GMW 14695 Определение прочности сцепления войлока и аналогичных материалов

Стандарт «GMW 14695 Определение прочности сцепления войлока и аналогичных материалов», разработанный компанией General Motors Worldwide (GMW), представляет собой метод испытаний, используемый для определения прочности сцепления войлока и аналогичных волокнистых материалов. Этот метод особенно важен для автомобильных материалов, таких как нетканые материалы, волокнистый войлок, акустические материалы, изоляционные слои и другие волокнистые структуры, используемые в салонах и компонентах автомобилей.

Данный тест оценивает, насколько прочно волокна внутри материала удерживаются вместе при воздействии растягивающей силы. Это отличается от проверки адгезии между двумя отдельными материалами: стандарт GMW 14695 в первую очередь оценивает внутреннюю целостность или когезию самого материала.

Основная цель стандарта GMW 14695 — определить, обладает ли войлок или аналогичный волокнистый материал достаточной внутренней прочностью сцепления, чтобы выдерживать механические нагрузки, возникающие при производстве, сборке и обслуживании транспортных средств. Материал может иметь приемлемый внешний вид и толщину, но при этом обладать плохой внутренней когезией. Если волокна слишком легко разделяются, это может привести к следующим проблемам:

• Оно может быть разделено на внутренние слои или на отдельные слои.
• В процессе обработки может происходить осыпание волокон.
• Оно может потерять свою структурную целостность.
• В процессе сборки могут выявиться слабые места.
• Оно может демонстрировать нежелательные акустические или теплоизоляционные характеристики.
• Во время транспортировки или использования устройство может выйти из строя.

Стандарт GMW 14695 предусматривает контролируемый метод измерения этого поведения.

Прочность сцепления — это сила, необходимая для разрушения внутренней структуры материала. Например, в войлоке множество волокон механически переплетены и/или скреплены между собой. При приложении растягивающей силы волокна сопротивляются разделению. Чем выше сила, необходимая для разрушения внутренней структуры, тем выше прочность сцепления материала.

Это различие важно по следующим причинам:

• Прочность сцепления: внутреннее сопротивление материала.
• Прочность сцепления: Степень сцепления между двумя различными материалами.
• Предел прочности на растяжение: сопротивление образца разрушению при растяжении.
• Устойчивость к отслаиванию: Устойчивость к расслоению при отслаивании.

Стандарт GMW 14695 конкретно касается прочности сцепления таких материалов, как войлок.

Этот метод в основном применяется для войлока и подобных волокнистых материалов. Примерами могут служить:

• Автомобильные теплоизоляционные войлоки
• Нетканые волокнистые материалы
• Сетки из полиэфирного волокна
• Акустическая изоляция
• Материалы для подложки под ковровое покрытие
• Подложка для пола
• Впитывающие материалы на основе волокон
• Теплоизоляционные материалы
• Композитные волокнистые материалы

В документах об аккредитации лаборатории также определяется стандарт GMW 14695 для испытаний таких материалов, как пенополиуретановые вспененные пластмассы, полиэфиры, волокнистые наполнители и композиты.

Основной принцип относительно прост. Из материала изготавливается образец для испытаний, который закрепляется таким образом, чтобы к поверхностям материала можно было приложить растягивающую нагрузку. Затем образец растягивается в контролируемых условиях до тех пор, пока не разрушится внутренняя волокнистая структура. Например, определяется растягивание двух поверхностей волокнистой сетки со скоростью 25 мм/мин и регистрация максимальной нагрузки, при которой нарушается сцепление. Полученная максимальная сила дает представление о прочности сцепления материала. В зависимости от исследуемого материала, размеры образца, условия подготовки, конфигурация оборудования и требования к отчетности должны быть взяты непосредственно из соответствующего контролируемого экземпляра стандарта.

Как правило, при проведении тестов выполняются следующие этапы:

• Шаг 1. Подготовка образцов: Точные образцы вырезаются из войлока или волокнистого материала. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить структуру волокон во время резки, поскольку случайное повреждение может привести к искусственно заниженным результатам.
• Этап 2. Подготовка: Перед тестированием образцы можно подготовить в определенных лабораторных условиях. Это важно, поскольку на волокнистые материалы могут влиять следующие факторы:
  • температура
  • Ни
  • содержание влаги
  • Материальная история
• Шаг 3. Сборка: Образец устанавливается на соответствующее приспособление для испытаний на растяжение. Приспособление должно надежно удерживать материал, не вызывая преждевременного разрушения в точке соприкосновения.
• Шаг 4. Растягивающая нагрузка: Испытательная машина прикладывает контролируемую растягивающую силу. По мере растяжения образца внутренняя волоконная сеть начинает расходиться.
• Этап 5. Разрушение: Испытание продолжается до тех пор, пока не разрушится когезионная структура материала. Регистрируется максимальная сила, связанная с когезионным разрушением.
• Шаг 6. Оценка: Результат сравнивается с соответствующими техническими характеристиками материала или инженерными требованиями.

Как правило, тестовая установка включает в себя следующее:

• Универсальная машина для испытаний на растяжение
• Подходящие держатели или крепления
• Образец оборудования для резки
• Измерительные приборы
• Оборудование для кондиционирования воздуха, если необходимо.
• Система сбора данных / программное обеспечение

Испытательная машина на растяжение должна обеспечивать заданную скорость приложения нагрузки и точно регистрировать усилие в момент разрушения.

Наиболее важным результатом является сила, необходимая для возникновения внутреннего адгезионного разрушения. Однако более высокое числовое значение не всегда означает лучшее применение. Требуемое значение зависит от конструкции компонента и соответствующих технических характеристик материала General Motors.

Стандарт GMW 14695 важен, поскольку автомобильные волокнистые материалы могут подвергаться значительным механическим нагрузкам и эксплуатационным напряжениям. В автомобилестроении материалы могут подвергаться следующим воздействиям:

• Резка
• формирование
• Ламинирование
• Формирование
• компрессия
• Шитье
• Вставка
• Размещение за декоративными панелями

Низкая прочность сцепления может привести к повреждениям в процессе эксплуатации. В процессе работы материал также может подвергаться вибрации, сжатию, перепадам температуры и многократным механическим нагрузкам. Следовательно, достаточная прочность сцепления помогает обеспечить сохранность материала на протяжении всего предполагаемого срока службы.

Стандарт GMW 14695 особенно важен для материалов, используемых для снижения шума, вибрации и жесткости (NVH). Волокнистые материалы широко используются в следующих областях:

• Изоляция приборной панели
• теплоизоляция пола
• ковровые системы
• теплоизоляция двери
• Системы потолков/потолочных плит
• Теплоизоляция багажа
• Изоляция колесной базы
• Акустические поглотители
• Тепловые/акустические барьеры

Если волокнистый акустический материал теряет свою внутреннюю целостность, его физические и акустические свойства могут измениться. Поэтому испытания на прочность сцепления могут быть частью более широкой программы проверки качества материала.

Прочность сцепления и разделение адгезионных связей особенно важны при интерпретации протоколов испытаний. При ламинировании автомобильного уплотнения на пластиковую пленку возможны два различных типа отказов:

• Нарушение адгезии: войлок отделяется от пластиковой пленки.
• Нарушение сцепления: войлок рвется или отделяется от внутренней стороны.

Стандарт GMW 14695 рассматривает второй тип поведения, а именно внутреннюю когезию войлока или аналогичного материала. Поэтому этот метод часто классифицируется наряду с другими испытаниями на механическую прочность и прочность сцепления в контексте автомобильных лабораторных исследований.

На результаты измерений прочности сцепления могут влиять несколько факторов:

• Состав волокон: полиэстер, полипропилен, шерсть, переработанные волокна и смешанные волокна могут иметь значительно различающиеся внутренние прочностные характеристики.
• Ориентация волокон: Производственные процессы могут обеспечивать преимущественную ориентацию волокон, что приводит к различным прочностным свойствам в разных направлениях.
• Состав связующего вещества: В некоторых нетканых материалах для усиления сцепления между волокнами используются химические или термические связующие вещества.
• Плотность: Изменения плотности материала могут влиять на количество и взаимодействие волокон внутри структуры.
• Влага: Влага может влиять на определенные типы волокон и связующие системы.
• Технологический процесс производства: иглопробивание, термосклеивание, склеивание смолой и другие процессы позволяют создавать различные внутренние структуры.
• Толщина: Толщина и структура материала могут влиять на результат измерения и его нормализацию.

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 14695.