ما هو Mechanical Shock — ISO 12405؟
اختبار الصدمة الميكانيكية هو اختبار يتم فيه تطبيق صدمات قصيرة المدة وعالية التسارع على العينة، وتقييم القوة الهيكلية واستمرارية الوظيفة. يتم تعريفه من خلال سعة الصدمة (g) والمدة (ms).
الغرض من Mechanical Shock — ISO 12405
والغرض من ذلك هو التحقق من أن الصدمات المفاجئة التي تحدث أثناء النقل والمناولة والخدمة لا تؤدي إلى تلف المنتج.
على أي منتجات يُطبَّق Mechanical Shock — ISO 12405؟
- خلايا البطارية والوحدات والحزم
- الوحدات الإلكترونية
- معدات الفضاء والدفاع
- معدات السكك الحديدية والبحرية
في أي قطاعات يُستخدم Mechanical Shock — ISO 12405؟
المواصفات المتعلقة بـ Mechanical Shock — ISO 12405
- ISO 12405شروط الاختبار لحزم بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية امتحان
شروط Mechanical Shock — ISO 12405
- الملف الصدمة
- نصف جيب، مسننة أو شبه منحرف
- السعة والمدة
- التسارع (ز) ومدة الصدمة (مللي ثانية) المحددة في المواصفات
- عدد الصدمات
- عدد محدد من التكرارات في كل محور واتجاه
- محاور
- في ثلاثة محاور متعامدة، في كلا الاتجاهين
جهاز Mechanical Shock — ISO 12405
- آلة اختبار الصدمة
- مقياس التسارع ونظام التحكم في الصدمات
- تركيب التثبيت
- جهاز مقاوم للانفجار (البطارية)
- جهاز مراقبة الوظائف
متطلبات العينة لـ Mechanical Shock — ISO 12405
- يجب أن يتم تركيب العينة بمثبت يمثل طريقة التثبيت الفعلية
- يجب أن تكون أداة التثبيت صلبة بدرجة كافية حتى لا تشوه الصدمة
- يجب أن تكون العينة مشحونة بالكامل في اختبارات البطارية
- يجب التحقق من الوظيفة قبل الاختبار
مدة Mechanical Shock — ISO 12405
يعتمد ذلك على عدد الصدمات ومجموعة المحاور؛ يتم إكمال البرنامج النموذجي في نصف يوم عمل إلى يوم كامل.
إجراء Mechanical Shock — ISO 12405
- 1يتم تثبيت العينة على الجهاز ويتم وضع مقياس التسارع.
- 2يتم ضبط ملف تعريف الصدمة والسعة والمدة.
- 3يتم إجراء التحقق من الملف الشخصي باستخدام الجهاز الفارغ.
- 4يتم تطبيق العدد المحدد من الصدمات في كل محور واتجاه.
- 5تتم مراقبة الوظيفة والحالة البدنية.
معايير قبول Mechanical Shock — ISO 12405
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات: عدم وجود ضرر هيكلي واستمرارية الوظيفة. في اختبارات البطارية، يشترط عدم وجود تسرب أو حريق أو انفجار.
تقييم النتائج
يجب أن يكون ملف تعريف الصدمة المُقاس ضمن حدود التسامح مع المواصفات. يتم تسجيل ما إذا كان أي فقدان للوظيفة مؤقتًا أو دائمًا.
تقرير Mechanical Shock — ISO 12405
- المعيار المطبق وملف الصدمات
- السعة والمدة وعدد الصدمات
- معلومات المحور والاتجاه
- منحنيات الصدمة المقاسة
- حالة الوظيفة والفحص البصري
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- الأمم المتحدة 38.3 (نقل البطاريات)
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100
- متطلبات معدات الطيران والسكك الحديدية
الاهتزاز والصدمة — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Mechanical Shock؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُظهر اختبارات الاهتزاز والصدمة ما إذا كان المنتج يتحمل الأحمال الديناميكية الميكانيكية. والظاهرتان مختلفتان: فالاهتزاز حمل مستمر ومتكرر، بينما الصدمة تأثير لحظي واحد بتسارع عالٍ. وتُنتجان أنماط عطل مختلفة وتُطلبان بشكل منفصل.
العطل الناتج عن الاهتزاز هو الإجهاد: فتتشقق وصلة اللحام، ويتآكل غلاف الكابل، ويرتخي المسمار، ويفقد الموصل التلامس. أما العطل الناتج عن الصدمة فهو الكسر: إذ يتحطم مكوّن هش، وتنكسر حاملة، وتخرج لوحة من حاملها. لذا فإن اختبار المنتج تحت الاهتزاز لا يُظهر أنه يتحمل الصدمة أيضًا.
يُطبَّق الاهتزاز بثلاثة أشكال، يُعطي كل منها معلومات مختلفة. يمسح الاهتزاز الجيبي ترددًا واحدًا؛ ويُستخدم لإيجاد ترددات الرنين للمنتج، وهو قيّم جدًا في مرحلة التصميم. ويمثل الاهتزاز العشوائي طبيعة النطاق العريض للبيئة الحقيقية ويُفضَّل كدليل على المتانة. أما ملفا الجيبي فوق العشوائي والعشوائي فوق العشوائي فيحاكيان معًا الضجيج عريض النطاق المتراكب على الترددات السائدة من المحركات والدوارات — وهذا ضروري في تطبيقات طائرات الهليكوبتر والتوربو-بروب.
الرنين هو المفهوم المحوري في هذا المجال. فلكل هيكل تردداته الطبيعية الخاصة؛ وعندما يقترب تردد الإثارة من أحدها، يزداد السعة ويتعرض المنتج لتسارع يفوق مستوى المدخل بأضعاف. لذا يُجرى مسح للرنين قبل الاختبار، وغالبًا ما يتخذ تغيير التصميم شكل إزاحة الرنين بدلاً من خفض المستوى.
في هذه العائلة، يُعد التثبيت (fixture) جزءًا من النتيجة، وهذه هي النقطة الأكثر إغفالًا. فطريقة تثبيت العينة بالهزاز تغيّر مباشرة الطاقة المنقولة وسلوك الرنين. ويُدخل التثبيت سيئ التصميم رنينه الخاص ويفرض حملاً لم يكن المنتج ليتعرض له لولا ذلك، أو على العكس يُخمِّد الحمل الحقيقي ويحمي المنتج. ولا يمكن مقارنة النتائج التي تُحصَّل بتثبيتات مختلفة.
يُحدد اختيار نقطة القياس النتيجة أيضًا. إذ يوضع مقياس التسارع الضابط على التثبيت ومقاييس تسارع المراقبة عند النقاط الحرجة للمنتج؛ ويجب أن يوثق التقرير هذه المواضع. ويمكن أن تختلف قيم التسارع المقاسة عند نقاط مختلفة في الاختبار نفسه اختلافًا ملحوظًا.
تُقسَّم الملفات حسب مجال التطبيق: اهتزاز النقل (التعبئة والشحن)، اهتزاز المركبات (حسب موقع التركيب)، السكك الحديدية (فئات EN 61373)، الطيران (أقسام DO-160)، العسكري (أساليب MIL-STD-810) ونقل البطاريات (UN 38.3 T3). ويمر المنتج نفسه بملفات مختلفة تحت برامج مختلفة.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاهتزاز الجيبي
تحديد الرنين عبر مسح الترددات والتحمل عند ترددات محددة؛ وهو الاختبار الأكثر إفادة في مرحلة التصميم.
الاهتزاز العشوائي
المتانة بملف كثافة طيفية للقدرة عريض النطاق؛ وهو النهج الأفضل تمثيلاً للبيئة الحقيقية.
الملفات المختلطة
الجيبي فوق العشوائي والعشوائي فوق العشوائي؛ للترددات السائدة الناتجة عن الآلات الدوارة.
الصدمة الكلاسيكية
التسارع والمدة المحددان بأشكال نبضات نصف جيبية ومنشارية وشبه منحرفة.
السقوط الحر والانقلاب
سيناريوهات سقوط واقعية ناتجة عن المناولة؛ حاسمة للمنتجات المحمولة.
البحث عن الرنين ومراقبته
الكشف عن التغيرات الإنشائية (التشقق، الارتخاء) عبر المسح قبل الاختبار وبعده.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- الصدمة والاهتزاز ليسا الاختبار نفسه؛ فأحدهما يُحدث كسرًا والآخر إجهادًا، وكلاهما مطلوب بشكل منفصل.
- لا يمكن مقارنة تقرير لا يوثق التجهيزة؛ فقد تُدخل التجهيزة رنينها الخاص.
- تأتي المستويات من معيار المنتج أو مواصفة البرنامج؛ ولا يحدد المعيار مستوى عالميًا واحدًا.
- دون مسح رنين قبل الاختبار وبعده، قد يمر الضرر الإنشائي دون ملاحظة؛ وقد يبدو المنتج يعمل بينما هو متصدع من الداخل.
- يجب الإبلاغ عن موضع نقطة القياس؛ إذ تختلف قيم التسارع المقاسة في نقاط مختلفة من الاختبار نفسه اختلافًا ملحوظًا.
- إذا لم يُشغَّل المنتج أثناء الاختبار، تبقى انقطاعات التلامس المتقطعة غير مرئية.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من متانة النقل والاستخدام
- امتثال النقل واهتزاز المركبة للبطاريات
- ملفات التأهيل للسكك الحديدية والطيران والدفاع
- تحليل السبب الجذري لأعطال اللحام والموصلات والوصلات
- قرار إزاحة الرنين عبر تغيير التصميم
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Mechanical Shock — ISO 12405
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع Mechanical Shock؟
تم تنفيذ Mechanical Shock في النطاق IEC 60068-2-27, UN 38.3 T.4, MIL-STD-810 طريقة 516, RTCA DO-160 القسم 7, IEC 61373 و ISO 12405. يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها Mechanical Shock؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على خلايا البطارية والوحدات والحزم, الوحدات الإلكترونية, معدات الفضاء والدفاع و معدات السكك الحديدية والبحرية. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ Mechanical Shock؟
المعلمات المحددة هي: الملف الصدمة — نصف جيب، مسننة أو شبه منحرف, السعة والمدة — التسارع (ز) ومدة الصدمة (مللي ثانية) المحددة في المواصفات و عدد الصدمات — عدد محدد من التكرارات في كل محور واتجاه. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ Mechanical Shock؟
يجب أن يتم تركيب العينة بمثبت يمثل طريقة التثبيت الفعلية, يجب أن تكون أداة التثبيت صلبة بدرجة كافية حتى لا تشوه الصدمة و يجب أن تكون العينة مشحونة بالكامل في اختبارات البطارية. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق Mechanical Shock؟
يعتمد ذلك على عدد الصدمات ومجموعة المحاور؛ يتم إكمال البرنامج النموذجي في نصف يوم عمل إلى يوم كامل. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة Mechanical Shock التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات: عدم وجود ضرر هيكلي واستمرارية الوظيفة. في اختبارات البطارية، يشترط عدم وجود تسرب أو حريق أو انفجار.