого растрескивания, разрушения или других повреждений.

Пластиковые детали в автомобилях могут подвергаться внезапным механическим воздействиям. Примерами таких воздействий являются удары инструментов, багажа, предметов, перевозимых внутри автомобиля, процессы сборки или случайный контакт с пассажирами.

Пластиковый материал может обладать достаточной прочностью на растяжение или изгиб, но при этом плохо реагировать на внезапный удар. Следовательно, ударопрочность представляет собой отдельный аспект характеристик материала и компонента.

Стандарт GMW 14093 предусматривает контролируемую процедуру определения ударопрочности. Основной принцип заключается в приложении определенной энергии удара к образцу или компоненту и оценке его реакции. Этот стандарт применяется к пластиковым компонентам, которые могут подвергаться ударным нагрузкам.

Ударопрочность описывает способность материала или компонента выдерживать быстро приложенную механическую нагрузку без катастрофического разрушения. При ударе компонент должен поглотить энергию за очень короткий промежуток времени. В зависимости от состава пластика, температуры, геометрии, толщины, условий старения и технологического процесса, компонент может:

• Оно поглощает удар и остается целым.
• Оно деформируется, не растрескиваясь.
• Образуется трещина.
• Оно частично сломалось.
• Оно полностью сломалось.

Поэтому стандарт GMW 14093 особенно полезен для идентификации пластмасс, которые становятся хрупкими при определенных условиях окружающей среды или температуры.

В данном стандарте используются установки для испытаний на удар, при которых к испытуемому образцу прикладывается определенное количество энергии. Различные конфигурации устройств включают:

• Испытание методом падающего шара/падающего груза: В этой установке ударный груз поднимается на определенную высоту и отпускается, чтобы ударить по испытуемому образцу. Этот тип испытания позволяет контролировать интенсивность удара за счет массы и высоты падения.
• Испытание на удар маятником: Маятниковый молоток отпускается из заданного положения и ударяет по образцу. В маятниковой системе энергия удара зависит от массы, ускорения свободного падения, геометрии маятника и углового смещения.
• Удар стальным шариком: В предыдущих версиях также описывалась конфигурация со стальным шариком, где масса и высота падения использовались для определения требуемой энергии удара. Точное устройство и требования всегда следует брать из соответствующей редакции данного стандарта и соответствующего чертежа компонента или спецификации материала.

Ключевой особенностью стандарта GMW 14093 является возможность проведения испытаний на ударную прочность в различных условиях окружающей среды или температуры. Для различных условий испытаний определена следующая кодировка:

• Код 1: Испытание после заданного ускоренного старения.
• Код 2: Проверено при температуре приблизительно 23 градуса плюс-минус 5 градусов.
• Код 3: Подготовка организма при температуре приблизительно -30 градусов плюс-минус 3 градуса в течение 4 часов, затем немедленное тестирование.

Применимые температура, время выдержки, процедура старения и требования к ударной вязкости могут быть указаны в соответствующем техническом чертеже или спецификации материала. Это особенно важно, поскольку многие термопласты становятся значительно более хрупкими при низких температурах.

Энергия удара — один из ключевых параметров при испытаниях. Увеличение массы ударника или высоты падения увеличивает энергию, передаваемую компоненту. Это позволяет определить минимальную требуемую энергию удара для данного компонента.

Типичное инженерное требование концептуально выражается следующим образом: ударопрочность согласно стандарту GMW 14093, аппарат A, код 3, минимум 5 Дж. Такое определение указывает на испытательный аппарат, условия окружающей среды и минимальные требования к энергии удара.

В ходе испытаний компонент проверяется на наличие повреждений после удара. В зависимости от применимых технических характеристик изделия, оценка может включать в себя:

• растрескивание
• ломка
• разрыв
• Деформация
• Разделение компонента
• Повреждения в зоне удара
• Другие зарегистрированные типы отказов

Критерии приемки, как правило, определяются соответствующими компонентами, материалами или техническими характеристиками General Motors, а не только самим методом испытаний на ударную прочность.

Стандарт GMW 14093 считается важным по следующим причинам:

• Предотвращает хрупкие разрушения пластмасс: пластиковый компонент может казаться прочным при обычных механических испытаниях, но внезапно разрушиться при ударе. Этот стандарт помогает выявлять такие слабые места.
• Оценка характеристик при низких температурах: Низкие температуры могут значительно снизить прочность некоторых полимеров. Компонент, который удовлетворительно работает при комнатной температуре, может растрескаться при воздействии низких температур. Поэтому меры по обеспечению возможности работы при низких температурах являются важным фактором оценки реальной долговечности.
• Он помогает в выборе материалов: этот тест можно использовать при сравнении различных материалов, например:
  • Свойства полимеров
  • Составы смол
  • Добавки
  • Наполнители
  • Добавки
  • Красители
  • Условия обработки

Для компонентов, подверженных значительным механическим ударам, можно выбрать материал с лучшей ударопрочностью.

• Поддержка проектирования компонентов: ударопрочность зависит не только от материала, но и от геометрии компонента. Такие факторы могут влиять на то, как компонент будет реагировать на удар:
  • толщина стен
  • Ребрышки
  • углы
  • выступы
  • Резкие переходы
  • сварочные линии
  • точки крепления

Таким образом, данный стандарт предоставляет полезную информацию в процессе разработки и проверки компонентов.

• Повышает долговечность автомобиля: пластиковые детали широко используются в современных автомобилях. Примеры включают внутреннюю отделку, компоненты приборной панели, консоли, крышки, кронштейны, корпуса и различные внешние компоненты. Надежная защита от ударов помогает снизить вероятность повреждения компонентов в течение всего срока службы автомобиля.

Стандарт GMW 14093 является частью более широкого семейства требований General Motors к испытаниям материалов и компонентов. Он также заменяет ранее действовавший стандарт «GMI 60267 Определение ударопрочности пластиковых компонентов».

Стандарт GMW 14093 может применяться в различных областях производства автомобильных пластмасс, в том числе:

• Компоненты приборной панели
• Центральные консоли
• Дверные накладки
• Внутренние декоративные элементы
• Пластиковые колпачки
• Скобки
• стволы
• Защитные чехлы
• Компоненты багажного отделения
• Внешние пластиковые компоненты
• Другие пластиковые детали, подверженные ударным нагрузкам.

Реальная осуществимость зависит от чертежа компонента, спецификации материалов и инженерных требований General Motors.

В заключение следует отметить, что значение стандарта GMW 14093 выходит за рамки простого определения того, произошло ли разрушение пластиковой детали. Контролируя энергию удара, температуру, условия подготовки и конфигурацию испытаний, этот метод помогает инженерам оценивать целостность пластиковых компонентов в условиях, которые могут возникнуть во время эксплуатации транспортного средства.

Этот стандарт особенно ценен для выявления хрупкого поведения, оценки характеристик при низких температурах, сравнения материалов, поддержки проектирования компонентов, а также повышения долговечности и надежности автомобильных пластиковых деталей.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом GMW 14093.