GMW 14093 塑料部件冲击强度的测定

GMW 14093 塑料部件冲击强度的测定

由通用汽车全球公司 (GMW) 制定的“GMW 14093 塑料部件抗冲击性”标准是一项工程标准,用于评估塑料部件在特定条件下承受冲击力的能力。

GMW 14093 塑料部件冲击强度的测定

本标准适用于在车辆组装、运行、维护或日常使用过程中可能承受冲击应力的塑料部件。其主要目的是确定塑料部件能否在不出现不可接受的裂纹、断裂或其他损坏的情况下吸收一定量的冲击能量。

汽车中的塑料部件可能会受到突发的机械力作用。例如,工具、行李、车内物品的撞击、装配过程或与车内乘客的意外接触都可能导致塑料部件受损。

塑料材料可能具有足够的拉伸强度或弯曲强度,但在受到突发冲击时性能仍然很差。因此,抗冲击性是材料和部件性能的一个独特方面。

GMW 14093 标准提供了一种受控的冲击强度测定方法。其基本原理是对试样或部件施加规定的冲击能量,并评估其响应。该标准适用于可能承受冲击应力的塑料部件。

抗冲击性是指材料或部件在不发生灾难性失效的情况下,承受快速施加的机械载荷的能力。在冲击过程中,部件必须在极短时间内吸收能量。根据塑料配方、温度、几何形状、厚度、老化条件和制造工艺,部件可以:

  • 它能吸收冲击力并保持完好无损。
  • 它变形时不会开裂。
  • 裂缝形成。
  • 它部分断裂了。
  • 它彻底坏掉了。

因此,GMW 14093 标准对于识别在特定环境或温度条件下会变脆的塑料特别有用。

本标准采用冲击试验装置,其中对试样施加一定量的能量。各种装置配置包括:

  • 落球/落锤式冲击试验:在这种试验装置中,冲击物被提升到特定高度后释放,撞击试样。这种试验方法可以通过控制冲击物的质量和下落高度来控制冲击强度。
  • 摆锤冲击试验:将摆锤从预定位置释放,冲击试样。在摆锤系统中,冲击能量与质量、重力加速度、摆锤几何形状和角位移有关。
  • 钢球冲击:之前的版本也描述了一种钢球配置,其中质量和落差高度用于确定所需的冲击能量。具体的装置和要求应始终以该标准的相应修订版本以及相关的组件图纸或材料规范为准。

GMW 14093 标准的一个关键特点是冲击试验可以在不同的环境或温度条件下进行。以下编码定义了不同的试验条件:

  • 代码 1:在规定的加速老化后进行测试。
  • 代码 2:测试温度约为 23 度,误差为 5 度。
  • 代码 3:在约 -30 度 ±3 度的条件下进行 4 小时的适应性训练,然后立即进行测试。

适用的温度、调节时间、老化程序和冲击要求可在相关的工程图纸或材料规范中明确规定。这一点尤为重要,因为许多热塑性塑料在低温下会显著变脆。

冲击能量是测试中的关键参数之一。增加冲击器的质量或落差高度都会增加传递给部件的能量。这使得确定给定部件所需的最小冲击能量成为可能。

典型的工程要求在概念上可以表述为:根据 GMW 14093 标准,A 类设备,代码 3,最小冲击能量为 5 J 的抗冲击性。这种定义明确规定了测试设备、环境条件和最小冲击能量要求。

在测试评估过程中,需检查部件在受到冲击后的损坏情况。根据适用的产品规格,评估可能包括:

  • 开裂
  • 破坏
  • 破裂
  • 形变
  • 组件分离
  • 撞击区周围的损坏
  • 其他已报告的故障类型

验收标准通常由通用汽车的相关零部件、材料或工程规范决定,而不是仅仅由冲击测试方法本身决定。

GMW 14093 标准之所以重要,原因如下:

  • 防止脆性塑料失效:塑料部件在常规机械测试中可能表现得非常坚固,但在受到冲击时可能会突然失效。本标准有助于识别此类缺陷。
  • 评估低温性能:低温会显著降低某些聚合物的韧性。在室温下性能良好的部件,在低温环境下可能会开裂。因此,低温环境测试是评估实际耐久性的重要手段。
  • 它有助于材料选择:此测试可用于比较不同材料,例如:
    • 聚合物特性
    • 树脂配方
    • 添加剂类
    • 填充物
    • 补充剂
    • 着色剂
    • 加工条件

对于承受较大机械冲击的部件,可以选择抗冲击性更好的材料。

  • 支持部件设计:抗冲击性不仅受材料影响,还受部件几何形状影响。诸如此类的因素会影响部件对冲击的响应:
    • 室壁厚度
    • 肋骨
    • 角落
    • 突出物
    • 急剧转变
    • 焊接线
    • 安装点

因此,该标准在组件开发和验证过程中提供了有用的信息。

  • 提升车辆耐用性:塑料部件在现代车辆中应用广泛,例如内饰件、仪表板组件、中控台、盖板、支架、外壳以及各种外部组件。可靠的抗冲击性能有助于降低车辆使用寿命期间部件损坏的可能性。

GMW 14093 标准是通用汽车公司更广泛的材料和零部件测试要求系列的一部分。它也取代了之前的“GMI 60267 塑料零部件冲击强度测定”标准。

GMW 14093 标准可应用于众多汽车塑料领域,包括:

  • 仪表板组件
  • 中央控制台
  • 门饰板
  • 内饰件
  • 塑料盖
  • 括号
  • 树干
  • 保护罩
  • 行李舱部件
  • 外部塑料部件
  • 其他承受冲击应力的塑料部件

实际可行性取决于零部件图纸、材料规格和通用汽车的工程要求。

总之,GMW 14093 标准的重要性不仅限于判断塑料部件是否发生断裂。通过控制冲击能量、温度、环境条件和测试配置,该方法能够帮助工程师评估塑料部件在车辆使用过程中可能出现的各种工况下的完整性。

该标准对于识别脆性行为、评估低温性能、比较材料、支持部件设计以及提高汽车塑料零件的耐久性和可靠性特别有价值。

多年来,凭借我们经验丰富的专业团队,我们始终关注客户需求,提供先进的测试服务,并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下,我们也提供符合GMW 14093标准的测试服务。

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