BMW GS 97036 Phân tích cơ học động (DMA) trên polyme và chất kết dính

Tiêu chuẩn “BMW GS 97036 Phân tích cơ học động (DMA) trên polyme và chất kết dính”, do BMW, một nhà sản xuất ô tô đa quốc gia, phát triển, mô tả các yêu cầu và quy trình thử nghiệm để thực hiện phân tích cơ học động (DMA) hoặc phân tích nhiệt cơ học động (DMTA) trên các vật liệu polyme, chất đàn hồi, chất dẻo, chất kết dính và các thành phần liên quan được sử dụng trong xe BMW.

Phân tích cơ học động (DMA) là một kỹ thuật kiểm tra vật liệu được sử dụng rộng rãi, đo lường các đặc tính đàn hồi nhớt của vật liệu khi nó biến dạng dưới tác động của ứng suất tuần hoàn (dao động). Được thực hiện bằng cách tác dụng một lực (hoặc ứng suất) hình sin trong khi thay đổi nhiệt độ, tần số hoặc thời gian, thử nghiệm này tiết lộ các đặc tính cơ bản sau:

• Mô-đun lưu trữ: Biểu thị thành phần đàn hồi (độ cứng).
• Môđun tổn hao biểu thị thành phần nhớt (thành phần tiêu tán năng lượng).
• Hệ số tổn hao: Tỷ lệ giữa mô đun tổn hao và mô đun lưu trữ cho biết hành vi giảm chấn và các quá trình chuyển tiếp như nhiệt độ chuyển pha thủy tinh.

Những đặc tính này rất quan trọng đối với các ứng dụng trong ngành ô tô vì polyme trong xe phải chịu được sự thay đổi nhiệt độ, rung động, tải trọng cơ học và ảnh hưởng của môi trường trong khi vẫn duy trì hiệu suất của chúng (ví dụ: trong gioăng, trang trí nội thất, chất kết dính, các bộ phận giảm chấn, ống dẫn hoặc ốc vít).

Tiêu chuẩn BMW GS 97036 phù hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn quốc tế như tiêu chuẩn “ISO 6721 Nhựa - Xác định các đặc tính cơ học động” do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) phát triển.

Các phương pháp thử nghiệm thường bao gồm các chế độ kéo, nén, cắt, uốn hoặc xoắn. ​​Xoắn thường được đề cập trong mô tả phòng thí nghiệm đối với các bài kiểm tra đánh giá chất lượng của BMW. Các thông số đo điển hình bao gồm:

• nhiệt độ chuyển pha thủy tinh
• Đường cong mô đun phụ thuộc nhiệt độ
• Hành vi giảm xóc
• Chuyển tiếp thứ cấp
• Điểm yếu hoặc điểm dễ vỡ

Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng vật liệu được sử dụng để kiểm tra hàng hóa nhập khẩu, phân tích lỗi và phê duyệt các hợp chất polymer (ví dụ: gioăng cao su EPDM, nhựa nội thất, chất kết dính cấu trúc) từ nhà cung cấp.

Nhiều phòng thí nghiệm kiểm định độc lập cấp phép hoặc chứng nhận để thực hiện kiểm định theo tiêu chuẩn BMW GS 97036. Đây là một phần trong quy trình đảm bảo chất lượng nhà cung cấp của BMW, và vật liệu phải đáp ứng tiêu chuẩn này mới được chấp thuận sử dụng trong các công cụ sản xuất.

Bảng dữ liệu vật liệu cho các hợp chất như EPDM chống cháy hoặc các chất đàn hồi khác thường liệt kê sự tuân thủ tiêu chuẩn này, nêu rõ các giá trị như nhiệt độ chuyển pha thủy tinh khoảng âm 64 độ đối với các loại nhiệt độ thấp cụ thể.

Tiêu chuẩn BMW GS 97036 là cần thiết vì các phương tiện hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu polymer (nhựa, chất đàn hồi/cao su, chất kết dính, vật liệu composite, các bộ phận giảm chấn, gioăng, vật liệu trang trí nội thất, ống dẫn, ốc vít) phải hoạt động đáng tin cậy trong nhiều điều kiện thực tế khắc nghiệt.

Khác với các thử nghiệm tĩnh đơn giản (ví dụ: độ bền kéo ở nhiệt độ phòng), phân tích cơ học động (DMA), phương pháp được mô tả trong tiêu chuẩn này, cung cấp thông tin quan trọng về hành vi đàn hồi nhớt theo thời gian, nhiệt độ và tần số. Điều này trực tiếp giải quyết các thách thức cơ bản trong kỹ thuật ô tô và độ tin cậy.

Những lý do chính dẫn đến việc xây dựng và triển khai tiêu chuẩn này như sau:

• Biến đổi nhiệt độ khắc nghiệt trong quá trình vận hành xe: Xe trải qua sự dao động nhiệt độ lớn: ví dụ, khoang động cơ có thể đạt ít nhất 120-150 độ, gầm xe và khu vực ống xả trở nên rất nóng, và nội thất đạt nhiệt độ từ -40 độ (khởi động lạnh vào mùa đông) đến +80-90 độ (cabin để ngoài nắng vào mùa hè). Nhiều polyme trải qua những thay đổi mạnh mẽ gần nhiệt độ chuyển pha thủy tinh. Dưới nhiệt độ chuyển pha thủy tinh, chúng trở nên giòn, và trên nhiệt độ đó, chúng trở nên mềm và dính. Phân tích cơ học động (DMA) xác định chính xác nhiệt độ chuyển pha thủy tinh, các chuyển pha thứ cấp và phạm vi nhiệt độ sử dụng được, ngăn ngừa các hư hỏng không mong muốn (nứt gioăng vào mùa đông, chảy xệ các bộ phận nội thất trong thời tiết nóng).
• Rung động và tải trọng động: Động cơ, hệ thống truyền động, tác động từ mặt đường và rung động của khung gầm tạo ra tải trọng chu kỳ lên các bộ phận trên một dải tần số rộng. DMA định nghĩa các giá trị sau:
• Mô-đun lưu trữ (độ cứng trong điều kiện động)
• Môđun tổn hao và hệ số tổn hao (giảm chấn/tiêu tán năng lượng)

Điều này rất cần thiết cho hiệu suất NVH (tiếng ồn, độ rung, độ xóc), độ bền của các bộ phận cách ly rung động và các chi tiết cố định, độ bám dính của chất kết dính dưới tác động của sự mỏi vật liệu, và việc ngăn ngừa các vấn đề cộng hưởng.

• Độ bền lâu dài và sự lão hóa: Các polyme bị xuống cấp theo thời gian do nhiệt độ, tia cực tím, ozone, hóa chất (dầu, nhiên liệu, chất tẩy rửa), độ ẩm và ứng suất cơ học. Phân tích cơ học động (DMA) phát hiện những thay đổi sớm trong mô-đun hoặc sự thay đổi nhiệt độ chuyển tiếp của kính sau các thử nghiệm lão hóa/tiếp xúc với thời tiết, cho phép BMW dự đoán tuổi thọ của xe và ngăn ngừa các vấn đề bảo hành (ví dụ: gioăng bị rò rỉ, nội thất kêu lạch cạch, chất kết dính bị hỏng sau 5-10 năm).
• Hiệu suất chức năng và an toàn quan trọng: Ví dụ về các linh kiện được kiểm tra theo tiêu chuẩn này bao gồm:
• Các chi tiết lắp đặt động cơ và các chi tiết lắp đặt hộp số (phải cách ly rung động mà không bị sụp đổ ở nhiệt độ cao).
• Gioăng cửa / dải kín khí (EPDM, TPE) (vẫn giữ được độ dẻo ở -40 độ để ngăn nước xâm nhập / tiếng ồn).
• Keo dán kết cấu (duy trì độ bền kết dính ở nhiệt độ tác động và dưới tải trọng động).
• Các chi tiết nhựa bên trong (ngăn ngừa tiếng kêu cót két, biến dạng hoặc giòn).
• Các lớp giảm chấn (ví dụ: trong trần nhà, sàn nhà) (giúp kiểm soát tiếng ồn hiệu quả ở các nhiệt độ khác nhau).

Một vật liệu có vẻ đạt yêu cầu trong các thử nghiệm tĩnh có thể cho kết quả kém trong sử dụng thực tế nếu các đặc tính đàn hồi nhớt của nó nằm ngoài giới hạn cho phép.

• Tính nhất quán của nhà cung cấp và đảm bảo chất lượng: BMW thu mua nguyên vật liệu từ nhiều nhà cung cấp trên toàn cầu. Tiêu chuẩn này chuẩn hóa quy trình thử nghiệm (chế độ, tốc độ gia nhiệt, tần số, hình dạng mẫu, v.v.), đảm bảo kết quả có thể so sánh được.

Tóm lại, chỉ riêng các thử nghiệm cơ học tĩnh là không đủ đối với polyme trong môi trường ô tô. Phân tích cơ học động (DMA) cung cấp cho BMW dữ liệu cần thiết để lựa chọn, đánh giá và kiểm soát vật liệu nhằm đảm bảo an toàn, thoải mái, chất lượng NVH, độ bền và rủi ro bảo hành thấp.

Tóm lại, tiêu chuẩn BMW GS 97036 là một tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu cụ thể giúp đảm bảo độ tin cậy và độ bền của các bộ phận bằng nhựa và cao su trong ô tô BMW. Tiêu chuẩn này là một tài liệu tham khảo quan trọng để mô tả đặc tính đàn hồi nhớt trong điều kiện hoạt động thực tế.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử theo tiêu chuẩn BMW GS 97036.