ما هو الصدمة الميكانيكية؟
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 الصدمة الميكانيكية
والغرض من ذلك هو التحقق من أن الصدمات المفاجئة التي تحدث أثناء النقل والمناولة والخدمة لا تؤدي إلى إتلاف المكون.
على أي منتجات يُطبَّق الصدمة الميكانيكية؟
- الوحدات الإلكترونية ولوحات التحكم
- معدات السيارات والسكك الحديدية
- الكترونيات الطيران الفضائية
- وحدات البطارية
- أجهزة الاستشعار
في أي قطاعات يُستخدم الصدمة الميكانيكية؟
المواصفات المتعلقة بـ الصدمة الميكانيكية
- IEC 60068-2-27اختبار الصدمة الميكانيكية امتحان
شروط الصدمة الميكانيكية
- الملف الصدمة
- نصف جيب، مسنن (الذروة الطرفية) 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 الصدمة الميكانيكية
- آلة اختبار الصدمات (طاولة الإسقاط أو الهوائية)
- مقياس التسارع ونظام التحكم في الصدمات
- تركيب التثبيت
- جهاز مراقبة الوظائف
متطلبات العينة لـ الصدمة الميكانيكية
- يجب أن يتم تركيب العينة بمثبت يمثل طريقة التثبيت الفعلية
- يجب التحقق من الوظيفة قبل الاختبار
- يجب أن تكون أداة التثبيت صلبة بدرجة كافية حتى لا تشوه الصدمة
- يتم تحديد عدد العينات في المواصفات
مدة الصدمة الميكانيكية
يعتمد ذلك على عدد الصدمات ومجموعة المحاور؛ يتم إكمال البرنامج النموذجي في نصف يوم عمل إلى يوم كامل.
إجراء الصدمة الميكانيكية
- 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 أثناء وبعد الصدمات.
- 6يتم تقييم الأضرار الهيكلية عن طريق الفحص البصري.
معايير قبول الصدمة الميكانيكية
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات: عدم وجود ضرر هيكلي، وعدم فك التوصيلات، واستمرارية الوظيفة.
تقييم النتائج
يجب أن يكون ملف تعريف الصدمة المُقاس ضمن حدود التسامح مع المواصفات. يتم تسجيل ما إذا كان فقدان الوظيفة مؤقتًا أو دائمًا بشكل منفصل.
تقرير الصدمة الميكانيكية
- 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
- مواصفات معدات السيارات والسكك الحديدية والفضاء
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الصدمة الميكانيكية؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول الصدمة الميكانيكية
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع الصدمة الميكانيكية؟
تم تنفيذ الصدمة الميكانيكية في النطاق IEC 60068-2-27, MIL-STD-810 طريقة 516, ISO 16750-3 و RTCA DO-160 القسم 7. 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 الصدمة الميكانيكية؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على الوحدات الإلكترونية ولوحات التحكم, معدات السيارات والسكك الحديدية, الكترونيات الطيران الفضائية, وحدات البطارية و أجهزة الاستشعار. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ الصدمة الميكانيكية؟
المعلمات المحددة هي: الملف الصدمة — نصف جيب، مسنن (الذروة الطرفية) 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 الصدمة الميكانيكية؟
يجب أن يتم تركيب العينة بمثبت يمثل طريقة التثبيت الفعلية, يجب التحقق من الوظيفة قبل الاختبار و يجب أن تكون أداة التثبيت صلبة بدرجة كافية حتى لا تشوه الصدمة. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق الصدمة الميكانيكية؟
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 الصدمة الميكانيكية التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات: عدم وجود ضرر هيكلي، وعدم فك التوصيلات، واستمرارية الوظيفة.